[发明专利]流固耦合作用下的油田套损计算方法

摘要

本发明公开了一种流固耦合作用下的油田套损计算方法，该方法基于流固耦合理论，通过室内试验、数值计算和理论分析相结合的方法开展研究，根据流体力学理论及弹塑性理论，建立了油藏开发过程渗流数学模型及应力场计算数学模型，根据室内试验分析建立了储层岩石的弹塑性本构模型，借助有效应力原理，建立了开发过程流固耦合数学模型，根据流固耦合数学模型及求解思路，在已有商业软件基础上建立了储层流固耦合地应力预测及套损防控的数值模拟方法，以曲堤油田典型区块为例，给出了流固耦合作用下油田套损预测及防控的具体方法，并提出具体措施，对于改善油田套损状况，提高油井使用寿命具有重要的应用价值。

主权项

一种流固耦合作用下的油田套损计算方法，其特征在于，该流固耦合作用下的油田套损计算方法包括以下步骤进行：步骤以：根据流体力学理论及油藏开发涉及的运动状态，采用理论分析方法建立渗流场数学模型，渗流场数学模型包括单相渗流数学模型、油水两相渗流数学模型和渗流场边界条件；步骤二：根据弹塑性力学理论，在对储层岩石岩心数据进行详细分类及分析的基础上，建立储层开发过程的应力场计算数学模型，以岩心的强度测试数据为基础，采用DP准则来描述储层岩石的弹塑性本构关系；步骤三：以有效应力原理为桥梁，根据孔隙介质变形理论，建立储层岩石的孔隙度与孔隙压力的关系及渗透率与孔压、有效应力的关系，结合室内岩心应力测试结果，建立储层注水开发过程流固耦合数学模型；步骤四：建立相应区块的地质模型：采用三维地质建模软件PETREL建立该模拟区块的地质模型，根据应力场计算的每个单元的节点坐标数据和和流场计算的块中心网格数据的几何对应关系，将PETREL建立的地质网格模型转化为应力场计算所需的有限元数值模型；步骤五：将步骤四建立的地质模型导入eclipse，在eclipse软件中设置好流场边界及初始条件，根据步骤一中的流场单相流、两相流模型、边界类型及初始条件在eclipse中选择对应的流场模拟计算模型；结合每口井的生产情况，输入井的生产数据，在eclipse中设置好模型的边界及初始条件，计算模拟区域的孔隙压力；将步骤四转化出的有限元模型导入abaqus，将eclipse计算出的孔压导入abaqus作为初始应力条件，基于步骤二的应力场数学模型在abaqus中选择对应的应力计算模块，根据步骤三的渗透率随有效应力关系设计abaqus子程序来实现耦合计算过程中的有效应力及孔压对渗透率的影响计算，最终计算出储层的地应力及套管单元的受力，轴向载荷大小，根据套管管材的强度判断套管的损坏情况。