海上CO_(2)埋存井井筒温度压力影响因素研究

准确预测CO_(2)埋存过程中井筒温度压力场以及CO_(2)的物性参数变化对安全埋存至关重要。为此,建立了埋存井井筒温度、压力与CO_(2)物性参数的耦合计算模型,计算得到了实例井井筒温度压力分布以及CO_(2)物性参数随井深的变化规律,并对注入参数对于井筒温度压力分布影响规律进行分析。研究结果表明:井筒内CO_(2)流体的流速、努塞尔特数和对流换热系数随井深的增加而增大,密度、黏度、摩阻系数、导热系数和普朗特数随井深增加而减小,定压比热容在温度压力综合作用下有一定波动;注入温度对井筒压力和井底温度压力影响很小;注入速率增大会使相同井深处温度降低、压力升高,调节注入速率可以在对压力影响较小的同时有效调节井筒温度分布;注入压力的变化对压力梯度几乎无影响,在压力较大时对温度梯度影响较大,通过调节注入压力可以有效调节井筒压力分布。研究结果可为海上CO_(2)埋存井井筒完整性的准确评价提供理论基础。

水力压裂过程中水泥环裂缝扩展的数值模拟

射孔后水泥环孔周产生初始裂缝,压裂过程中裂缝的扩展为环空窜流的发生提供通道。针对此问题,根据水力压裂流固耦合理论计算水泥环径向裂缝在体积压裂过程中的扩展过程,分析了套管内压、水泥弹性模量、地层孔隙压力等参数对压裂过程中水泥环裂缝沿井筒轴向扩展长度的影响规律。结果表明:压裂中水泥环的裂缝扩展过程主要发生在压裂初期,且缝口与缝尖处的压差随着压裂的进行逐渐缩小。较高的地层孔隙压力、较低的套管内压与高模量水泥有利于减小水泥环径向裂缝的扩展长度,保证水泥环在井下的有效封固。研究结果可为水平井体积压裂的射孔簇间距与封隔段长的选取提供参考。