[發明專利]氣井自適應調流控水裝置及其設計方法

有效

• 申請號: 201811434652.0
• 申請日: 2018-11-28
• 公開（公告）號: CN111322036B
• 公開（公告）日: 2022-02-08
• 發明（設計）人: 趙旭;何祖清;李曉益;伊偉鍇;岳慧;姚志良;劉歡樂
• 申請（專利權）人: 中國石油化工股份有限公司;中國石油化工股份有限公司石油工程技術研究院
• 主分類號: E21B43/00
• 分類號: E21B43/00;G06F30/28;G06F111/10
• 代理公司: 北京聿宏知識產權代理有限公司 11372
• 代理人: 吳大建;何嬌

本發明涉及一種氣井自適應調流控水裝置及其設計方法，設計方法包括以下步驟：步驟1：獲得某一段水平井的基礎參數；步驟2：根據該段水平井自適應調流控水裝置安裝個數，確定每個自適應調流控水裝置的流量和入口速度；步驟3：根據步驟1的基礎參數和步驟2的入口速度，進行初步的幾何模型設計和仿真計算條件的設置，并對初步的幾何模型進行仿真參數探索；步驟4：對步驟3中初步的幾何模型和仿真計算條件的設置進行試驗，并將試驗后的實驗結果與仿真結果進行數據對比；步驟5：基于DOE正交試驗設計將自適應調流控水裝置進行數值優化。本發明的設計方法解決了設計思路不清晰，仿真精度不高等問題，且增加了氣井自適應調流控水裝置的控水增產效果。

技術領域

本發明屬于油氣井控水完井技術領域，具體涉及一種氣井自適應調流控水裝置及其設計方法。

背景技術

底水氣藏水平井開發過程中出現的底水脊進問題，縮短了底水氣藏的無水采油期，嚴重影響了水平井產能優勢的發揮，成為了制約水平井高效開發底水氣藏的關鍵因素。傳統的ICD控水工具僅適用于水平井筒見水前，對于見水后的氣井無效。

目前針對ICD的缺點，對其進行改進，研究出對不利流體具有智能選擇和抑制功能的自動流入控制裝置，根據原理和裝置的不同，可分為夾片型、浮動圓盤型、流道控制型及自膨脹型，而這其中流道控制型更加安全可靠，方便耐用。雖然AICD能很好的抑制水的產出，但是目前這種裝置只適用于油井，針對氣井的問題，還未得到有效的解決，而且也沒有一個針對氣井自適應調流控水裝置的完整的設計方法。

就此來看，設計一套系統的設計方法顯得尤為重要。

發明內容

為了解決上述問題，本發明提供了一種氣井自適應調流控水裝置及其設計方法，能夠針對自適應調流控水裝置進行方案設計，克服目前氣井自適應調流控水裝置設計思路不清晰，仿真精度不高等問題，且節省了設計周期與效率。

為實現上述目的，本發明提供了一種氣井自適應調流控水裝置的設計方法，包括以下步驟：

步驟1：獲得某一段水平井的基礎參數；

步驟2：根據該段水平井自適應調流控水裝置安裝個數，確定每個自適應調流控水裝置的流量和入口速度；

步驟3：根據步驟1的基礎參數和步驟2的入口速度，進行初步的幾何模型設計和仿真計算條件的設置，并對初步的幾何模型進行仿真參數探索；

如圖2所示，初步的幾何模型包括：基管8、套在基管8外的套管9，設置在基管8外壁并與基管8連通的氣井自適應調流控水裝置10以及篩管11，氣井自適應調流控水裝置10位于基管8和套管9之間。

步驟4：對步驟3中初步的幾何模型和仿真計算條件的設置進行試驗，并將試驗后的實驗結果與仿真結果進行數據對比；

步驟5：基于DOE正交試驗設計將自適應調流控水裝置進行數值優化。

在一個實施例中，所述步驟1中的基礎參數包括：水平井筒參數，該段水平井處儲層的流體參數，自適應調流控水裝置的約束尺寸；

其中，所述水平井筒參數包括：整個水平井的長度、內外直徑以及內外壓力差；

所述儲層的流體參數包括：液體物理參數，氣體物理參數，液體和氣體在該段水平井處所占的百分比以及該段水平井處周圍的物理環境；

所述約束尺寸為：設計一個容納自適應性調流控水裝置的中心控制結構，并約束所述中心控制結構的長、寬、高。