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天然气水合物储层颗粒级尺度微观出砂数值模拟

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  • 【题名】:天然气水合物储层颗粒级尺度微观出砂数值模拟
  • 【年份】:2019
  • 【作者】:董长银,闫切海,李彦龙,徐鸿志,周玉刚,尚校森,陈强,宋洋
  • 【关键词】:天然气水合物  出砂模拟  出砂预测  颗粒级尺度  出砂形态
  • 【摘要】:构建颗粒级尺度的天然气水合物储层地层砂颗粒结构模型,在此基础上进行天然气水合物储层颗粒级尺度微观出砂过程和形态模拟,研究出砂机制和出砂形态及其影响因素。颗粒结构模型根据地层砂粒度分布曲线随机确定颗粒直径、圆球度系数及位置倾角,根据测井曲线利用随机方法表征颗粒胶结强度和水合物饱和度的随机非均质性分布和粒间应力。使用水合物强度比例系数和影响系数表征水合物分解对胶结强度的影响。根据构建的颗粒剥落判别模型,结合水合物分解模型,建立颗粒剥落孔道延伸扩展模拟及出砂形态模拟方法。结果表明:对于胶结强度较低的高水合物饱和度储层,出砂首先从孔壁边界上开始,沿胶结弱面不均匀扩展形成类蚯蚓洞形态,最终总体呈现前端类蚯蚓洞与后端连续垮塌的复合出砂形态;水合物分解会大幅度降低储层强度,生产过程中出砂前沿与分解前沿非常接近;随着初期生产延续,最大剥落出砂粒径由16μm降低为6μm,剥落出砂速度呈上升趋势;水合物饱和度及其分解对出砂形态和出砂速度有明显影响;水合物饱和度越低,其分解对储层总体内聚强度的影响越小,越不容易出砂;饱和度为0.4、0.3和0.18时的砂粒剥落速度分别约降低到平均水合物饱和度0.48对应的砂粒剥落速度的80%、69%和58%。
  • 【期刊名】:中国石油大学学报(自然科学版)
  • 【分类号】:TE37
  • 【期号】:第6期
  • 【资金项目】:国家自然科学基金项目(51774307);国家重点研发计划(2017YFC0307304);国家海洋地质调查二级项目(DD20190231);中国石油重大专项(ZD2019-184)
  • 【作者简介】:董长银(1976-),男,教授,博士,博士生导师,研究方向为油气开采工程、出砂与防砂完井、复杂多相流动。E-mail:dongcy@upc.edu.cn。
  • 【作者单位】:非常规油气开发教育部重点实验室(中国石油大学(华东));中国地质调查局青岛海洋地质研究所;中国石油集团工程技术研究有限公司
  • 【页码】:77-87
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