[發明專利]一種深水高溫高壓井固井環空油氣竄流的數值模擬方法、系統及存儲介質

在審

• 申請號: 202111158477.9
• 申請日: 2021-09-29
• 公開（公告）號: CN113898312A
• 公開（公告）日: 2022-01-07
• 發明（設計）人: 幸雪松;李中;吳怡;武治強;范白濤;謝仁軍;楊向前;郭華;殷志明;岳家平;徐國賢;張興全;郭宗祿;龐照宇;趙以鵬
• 申請（專利權）人: 中海石油（中國）有限公司;中海石油（中國）有限公司北京研究中心
• 主分類號: E21B33/13
• 分類號: E21B33/13;E21B47/00;G06F30/27;G06Q50/02
• 代理公司: 北京紀凱知識產權代理有限公司 11245
• 代理人: 王春霞

1.一種深水高溫高壓井環空油氣竄流的數值模擬方法，包括如下步驟：

S1、根據深水高溫高壓井水泥環密封失效工況，建立環空油氣竄流幾何模型，確定模型各材料區域模型參數及界面參數；

S2、根據所述環空油氣竄流幾何模型，進行網格劃分、確定載荷及邊界條件，并開展有限元仿真計算，獲取不同時間條件下環空竄流高度數值模擬計算結果；

S3、根據有限元仿真計算結果，獲取不同流體性質條件下環空竄流高度數值模擬計算結果；

S4、根據有限元仿真計算結果，獲取不同界面膠結強度條件下環空竄流高度數值模擬計算結果；

S5、根據有限元仿真計算結果，獲取不同竄流流量條件下環空竄流高度數值模擬計算結果。

2.根據權利要求1所述的數值模擬方法，其特征在于：步驟S1按照下述步驟進行：

基于深水高溫高壓井水泥環密封失效工況，根據環空油氣上竄的特點，建立所述環空油氣竄流數值幾何模型；

根據實驗室測試以及現場資料，確定套管、水泥環和地層的材料參數；

根據深水高溫高壓井固井作業實際工況，確定固井一和固井二的界面的參數。

3.根據權利要求1或2所述的數值模擬方法，其特征在于：步驟S2照下述步驟進行：

根據所述環空油氣竄流幾何模型，進行網格劃分，確定最小網格數；

根據所述環空油氣竄流網格模型，確定初始條件及邊界條件，并模擬真實地應力情況；

根據所述環空油氣竄流數值模型，展開有限元仿真計算，獲取不同時間條件下環空竄流高度數值模擬計算結果。

4.根據權利要求1-3中任一項所述的數值模擬方法，其特征在于：步驟S3按照下述步驟進行：

設置不同的流體粘性，確定界面水力膠結強度及面剪切強度條件；

在上述條件的基礎上，計算不同粘性流體在相同時間內的竄流高度；

根據上述數值模擬計算結果，獲得不同流體粘度對環空油氣竄流高度影響規律。

5.根據權利要求1-4中任一項所述的數值模擬方法，其特征在于：步驟S4按照下述步驟進行：

根據影響環空油氣竄流的因素，設置不同的界面膠結強度；

根據不同的界面膠結強度，確定環空流體粘度條件，計算相同時間內的環空竄流高度；

根據上述數值模擬計算結果，獲得不同界面膠結強度對環空油氣竄流高度影響規律。

6.根據權利要求1-5中任一項所述的數值模擬方法，其特征在于：步驟S5按照下述步驟進行：

設置不同的竄流流量參數；

根據不同的竄流流量，確定環空流體粘度條件及界面膠結強度，計算相同時間內的環空竄流高度；

根據上述數值模擬計算結果，獲得不同竄流流量對環空油氣竄流高度影響規律。

7.一種深水高溫高壓井環空油氣竄流的數值模擬系統，包括處理器和存儲有計算機程序的存儲器；所述處理器被配置成執行所述計算機程序以實現如權利要求1-6中任一項所述的數值模擬方法。

8.一種計算機存儲介質，其特征在于：所述計算機存儲介質上存儲有計算機程序，當所述計算機程序被處理器執行時實現如權利要求1-6中任一項所述的數值模擬方法。