复杂裂缝中CO2流体携砂规律的数值模拟

复杂裂缝中CO2流体携砂规律的数值模拟

论文摘要

基于计算流体力学(CFD)方法,建立了适用于模拟CO2流体和支撑剂两相流动规律的固液两相流数学模型,并利用有限体积法进行求解,分析了泵注速度、砂比、支撑剂密度和粒径以及裂缝复杂程度对支撑剂在复杂裂缝中运移规律的影响。结果表明:支撑剂流入分支缝的方式主要包括主裂缝在分支缝缝口处形成砂堤后依靠重力作用滚入二级缝中,或是依靠携砂液的流速携带至分支缝内;泵注速度、支撑剂目数与平衡高度呈负相关,且泵注速度与平衡时间呈负相关、支撑剂目数与平衡时间呈正相关;砂比、支撑剂密度与平衡高度呈正相关,与平衡时间呈负相关;裂缝的级数越多,达到平衡所需要的时间越长,复杂裂缝中支撑剂在各分支缝节点处出现转向运移,且主要沉降在离主裂缝较近的二级缝中;由于三级缝较窄,进入三级缝深部的支撑剂量较少,且各分支缝中的砂堤高度小于主裂缝中的砂堤高度。

论文目录

  • 引 言
  • 1 固液两相流数学模型
  •   1.1 固液两相流控制方程
  •     1.1.1 连续性方程
  •     1.1.2 动量守恒方程
  •     1.1.3 相间交换系数
  •     1.1.4 颗粒温度
  •   1.2 紊流流动方程
  •   1.3 边界条件
  • 2 物理模型及求解策略
  • 3 CO2携砂能力影响因素分析
  •   3.1 支撑剂铺置过程
  •   3.2 泵注速度
  •   3.3 砂比
  •   3.4 支撑剂密度
  •   3.5 支撑剂粒径
  •   3.6 裂缝复杂程度
  •     3.6.1 支撑剂分流的影响
  •     3.6.2 缝宽的影响
  • 4 结 论
  • 文章来源

    类型: 期刊论文

    作者: 葛强,马新仿,张士诚,曹桐,李四海

    关键词: 压裂,携砂规律,固液两相流,支撑剂,复杂裂缝

    来源: 西安石油大学学报(自然科学版) 2019年03期

    年度: 2019

    分类: 工程科技Ⅰ辑

    专业: 石油天然气工业

    单位: 中国石油大学(北京)油气资源与探测国家重点实验室

    基金: 国家自然基金面上项目“致密油藏压裂水平井渗流机理研究”(51574255),国家重点基础研究发展计划“973”项目“致密储层人工缝网形成与重复压裂改造控制机理”(2015CB250903)

    分类号: TE357.12

    页码: 41-48+55

    总页数: 9

    文件大小: 4530K

    下载量: 180

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