气井的流固耦合渗流场分析

作     者：郭衍茹 练章华 魏臣兴 蔺刚 王磊 Guo Yanru;Lian Zhanghua;Wei Chenxing;Lin Gang;Wang Lei

作者机构：西南石油大学油气藏地质及开发工程国家重点实验室四川成都610500 中国石油集团渤海钻探工程有限公司工程技术研究院天津300450 中国石化中原油田分公司博士后工作站河南濮阳457001 

出 版 物：《断块油气田》 (Fault-Block Oil & Gas Field)

年 卷 期：2012年第19卷第4期

页      面：481-484页

学科分类：0820[工学-石油与天然气工程] 08[工学] 082002[工学-油气田开发工程] 

基　　金：国家自然科学基金项目"基于数值模拟的复杂地层地应力场反演研究"(50774063) 国家科技重大专项专题"复杂地层漏失诊断及完井方法研究"(2011ZX05005-006-008HZ) 

主　　题：气井 流固耦合 数值模拟 渗流场 应力场 

摘      要：针对气井生产过程中存在的流固耦合作用,在充分考虑真实天然气的偏差因子、密度以及黏度随压力变化的基础上,建立数学模型,利用COMSOL Multiphysics软件对应力场、渗流场进行耦合计算,得到流固耦合作用下的渗流场分布。从中提取井底上方20 m处切线上的地层压力、孔隙度、渗透率、渗流速度、气体密度、气体黏度等数据,进一步分析耦合渗流场的分布特点。研究得出:气井耦合渗流场中压力分布与常规数值分析得到的压力漏斗趋势相似,但压力数值偏小;由于应力场的作用,耦合渗流场中地层的孔隙度和渗透率是变化的,尤其在井底附近的减小程度显著,进而导致耦合渗流速度小于常规渗流场,最终影响气藏的开发动态;受压力变化的影响,天然气的黏度、密度分布也近似为漏斗趋势。结果表明,考虑流固耦合作用下的渗流场才是地下渗流的真实反映。