伴随全球工业化、城市化的不断发展,化石能源需求量不断提升,我国深水油气资源勘探开发潜力巨大,已成为我国能源结构中的重要组成部分。深水油气田埋深较浅,地层压实程度低、成岩性差、胶结疏松,储层物性多表现为高孔高渗,因此储层出砂是深水油气井开发过程中必须面临的问题。油气井出砂会造成设备冲蚀磨损、作业次数增加、油气井产量降低甚至停产,而相较于陆地开发井,深水气井出砂危害更大,主要原因是深水气井配产量较高,产层段气流速度快,流体携砂冲蚀会引发更为严重的磨损破坏,同时深水开发井的生产成本和海上作业费用极高,后期修井会造成巨大的经济损失。因此深水气井必须进行防砂作业以提高使用寿命,防砂筛管作为防砂作业中最常用的防砂工具,在生产过程中长期受携砂流体冲蚀磨损,当磨损量超过临界值就会导致防砂失效,引发大量出砂。为了准确掌控不同生产状况和出砂情况下的深水气井防砂筛管冲蚀磨损情况并有效地预测筛管防砂寿命,开展防砂筛管冲蚀数值模拟研究工作十分必要。本文在国内外文献调研基础上,结合深水高产气井储层特征进行了筛管冲蚀理论研究,根据产气段的气固两相流运动特点对气固耦合流动模型进行分析;基于砂粒冲蚀筛管经验模型,引入离散颗粒的冲蚀角函数,建立了离散颗粒广角度筛管冲蚀模型。然后根据优质筛管、星孔筛管和绕丝筛管的结构特征,从几何结构、筛孔筛缝形状和尺寸、布孔密度等方面构建了三种的整体物理模型和局部筛孔筛缝物理模型,并通过分阶段修正物理模型以匹配冲蚀过程中筛网的孔径变化;基于气固两相流固耦合模型和离散颗粒广角度筛管冲蚀模型,考虑整体筛管和筛孔筛缝的出入口、壁面边界条件,引入空间离散方案和压力速度耦合算法,通过亚松弛法迭代计算气固两相流场分布和筛孔筛缝冲蚀磨损情况,形成了深水气井筛管冲蚀数值模拟方法,并进行了各要素对筛管冲蚀磨损影响规律分析。结合多个国外学者的实验结论确定了筛管防砂失效判定标准,以深水气井筛管冲蚀数值模拟方法为基础,结合分阶段修正物理模型的分阶段模拟理念,建立了深水气井的筛管防砂寿命预测方法。本文形成了针对深水气井的筛管冲蚀数值模拟方法和筛管防砂寿命预测方法,并应用于某深水气田XX井进行冲蚀磨损分析和防砂筛管寿命预测。结果表明,建立的离散颗粒广角度冲蚀模型和筛管冲蚀数值模拟方法可以较好地描述深水气井中高速气流携砂冲蚀筛管的过程,同时筛管防砂寿命的预测结果也为防砂筛管优选提供了新依据。本文提出的防砂筛管冲蚀磨损模拟方法为深水气井防砂筛管优选和冲蚀磨损量预测提供了一种研究途径和理论依据,对保障海洋油气资源的安全高效开发具有重要意义。