董长银 闫切海 周博 王宇宾 邓君宇 宋洋 王力智

1. 中国石油大学(华东)非常规油气开发教育部重点实验室；2. 中国石油集团工程技术研究有限公司

出砂是弱胶结石油与天然气储层以及天然气水合物储层开采过程中的棘手问题，出砂模拟与预测是研究弱胶结储层出砂规律的主要手段［1-2］。早期针对弱胶结储层出砂规律的研究主要基于宏观的剪切破坏和拉伸破坏等机理［3］，国内外学者基于宏观力学分析或连续介质原理研究建立了不同的出砂机理和出砂预测模型，包括线-弹性模型、弹-塑性模型等［4-6］。基于宏观力学的出砂模拟模型无法考虑岩石的微观结构及其非均质性，因此预测结果与实际情况存在一定差异［7-9］。基于宏观出砂机理的出砂预测模型可以实现储层出砂临界条件和总体出砂规律的预测，但也无法揭示微观出砂过程及其储层出砂后的亏空形态［10-12］，而目前出砂模拟的实验研究主要借助于岩心驱替手段，预测出砂条件、出砂量及出砂规律等影响因素［13-16］。这同样是模拟岩心的总体或宏观出砂规律，难以观察和揭示颗粒运移及出砂过程的微观本质与机理，也难以探测出砂造成的微观亏空形态。综上所述，无论是出砂模拟预测的数值模拟研究还是实验模拟研究，目前主要基于宏观出砂机理和着眼于宏观出砂规律，而对于储层微观出砂的模拟尤其是实验模拟研究较少，难以系统地揭示弱胶结储层的微观出砂过程、机理及其本质。……