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[1k以上] 有人会做压裂多场耦合嘛?

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秒答网 发表于 2017-2-9 22:20:32 | 显示全部楼层 |阅读模式
背景:
因为水平井的深度和长度,导致水平井不同井段压力、温度、流体粘度变化大。仿真目的在于考虑水平井压裂过程中管柱、管内流体、压裂球、温度、压力的多场耦合因素(粘度影响),求解出球从投入井口开始,任意时刻压裂球(随流体携载及重力作用下落)的所在位置、速度、加速度。


模拟用参数:
1.管柱:竖直段长度3000m;内径76mm,外径88.9mm;密度7810kg/m3,比热容487J/(kg·K);热传导系数53W/(mK);视为刚体
2.压裂球:初始直径55mm;弹性模量0.55*1011pa(弹性模量需要修改,需要您最先做的工作是 仿真竖直井最底端也就是94摄氏度,60兆帕压力条件下,压裂球变形情况(受压+热膨胀),弹性模量我随便给的,我怕不合理,您需要调整弹性模量,使得球变小,并变形后直径为48左右,这样后续耦合仿真就不会出现原理上的错误了),泊松比0.3;密度918 kg/m3(随压力及变形改变);热膨胀系数:20-50℃:56.8(10^(-6) /℃ )、20-100℃:67.1(10^(-6) /℃ )、20-160℃:62.4(10^(-6) /℃ );
3.井筒积液(环空里面的):视为静止,导热功能;密度1000 kg/m3(随温度改变,变化曲线与水相同,附录2);比热容4180J/(kg·K);热传导系数0.6508W/(mK);井眼尺寸215.9mm;
4.压裂液(管内):粘度系数100mPa·s(随温度改变,分段函数见附录1);密度1000 kg/m3(随温度改变,变化曲线与水相同,附录2);比热容4180J/(kg·K);热传导系数0.6508W/(mK);入口温度16℃,入口排量2 m3/min;出口压力 60MPa
5.地层压力梯度:(密度取1000不变)
6.地温梯度:0.028℃/m,地面温度10℃,地层岩石热传导系数5.2 W/(mK);考虑地层为二维,两边各4米,最外围稳定为地温,向内部传热
需要考虑的部分:
1.流体-管柱-流体-地层的温度交换;
2.流体粘度变化;
3.球受压受热变形;
4.重力的影响;
5.地层压力、温度;等
可简化的部分:
1.简化压裂管柱系统模型,(如省略结箍、封隔器等)
2.沿轴向的网格尺度划分可以稍大;
3.忽略球的旋转以及碰撞,视为沿轴线中心平移运动;
4.管柱视为刚体,不随流体作用而改变长度。
附录1



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