泥岩流-固-化耦合模型参数的蒙特卡洛估计

摘要：

泥岩流-固-化耦合模型的研究与应用是正确认识泥岩井壁失稳机制的根本途径之一.化学线弹性本构方程实现了渗流、化学场作用下泥岩变形的表征,而泥岩中渗流及溶质扩散则分别满足Speigler-Kedem模型和Fick第一定律.简化应用了泥岩的流-固-化耦合模型(包括泥岩力学平衡方程、泥岩孔隙流体及溶质质量守恒方程),基于商业有限元软件Comsol Multiphysics,使用有限单元法求解了正向方程,并依据最小二乘准则,应用蒙特卡洛随机搜索方法,根据泥岩渗流、溶质扩散及泥岩单向扩散侧向约束膨胀实验数据,反演求解了模型参数(包括泥岩渗透率、膜效率、溶质扩散系数及膨胀系数).理论拟合曲线与实验数据结果非常吻合,说明简化后的泥岩流-固-化耦合模型能够有效描述多场耦合环境中泥岩的性质,所建立的模型参数求解方法准确可靠,为流-固-化耦合模型在井壁稳定研究中的推广应用奠定了基础.

关键词：泥岩、井壁稳定、流-固-化耦合模型、参数估计、蒙特卡洛搜索

所属期刊栏目：37

分类号：TE28(钻井工程)

资助基金：国家自然科学基金项目51474236,U1562101;国家重点基础研究发展计划973项目2015CB251205;国家重大科技专项2011ZX05030-005-07;中国石油天然气集团公司工程技术重大专项课题2013E-3810

在线出版日期：2016-09-13（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共9页

页码：921-929