[發明專利]一種深水測試井筒壓力、溫度場模擬及水合物預測方法

有效

• 申請號: 201510333445.6
• 申請日: 2015-06-16
• 公開（公告）號: CN104895560B
• 公開（公告）日: 2017-06-23
• 發明（設計）人: 何玉發;蔣世全;段永剛;周建良;李迅科;楊秀夫;陳偉;方全堂
• 申請（專利權）人: 中國海洋石油總公司;中海油研究總院
• 主分類號: E21B47/06
• 分類號: E21B47/06;E21B47/07;E21B47/001;E21B49/00
• 代理公司: 北京紀凱知識產權代理有限公司11245
• 代理人: 徐寧,孫楠

1.一種深水測試井筒壓力、溫度場模擬及水合物預測方法，其包括以下步驟：

1)準備參數：氣藏參數、流體物性參數、井身結構參數和海水溫度剖面；

2)對井筒進行離散化，并對井筒溫度場和壓力場進行初始化，初始化井筒溫度等于環境溫度；

3)利用氣藏滲流數學模型求解地層流量和井底壓力分布信息；

4)將地層流量和井底壓力分布信息輸入井筒流動模型內進行迭代，進而求解出井筒壓力剖面，并判斷井筒壓力是否收斂，若收斂則進入步驟5)，反之繼續求解井筒壓力剖面，再判斷井筒壓力是否收斂；其中，井筒流動模型包括海水溫度場效應的穩態和非穩態下的井筒溫度場模型、多相流的井筒壓力計算管流模型；

5)計算測試井內流體和環空流體在當前溫度壓力條件下的熱物性參數，并計算地層段和海水段的總傳熱系數；

6)將井筒壓力和總傳熱系數代入井筒溫度場模型，從井底往井口遞推計算各節點井筒溫度剖面，并修正地層段和海水段的環空溫度差，更新流體熱物性參數；各節點是井筒每離散段的節點；

7)判斷井筒溫度剖面是否收斂，若不收斂，則返回步驟6)進行迭代，直至井筒溫度剖面收斂；若收斂，則修正井筒的壓力和溫度；

8)判斷tⁿ是否小于tⁿ⁺¹，若小于則輸出井溫-井深曲線以及井筒壓力對應的水合物生成溫度-井深曲線，并根據曲線判斷是否有水合生成；反之若不小于，則返回步驟3)，預測下一時刻的井筒壓力、溫度場模擬及水合物情況。

2.如權利要求1所述的一種深水測試井筒壓力、溫度場模擬及水合物預測方法，其特征在于：所述步驟3)中，所述氣藏滲流數學模型為：

3.1)無限大均質油氣藏中心直井Laplace空間壓力相應解為：

${\tilde{P}}_{wD}=\frac{K_0\left(\sqrt{u}\right)+S\sqrt{u}{K}_1\left(\sqrt{u}\right)}{u\{\sqrt{u}{K}_1\left(\sqrt{u}\right)+C_{D}u\[K_0\left(\sqrt{u}\right)+S\sqrt{u}{K}_1\left(\sqrt{u}\right)\]\}},$

式中，為井底Laplace空間壓力；u＝sf(s)，其中s為Laplace空間時間變量，f(s)＝1；K₀、K₁分別為修正的零階和一階第二類Bessel函數；S為表皮系數；C_D為無因次井筒儲集系數；

3.2)無限大油藏斜井在Laplace空間壓力相應解：

$\begin{array}{c}{\tilde{P}}_D(x_D,y_D,z_D)\\ =\frac{1}{h_{fD}s}{\∫}_{-h_{Df}/2}^{+h_{Df}/2}\[K_0\left({\tilde{r}}_D\sqrt{u}\right)+2\underset{n=1}{\overset{\mathrm{\∞}}{\mathrm{\Σ}}}{K}_0\left({\tilde{r}}_D\sqrt{u+\frac{n^2{\mathrm{\π}}^2}{h_D^2}}\right)\cos n\mathrm{\π}\frac{z_D}{h_D}\cos n\mathrm{\π}\frac{{\tilde{z}}_{wD}}{h_D}\]d\mathrm{\ξ}\end{array},$

式中，h_fD為無因次射孔井段長度；s為Laplace空間時間變量；為無因次半徑；n為級數系數；h_D為無因次儲層厚度；z_D為井筒深度z的無因次值、為井段中心井筒深度z的無因次值。