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割缝衬管防砂完井广泛应用于出砂油藏的开发,目前主要采用矩形割缝,但现场应用中易出现“砂堵”、磨损严重、寿命短等问题。此外原油流经割缝时因粘滞作用产生流动阻力,对原油产量影响明显。因此选择合适的缝型结构和布缝状态可以有效的降低流阻,提高原油渗透率和采出率。本课题建立了割缝衬管流动阻力模型,考虑了缝型结构和布缝状态因素对地层压力损失的影响,利用Fluent软件进行了求解计算。在模拟研究基础上,采用电火花电解复合加工工艺,加工割缝衬管;利用微观驱替模拟试验装置,实际观测了割缝短节的入口压力、出口压力和流量,与模拟结果进行了对比。对比结果表明:含砂时矩形缝的压差模拟值7767Pa,由于实测时部分割缝堵塞引起压力升高,实测值为9510Pa。模拟结果显示,压力损失主要产生在割缝的入口和出口,布缝状态对地层压力损失几乎无影响。对于缝宽0.2mm,缝长80mm的矩形割缝,原油不含砂时粘度5mPa·s,入口速度0.05m/s,压差值为2522Pa。缝宽和缝长的增加,增大了有效过流面积,减小了割缝管内外压差;进出口压差与原油粘度呈线性关系;入口原油流速越大,压力损失越大;缝内流速呈抛物线分布,壁面边界处流速小,是其易“砂堵”的原因。割缝筛管防砂可简化为平面径向渗流,0.2mm精度割缝渗透率为97m/d,缝宽越大,渗透率越小。对梯形割缝,梯形两腰夹角1o时,压差值为1108Pa。增大两腰夹角,可有效减小压差。缝内流速在轴线附近形成高速射流区,中段之后流速沿流向方向减小,沿轴线成对称分布,梯形缝渐扩结构有利于砂砾排除。影响复合缝和台阶缝压差的因素主次顺序为入口宽度、第一流道(台阶)长度、出口宽度。复合割缝压力呈现逐级递减,随着第一流道长度的增大,压差逐渐增大,在第一流道内出现了明显的射流区域,复合缝渐扩结构也有利于排砂。台阶割缝压力损失主要集中在第一台阶阶段,随着第一台阶长度的增大几乎呈线性增长,第一台阶内流速较大,台阶拐角出现“速度失效区”,此处会产生砂砾堆积。