阻率，声波包括压缩波和剪切波，密度测井，等。得出的岩石力学材料特性参数将包括弹性模量泊松比剪切强度内摩擦角。这个过程包括数据整理准备等。初始地应力预测。将在内容的基础上并结合影像测井数据及钻井报告进行。这个过程得出的结果为初始地应力三个分量的大小及方向。建立油田区块有限元维模型。建立的网格模型包括断层向斜背斜等地质结构。建立井眼尺度的有限元维子模型。建立的子模型将包括实际过程的细节，具体模拟钻井过程。对于套管完井，将在钻井模拟的基础上，进步模拟射孔过程。施加压力降，模拟生产过程中压力降产引起的模型的孔隙弹塑性变形行为。根据塑性变形的特征数值大小分布范围，确定产砂风险大小以及确定最佳压力降的数值。下面图给出了产砂趋势预测及最佳压力降选择的维分析的流程图。图中第个阶段包括了上述的步骤，共个内容。应用实例这个例子是为国际石油公司进行的产砂风险数值分析。这里的数据不是原始数据，仅用于模型展示和算例考核目的。有限元模型需要分析的这口井已经完成钻井工程阶段处于完井设计阶段。井孔有的倾斜角。其轨迹的方位与水平主应力的相对关系如图所示。在建立倾斜井的产砂分析有限元简化模型时需要仔细考虑相应的位置及方向关系般地说，在最小水平主应力方向上的射孔的周围发生塑性变形的趋势最大。因此，把要分析的射孔轴线选在最小水平主应力方向上，这样得道的产砂分析结果中，临界压力降的数值是最保守的。也就是说，只要这个射孔周围的塑性变形低于达到产砂趋势需要的临界塑性应变值，那么其它方向上的射孔周中国区用户年会，北海，年月围的塑性变形肯定也低于产砂临界塑性应变。从而，就分析这个方向上的射孔就可以了。因此，局部子模型只包含这个方向的对射孔。步骤根据塑性变形的特征数值大小分布范围，确定产砂风险大小以及确定最佳压力降的数值步骤施加压力降，模拟生产过程中压力降产引起的模型的孔隙弹塑性变形行为步骤分析准备各种输入数据，建立油田区块有限元维模型。建立的网格模型包括断层向斜背斜等地质结构步骤建立井眼尺度的有限元维子模型。建立的子模型将包括实际过程的细节，具体模拟钻井过程。对于套管完井，将在钻井模拟的基础上，进步模拟射孔过程图产砂趋势预测及最佳压力降选择的维分析的流程下面的图是为国际石油公司进行产砂风险数值分析时的模型图。模型中显示了地应力方向和井孔轴向的相对位置。建立模型过程中另个需要解决的问题是子模型初始地应力的对称性如何保证。由于是倾斜井眼，而且井孔轨迹不在主应力方向上，如何保证初始地应力的对称性是个问题。这里采用了整体模型子模型相结合的办法来解决。具体说，就是在整体模型中有初始地应力的对称性。子模型中，初始地应力的对称性通过从整体模型取得非零位移边界条件近似保证。这样得道的子模型和相关的整体模型如图所示。中国区用户年会，北海，年月图经轴线斜角及井轴线与地应力方向的相对位置示意图。图子模型和整体模型示意图。图射孔周围的网格示意数值结果采用上述原理分析流程有限元模型网格，对该油田的套管完井方式下的产砂趋势进行分析，得到的数值结果如下面的图和表所中国区用户年会，北海，年月采油过程中产砂趋势预测及采油最佳压力降选择的维数值分析沈新普，沈国阳,摘要本文简要介绍了石油生产过程中产砂分析及最佳采油压力降选择的数值计算原理流程及应用实例。针对基于塑性的产砂分析模型，分析了相关的建模过程中遇到的问题，提出了相应的解决措施。对有关的塑性力学概念和力学量进行了简要阐述和使用分析。关键词产砂，油层，塑性，渗流，完井引言般地说，采油过程中产砂是由于地层的地应力大而岩石强度小。如果岩石强度足够强，或者地应力足够小，那么不会有产砂的问题。地应力大而岩石强度小的时候，地层的力学行为特征之就是岩石的塑性变形，而且很多的室内试验及工程经验都证明了采油过程中产砂和岩石塑性变形有密切关系。在过去的年里，对基于塑性力学理论框架的采油过程中产砂预测方法的研究及其应用有很多。文献介绍了使用耦合的储层岩石力学模型对产砂的起始与等效塑性应变的关系进行研究的成果。文献报道了采用系列的渗流材料参数的函数建立的解析模型进行产砂预测解析求解的成果。文献使用霍克布朗屈服准则而不是摩尔库仑准则进行解析计算产砂问题的成果。文献介绍的等效塑性应变和米泽思应力是塑性力学分析的两个经典概念，本文的产砂分析将会用到。本文的方法是基于塑性的采油过程中产砂分析方法。数值分析中采用的理论体系属于孔隙弹塑性固结分析的范畴。这个固结分析主要关注井孔周围裸眼完井和射孔周围套管完井的渗流和变形行为。近年来有若干相关研究。文献报道了采用数值计算手段对产砂及相关的不完全固结地层侵蚀的研究及应用实例。文献报道了他们做的维数值计算，他们分析了裸眼完井和套管完井两种情况下的产砂及侵蚀情况。文献报道了采用解析和数值两种手段对裸眼及套管两种完井方式下的产砂进行分析的结果。文献报道了采用文献介绍的维数值方法进行产砂分析的应用实例。本文的目标是简要介绍采油过程中产砂分析及最佳压力降选择的数值计算原理流程。这个最佳采油压力降是能够保证生产过程中不出现明显产砂现象的最大压力降的数值。此外，数值分析结果还将给出在指定的压力降数值下生产过程中产砂的严重程度按照交通红绿灯的形式，分为绿黄红三种，给之后的完井设计提供理论指导和参考依据。计算原理本课题采用的方法是基于塑性分析的维数值方法，也就是在产砂趋势预测时，首先先进行孔隙弹塑性有限元分析，根据模型的塑性变形的数值结果的特性，得出结论产砂程度轻微或者中等或者严重。之后，在此基础上，选择最合适的压力降以及相应的完井设计。这里所说的塑性变形的数值结果的特性，包括两个方面个是数值结果中塑性变形的最大值这个塑性变形越大，产砂趋势越严重若没有塑性变形，则完全没有产砂风险。另个是塑中国区用户年会，北海，年月性变形沿井壁或者射孔的内表面的分布如果塑性区在井壁周围射孔表面形成闭合环，则认为产砂趋势严重，否则即认为不严重。下面的分析中，采用了石油工程中关于应力正负号的惯例，即压应力为正。所谓最小水平地应力是指最小水平压应力。当数值结果中，压力降引起的塑性变形的最大值达到或者超过个临界值叫做临界塑性应变值的时候，这个压力降就是没有明显产砂风险的最大需用压力降,也叫临界压力降。超过这个值的压力降将会在生产过程中有明显的产砂现象。数值计算流程根据上述原理，产砂趋势预测及最佳压力降选择的维岩石力学数值分析的数值流程如下进行测井数据分析，得出地层各处的岩石力学材料特性参数。需要的测井数据包括射线，电阻率，声波包括压缩波和剪切波，密度测井，等。得出的岩石力学材料特性参数将包括弹性模量泊松比剪切强度内摩擦角。这个过程包括数据整理准备等。初始地应力预测。将在内容的基础上并结合影像测井数据及钻井报告进行。这个过程得出的结果为初始地应力三个分量的大小及方向。建立油田区块有限元维模型。建立的网格模型包括断层向斜背斜等地质结构。建立井眼尺度的有限元维子模型。建立的子模型将包括实际过程的细节，具体模拟钻井过程。对于套管完井，将在钻井模拟的基础上，进步模拟射孔过程。施加压力降，模拟生产过程中压力降产引起的模型的孔隙弹塑性变形行为。根据塑性变形的特征数值大小分布范围，确定产砂风险大小以及确定最佳压力降的数值。下面图给出了产砂趋势预测及最佳压力降选择的维分析的流程图。图中第个阶段包括了上述的步骤，共个内容。应用实例这个例