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Experimentelle Untersuchungen und Modellierung von Gravelpack-Schädigung Teil Ⅰ: Untersuchungen zur Gravelpack-Schädigung

机译：砾石充填破坏的实验研究与建模Ⅰ：砾石充填破坏的研究

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Das Verhalten von Gravelpacks und ihre existierenden Auslegungskriterien sind stark von der Möglichkeit einer Sandmigration in den Gravelpacks abhängig. In dem vorliegenden Aufsati werden experimentelle Untersuchungen zu diesem Problem vorgestellt. Ziel der Untersuchungen war die Erarbeitung von Grundlagen zur Beschreibung der hydrodynamischen Wechselwirkungen zwischen Gravelpacks und dem sie umgebenden Formationssand. In einer konventionellen Filtrationszelle wurde das betrachtete Filtrationssystem unter Variation der geometrischen Verhältnisse zwischen Formationssand und Gravelpack untersucht. Die Untersuchungsergebnisse zeigen, daß sowohl die transportierte Sandmasse als auch die Partikeleindringtiefe, innerhalb der eine Gravelpack-Schädigung durch zurückgehaltene Partikel erfolgt ist, mit steigendem d_(50)-Verhältnis zwischen dem Gravelpack und dem Sand zunehmen. Die hydrodynamisch wirksame Gravelpack-Schädigung erstreckt sich bis zu einer Tiefe, bis zu der ein starker Anstieg des Fließwiderstandes zu verzeichnen ist; außerhalb dieser Zone bleibt die ursprüngliche Permeabilität unverändert. Der Verstopfungsprozeß des Gravelpacks ist in höherem Maße von der Fließrate abhängig. Die Partikelmigration beginnt bei einer kritischen Fließrate. Unter einer bestimmten Fließrate ist mit einer Stagnation des Partikeltransports zu rechnen, wenn der Sand Partikel enthält, die größer sind als die Porenöffnungen des Gravelpacks bzw. wenn die Gravelpack-Porenöffnungen durch transportierte Partikel überbrückt werden können. Nach der Überbrückung der Gravelpack-Porenöffnungen nimmt die Menge an transportiertem Sand bei einem weiteren Anstieg der Fließrate nur geringfügig zu.%The behavior of gravel-packs and their existing design criteria are affected by particu-lates migration. In this paper, results of an experimental investigation concerning the migration of particulates in a gravel-pack under conditions of non-Darcy flow are presented. The study takes into account the hy-drodynamic interactions between the gravel-pack and particulates involved with well-graded and mixed particulates. With a conventional filtration cell, filtration tests were carried out using various gravel-to-sand size ratios to improve the understanding of particulates transport. The test results show that the transported mass of particulates and the migration distance extend continuously with increasing gravel-to-sand size ratio. The hydrodynamic clogging process is characterized by a permeability discontinuity.
机译：砾石充填的行为及其现有的设计标准在很大程度上取决于沙子在砾石充填中迁移的可能性。在这篇评论中提出了关于这个问题的实验研究。研究的目的是开发描述砾石充填与周围地层砂土之间的水动力相互作用的基础。在常规的过滤池中，通过改变地层砂和砾石充填之间的几何关系来检查所考虑的过滤系统。研究结果表明，随着砾石充填与沙子之间的d_（50）比增加，所输送的沙粒和颗粒滞留深度（其中由于滞留颗粒引起的砾石充填破坏）均增加。流体力学有效的砾石充填破坏扩展到一个深度，流动阻力急剧增加。在该区域之外，原始磁导率保持不变。砾石充填的堵塞过程更多地取决于流速。颗粒迁移以临界流速开始。在一定流速以下，如果沙子包含的颗粒大于砾石充填的孔口，或者砾石充填的孔口可以被所输送的颗粒桥接，则颗粒输送将会停滞。砾石充填的孔隙开口被桥接后，随着流量的进一步增加，输沙量仅略有增加。％砾石充填的行为及其现有的设计标准受颗粒迁移的影响。在本文中，提出了有关非达西流动条件下砾石充填物中颗粒迁移的实验研究结果。这项研究考虑了砾石充填与颗粒之间的水动力相互作用，这些颗粒与充分分级和混合的颗粒有关。对于常规的过滤池，使用各种砾石与砂的粒径比进行过滤测试，以增进对颗粒传输的理解。试验结果表明，随着砂砾尺寸比的增大，颗粒的输送质量和迁移距离不断扩大。流体动力堵塞过程的特征在于渗透性的不连续性。

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