[發明專利]非均質儲層水平井砂液產出剖面動態演化模擬與預測方法

有效

• 申請號: 202111167768.4
• 申請日: 2021-10-08
• 公開（公告）號: CN113591421B
• 公開（公告）日: 2021-12-07
• 發明（設計）人: 董長銀;王力智;甘凌云;皇凡生;王衛陽;陳德春;周博;宋雅君;陳琛
• 申請（專利權）人: 中國石油大學（華東）
• 主分類號: G06F30/28
• 分類號: G06F30/28;G06F30/13;G06F113/08;G06F119/14
• 代理公司: 濟南竹森知識產權代理事務所(普通合伙) 37270
• 代理人: 劉宏廣;呂利敏

本發明公開了非均質儲層水平井砂液產出剖面動態演化模擬與預測方法，涉及油氣開采工程技術領域，利用本發明提供的方法，可以簡易快速模擬砂液產出剖面演化過程，預測給定生產條件和生產時間下的地層流體和地層砂產出剖面，為水平井控砂和控水管柱設計提供重點產出部位，即重點控制井段和位置，提供控砂控水的目的性和綜合效果。利用本發明提供的方法，可以快速識別非均質儲層水平井的高速入流位置，判斷防砂控水完井篩管的高沖蝕發生位置，指導優化篩管結構，在高沖蝕風險位置使用高抗沖蝕的篩管，提高完井篩管的綜合抗沖蝕能力。另外，利用本發明提供的局部入流系數可以快速計算實際局部高速入流位置的最高流速，用于沖蝕損壞速率預測及預防。

技術領域

本發明涉及油氣開采工程技術領域，具體涉及非均質儲層水平井砂液產出剖面動態演化模擬與預測方法。

背景技術

水平井技術作為石油與天然氣開發的重要技術手段，具有生產井段長（幾百米至上千米）、泄流面積大、采油速度快等優點。對于疏松砂巖易出砂油氣藏的水平井，其開采面臨出砂和出水兩大棘手問題。長井段水平井的控砂和控水是保證其正常開采生產的核心技術之一。

水平井生產過程中，一般認為或假設為儲層向水平井筒的供液入流剖面是均勻的。無論對于高產氣井（例如每天200萬方產量）還是油井（例如每天2000方產液量），如果按照水平段均勻入流計算，流體到達井筒內篩管的流速極低，遠遠達不到沖蝕破壞條件。但大量現場實踐表明，部分出砂的油井和氣井水平井，出現了完井篩管的沖蝕損壞現象，并且在有限較長井段內，沖蝕穿孔位置唯一，如圖8所示。由此推斷，儲層向水平井的供液入流剖面是非均勻的。

由于油氣儲層本身存在膠結強度、滲透率等非均質性，以及儲層在出砂過程中會對儲層的孔隙度、滲透率的分布規律產生影響而改變；而沿井筒軸線方向儲層孔隙度、滲透率分布的變化又會影響儲層流通性和入流剖面，進而進一步反向影響出砂規律。即非均質易出砂儲層的地層砂和流體產出剖面存在協同影響機制。上述協同影響機制導致非均質儲層水平井的砂液入流剖面隨生產時間而發生動態演化，使得砂液入流的非均質性越來越強，如圖9所示。

易出砂儲層水平井控砂和控水是保證高效生產的關鍵技術。由于水平井生產段長度大，儲層物性差異導致水平井長生產段的產液剖面和出砂剖面具有非均質性，并且其非均質性隨生產時間存在動態演化。對砂液產出剖面的準確刻畫能夠使防砂控水作業有的放矢，提高控砂控水效果。目前對儲層物性認識主要以開發初期測得的靜態數據為主，對于非均質儲層水平井砂液產出剖面動態演化缺少模擬與預測方法，導致非均質儲層的控砂控水措施優化設計缺乏動態依據。

發明內容

本發明針對上述技術問題，提供了非均質儲層水平井砂液產出剖面動態演化模擬與預測方法，實現非均質儲層水平井生產段砂液產出剖面隨生產時間的動態演化過程模擬和產出剖面預測。最終將對水平井出砂和出水剖面的判斷識別由初始靜態提升到動態層面，為解決長井段水平井砂水協同控制難題提供有效支撐，對于水平井長期開發方式動態優化、單井生產制度實時優化都具有普遍參考價值和科學意義。

專業術語解釋：入流剖面包括“綜合入流系數剖面”、“入流速度剖面”、“出砂強度剖面”，“綜合入流系數剖面”、“入流速度剖面”、“出砂強度剖面”分別為全井段綜合入流系數、入流速度和出砂強度在該時刻的集合。

本發明解決技術問題的技術方案為：

非均質儲層水平井砂液產出剖面動態演化模擬與預測方法，包括以下步驟：

S1：根據水平井井身結構和水平生產段長度，對水平井水平生產段進行網格劃分；根據初始聲波時差、密度和中子測井資料計算得到儲層巖石內聚強度、孔隙度、滲透率的非均質分布剖面；根據生產層位測試物性數據進行孔隙度和滲透率總體校正；

所述步驟S1中，對水平井長生產井段以ΔH（建議取0.2~0.5m）為間隔進行分段網格劃分，共分為N段，用序號i表示任一分段的序號，1≤i≤N，如圖1所示；