气井的流固耦合渗流场分析

摘要

针对气井生产过程中存在的流固耦合作用,在充分考虑真实天然气的偏差因子、密度以及黏度随压力变化的基础上,建立数学模型,利用COMSOL Multiphysics软件对应力场、渗流场进行耦合计算,得到流固耦合作用下的渗流场分布.从中提取井底上方20 m处切线上的地层压力、孔隙度、渗透率、渗流速度、气体密度、气体黏度等教据,进一步分析耦合渗流场的分布特点.研究得出:气井耦合渗流场中压力分布与常规数值分析得到的“压力漏斗”趋势相似,但压力数值偏小；由于应力场的作用,耦合渗流场中地层的孔隙度和渗透率是变化的,尤其在井底附近的减小程度显著,进而导致耦合渗流速度小于常规渗流场,最终影响气藏的开发动态;受压力变化的影响,天然气的黏度、密度分布也近似为“漏斗”趋势.结果表明,考虑流固耦合作用下的渗流场才是地下渗流的真实反映.