翟晓鹏 孟文波 孔祥吉 王尔钧 黄熠 楼一珊

1. 长江大学石油工程学院；2. 中海石油(中国)有限公司湛江分公司；3. 中国石油国际勘探开发有限公司

中国南海LS深水气田储层埋深浅，储层疏松，抗压强度3.5～8 MPa，极易出砂［1］。测试井产量在(80～160)×104m3/d 之间，产出气体流速高，高速携砂气体对筛管外壳以及内部挡砂介质冲蚀严重，出现筛管破裂出砂现象，由此引起的挡砂失效问题严重影响了油气开采效率。近些年，出砂冲蚀问题越来越受到国内外防砂工作者的关注。对于气体筛管冲蚀的研究是从室内物模实验开始，利用筛管挂片质量损失率确定冲蚀速率，预测筛管寿命［2］。学者Kumar等［3］利用CT扫描分析冲蚀后筛网孔径变化，确定筛网失效标准；但实验忽略了筛管结构的影响，实验时间长，冲蚀速率计算结果误差较大。因此，有学者在室内实验研究的基础上，逐步探索利用数值模拟方法预测筛管冲蚀寿命。Greene等［4］利用CFD数模方法研究环空流速对筛管冲蚀速率的影响，建立了一个半经验冲蚀模型。Procyk等［5］通过数值模拟与实验数据对比，验证了数模求取筛管冲蚀速率的合理性，但没有给出数值求解的详细介绍。考虑筛管结构的复杂性预测筛管冲蚀寿命的数值模拟需做进一步研究。笔者考虑金属网布筛管结构特征，采用离散离子流模型(DPM)模拟砂粒流动对金属网布筛管冲蚀的影响，分析不同流体流速、含砂浓度对金属网步筛管冲蚀规律，从而预测筛管冲蚀寿命，为气井有效防砂提供理论支持。……