深层与超深层碳酸盐岩油藏打孔筛管完井结构优化与性能调控

摘要

富满油田作为中国超深海相断控缝洞型碳酸盐岩油藏的典型代表，井壁垮塌问题严重制约其开发效率，现有裸眼完井技术难以兼顾井壁稳定性与开发作业需求。针对该技术瓶颈，提出打孔筛管完井创新方案，通过多物理场耦合分析与多目标优化方法，实现筛管结构的精准设计。首先构建筛管-垮塌区域-地层耦合有限元模型，揭示井壁垮塌工况下筛管应力分布规律；结合湍动能(K)-比耗散率(ω)剪切应力传输(shear stress transport, SST)湍流模型，量化不同孔径(10～20 mm)与孔密(10～20孔/m)对过流能力的影响机制。结果表明：筛管基体最大Mises应力为702 MPa(弹性阶段),孔眼局部塑性区域占比仅8%,不影响服役性能；压裂工况下最大孔眼压差0.058 MPa,满足高压作业要求；通过强度与过流能力的无量纲化交叉优化，确定最优结构为外径127 mm、壁厚11.1 mm、孔径12 mm、孔密12孔/m、相位角90°的螺旋布孔方案。

关键词

超深碳酸盐岩储层 / 打孔筛管 / 井壁垮塌 / 过流能力