流固耦合作用下页岩地层液相侵入机理
2018-04-11李泽李皋杨旭王希勇刘林戴成
石油钻采工艺 2018年6期
关键词:系统
李泽 李皋 杨旭 王希勇 刘林 戴成
1.西南石油大学·油气藏地质及开发工程国家重点实验室;2.中国石油化工股份有限公司西南油气分公司
在钻井过程中,液相侵入会导致页岩地层压力上升并引起岩石的压力穿透效应[1],进而造成井壁失稳及套管挤毁等一系列井下事故的发生[2],严重制约了页岩储层的有效开发。国内外学者针对页岩地层的液相侵入进行了大量的研究,指出在渗透压力、化学作用力以及毛细管作用力的驱动下,液相迅速侵入并充满井眼周围的裂缝网络,在压差作用下致使储层基质吸水[3]。随着侵入时间的延长,裂缝表面渗透、吸水带范围不断扩大,直至达到含水平衡并饱和[4]。液相通过微裂缝进入页岩内部后,水化黏土矿物胶结物,岩石力学性质发生明显变化,流固耦合现象显著[5]。
页岩地层是典型的复杂孔隙介质,针对复杂孔隙介质中的渗流问题,Blaskovich等提出了双孔双渗模型,该模型假设基质和裂缝均可渗透,但裂缝是输送流体的主要通道[6]。Noorishad提出了一种同时考虑流体在基岩和裂隙内流动的离散裂隙基岩模型[7]。Meyer等将离散裂缝模型引入页岩储层来描述流体在裂缝内的流动规律[8]。针对渗流引起的流固耦合现象,卢义玉等分析了热流固耦合作用对页岩渗透特性的影响[9]。康永尚等通过对页岩岩心的流-固耦合物理模拟实验分析了岩心渗透率随压力的变化关系[10]。渗流将会引起流固耦合作用,而流固耦合作用同时会影响渗流过程。……
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