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疏松砂岩高压砾石充填优化设计软件 Gravel Pack V1.0
 
疏松砂岩高压砾石充填优化设计软件 Gravel Pack V1.0
 High Pressure Gravel Pack optimization V1.0

1. 软件概述

  高压砾石充填优化设计软件(Gravel Pack V1.0)是由中国石油大学(华东)油气CAE技术研究室研发的一套砾石充填与防砂设计一体化软件。本软件主要针疏松砂岩地层的高压砾石充填防砂工艺,从分析测井资料入手,进行管外填砂量、排量、压力等施工参数及防砂井产能预测的优化设计分析。软件由计算分析模块、图形输出模块、文件模块等三个基本模块组成。

1 软件主界面

2. 计算分析模块

软件计算分析模块用于实现各类数据参数的输入和分析计算,以获取期望的数据结果。

主要用于疏松砂岩高压砾石充填中填砂量、施工排量等施工参数的计算分析。其功能包括基于测井资料的弹性参数及地应力计算、基于测井资料的管外填砂量预测、考虑施工参数影响的管外填砂量预测、施工参数设计、温度场计算,近井应力场分析等。

 

2软件功能模块

1)弹性参数及地应力计算

该模块可以根据测井资料中的声波时差、密度、井径等测井数据计算杨氏模量、剪切模量、泊松比等弹性参数和最大水平地应力、最小水平主应力及垂向应力等三向应力。该模块分析结果是进行填砂量预测等计算分析的基础数据。

3 测井数据分析

2)防砂井产能预测

该模块是根据油层特性、原油特性、射孔参数以及其他与防砂施工相关的数据计算各类表皮系数,然后在此基础之上计算总表皮系数及防砂产能比。依此来判断防砂施工对油井产能的影响。

4 产能预测界面

3)管外填砂量预测

该模块是在模块(1)计算结果的基础上,计算防砂施工层的挤压模量和挤压指数,并在考虑相应层位孔隙度后根据相应的计算模式计算各层的单位厚度填砂量及整个防砂施工段的总管外填砂量。如果考虑施工泵压、施工排量、砂比等施工参数对填砂量的影响,则在计算时要输入施工泵压、施工排量、砂比等施工参数,通常情况下考虑施工参数影响的计算结果较准确。

5 填砂量预测界面

6 填砂量分层预测结果

4)井筒温度场计算

该模块主要是确定防砂施工中某时刻沿井筒方向井壁的温度情况和某一深度处井壁温度随时间的变化情况。

7 井筒温度场计算

5)井筒及射孔应力场计算

该模块是根据地层的最大最小水平主应力、垂向应力和井筒内压计算井筒的径向、周向和垂向应力,并可进一步计算出相应的Tresca应力和Mises应力,为判断井眼的稳定提供力学支持;同时还可以计算射孔壁的应力情况。此外,为了更好的分析井眼及射孔应力沿着孔径方向的变化情况,该模块提供了相应的规律分析功能。

8 井筒及射孔应力计算界面

9 自井壁向地层延伸的Tresca应力计算结果输出

6)井周裂缝预测

根据测井资料计算的井筒周围的应力情况,结合有关的裂缝形成准则,判断井周的裂缝发育情况。

 

 

 

10 裂缝预测界面

11 沿井壁裂缝破裂率预测结果

3. 图形模块

为了使计算结果更加直观、生动,软件(HPGravPack)在计算模块基础上,花费大量精力编写了图形模块。图形模块是计算模块的延伸,它以曲线、色彩,图形面积等形式形象地表达各种不同的物理量。例如在管外填砂量预测模块中,不同深度处的挤压指数,各层的单位厚度填砂量及总填砂量信息都可在图形模块中获取。如图12所示,图形的左侧是挤压指数随着井深的变化情况;图形的中间部分为挤压指数及其分级情况,水平方向的线段的长度反映了挤压指数的大小,线段的颜色则表达了该处挤压指数分级情况,此外,在这一部分还对图形中使用的符号颜色所表达的意义作了详细说明;图形的右侧则是填砂量预测图,在这部分中,可以通过填充圆的尺寸和颜色很直观地获取各层的单位厚度填砂量,为了更准确地确定单位厚度填砂量及总填砂量,在填充圆下面给出了相应油层层位的深度范围和确切的填砂量值。

12 分层填砂量预测图形模块实例

4. 文件模块

为便于计算结果保存,以备后用,该软件还提供了文件模块。考虑到用户的使用习惯,结果文件主要提供Word和文本文件两种保存格式,对于含有大量数据结果的情况,软件提供了Excel保存格式。为节省用户编写报告的时间,软件在弹性参数及地应力计算、填砂量预测、防砂产能预测等部分提供了Word报告编写功能,可以将相关的计算数据、图形结果等以文字、图、表等形式输出到Word中形成报告,用户只需稍加修改即可作为最终报告或报告的一部分内容,非常方便。

5. 软件特点

该软件主要有以下特点。

1)图形结果:如上文图形模块所介绍的,软件在数据计算的基础上提供了非常丰富的图形结果,使用户能够直观地获取相关的数据信息及有关的变化规律,从而把用户从相对枯燥的大量数据中解放出来。

2)容错能力:在软件的编写过程中尽可能考虑了可能出现的各种输入输出错误及计算错误。软件在运行过程中发生错误时会自动弹出相关的出错提示,保证程序运行的连续性,尽量避免因各种错误而导致程序运行中止。

3)使用方便:软件的输入主要是以文本框的形式实现的,各个参数名称定义规范,可以见其名知其意,对于个别较难理解的参数可通过“参数提示”(将鼠标置于参数名称上部不动,软件就会自动现出提示框,描述该参数的具体意义)认识。此外,软件还以图形形式描述一些参数的物理意义,更加直观。

4)维护升级简单:软件的各个计算功能的实现具有相对的独立性,维护升级方便,可在不影响其他功能的情况下针对某一功能进行改进。

 
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