[發明專利]一種兼顧控水和防砂的水平井分段設計方法有效
| 申請號： | 201810141451.5 | 申請日： | 2018-02-11 |
| 公開（公告）號： | CN108280312B | 公開（公告）日： | 2018-12-25 |
| 發明（設計）人： | 張銳;賈宗毅;楊斌;張峰;李娜;周賢海;王瑞和 | 申請（專利權）人： | 中國石油大學（華東） |
| 主分類號： | G06F17/50 | 分類號： | G06F17/50;G06Q50/02 |
| 代理公司： | 濟南圣達知識產權代理有限公司 37221 | 代理人： | 趙敏玲 |
| 地址： | 266580 山東省*** | 國省代碼： | 山東;37 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關鍵詞： | 水平井 防砂 井段 控水 分段設計 井筒 多維 聚類 向量 水平井段 分段數 水平段 質量流 出砂 完井 分段 引入 預測 | ||
1.一種兼顧控水和防砂的水平井分段設計方法，其特征在于，包括如下步驟：
步驟1.將水平井段分成n個依次相鄰的微元井段；
步驟2.計算每一微元井段的出砂臨界井筒流動壓力CBP與井筒變質量流壓力pwf的差值CBP-pwf；
步驟3.預測每一微元井段的見水時間T；
步驟4.將步驟2中的差值和步驟3中的見水時間兩個參數組成一個向量，建立分段指標向量樣本集；
將出砂狀況和見水時間相近、且依序相鄰的微元井段劃歸為一段；
步驟5.對n個向量進行多維有序聚類，確定出水平段分段數和各段位置；
多維有序聚類分段原理為：先將整個水平井水平段視為一段，而后在分段必須相鄰的限制條件下定義損失函數，按照使段內離差平方和最小、段間離差平方和最大的分段原則逐漸增加分段，直至達到最優分段數或由工藝要求的指定段數；
所述最優分段數的確定方法為：繪制損失函數隨分段數變化的曲線，該曲線拐點處所對應的分段數即為最優分段數。
2.如權利要求1所述的一種兼顧控水和防砂的水平井分段設計方法，其特征在于，所述步驟2中出砂臨界井筒流動壓力CBP的計算方法為：
(1)取井壁處微元段為研究對象，進行受力分析，得到井眼柱坐標系下井周圍巖應力和巖石單元有效主應力；
(2)選用Mogi-Coulomb準則判斷巖石是否發生屈服破壞，給出巖石破壞判別式；
(3)當巖石所受的應力滿足式巖石破壞判別式時，井壁骨架發生破壞，地層出砂，此時井筒壓力為出砂臨界井筒流壓力CBP。
3.如權利要求1所述的一種兼顧控水和防砂的水平井分段設計方法，其特征在于，所述步驟2中井筒變質量流壓力的計算方法為：利用在水平井筒井壁處的流體質量守恒與壓力連續關系，建立油藏滲流與井筒變質量流壓降耦合模型矩陣方程組，采用迭代法進行數值求解。
4.如權利要求3所述的一種兼顧控水和防砂的水平井分段設計方法，其特征在于，所述油藏滲流模型的建立過程為：根據勢的疊加原理和水平井等效井徑原理，得到不同位置處流量與壓力的關系。
5.如權利要求3所述的一種兼顧控水和防砂的水平井分段設計方法，其特征在于，所述井筒變質量流壓降包括井筒摩擦壓降、加速度壓降和重力壓降。
6.如權利要求1所述的一種兼顧控水和防砂的水平井分段設計方法，其特征在于，所述步驟3中見水時間T由以下方法確定：利用等效滲流阻力法推導水平井底水脊進速度，建立底水油藏水平井見水時間計算式。
7.如權利要求1所述的一種兼顧控水和防砂的水平井分段設計方法，其特征在于，所述步驟3中見水時間的確定還包括如下方法：在各分段下入控流管柱，以各分段“見水時間一致”原則進行配產，選取最晚見水分段的見水時間Tmax作為水平井的目標見水時間，調整其他分段的產液速率qm，使各分段見水時間相等。
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