煤层气水平井割缝筛管优化设计

杨睿月,黄中伟,李根生,付 宣,袁进平

(1．中国石油大学(北京)油气资源与探测国家重点实验室,北京 102249;2．中国石油天然气集团钻井工程技术研究院,北京 100195)

煤层气水平井割缝筛管优化设计

杨睿月1,黄中伟1,李根生1,付 宣1,袁进平2

(1．中国石油大学(北京)油气资源与探测国家重点实验室,北京 102249;2．中国石油天然气集团钻井工程技术研究院,北京 100195)

煤层气水平井割缝筛管的优化设计考虑了割缝参数对筛管抗挤强度和产能的影响。采用有限元数值模拟对比分析了布缝参数对筛管抗挤强度的影响。采用割缝筛管表皮因子模型,计算了不同布缝参数下割缝筛管引入表皮因子的大小。基于遗传算法的多目标优化方法,以筛管最大抗挤强度、最小表皮因子为优化目标,建立了割缝筛管优化设计模型,得出了高抗挤强度、低表皮因子的割缝参数的最优组合。结果表明:煤层气井中的割缝筛管更适宜采用交错布缝;其过流面积可达3%～10%;产气量高的井采用高缝密、短缝长、缝单元内缝数为3或4条的筛管;煤层埋深较深的井,采用低缝密、长缝长、缝单元内缝数为2或3条的筛管。

煤层气水平井;割缝筛管;抗挤强度;表皮因子;遗传算法

割缝筛管完井技术主要用于煤层气水平井中以防井眼坍塌,即在裸眼段下入带缝的筛管确保井壁稳定;同时,还可防止煤层出砂以及煤粉堵塞孔隙,从而达到防砂、防煤粉、保护井壁的作用。

相比于其他完井方式,割缝筛管结构简单,成本较低,有利于降低煤层气井的先期投入。……