一种基于点-桥拓扑结构的智能完井流动模拟方法技术

一种基于点‑桥拓扑结构的智能完井流动模拟方法，步骤一、收集完井及油藏相关的基本信息；步骤二、绘制完井结构示意图；步骤三、对照完井示意图进行网格分段；步骤四、选取每一层每一段中网格中心为轴向网格计算点；步骤五、轴向、径向上相邻网格计算点之间如果存在流动，则用直线将其连接，建立智能完井的点‑桥拓扑结构图；步骤六、根据建立的点‑桥拓扑结构，计算各层环空内的压力和流量分布，管柱内的流量和压力分布计算公式均为伯努利方程；本发明专利技术基于点‑桥拓扑结构表征智能完井的五层流动环空管柱，充分考虑不同环控、管柱内的不同流动规律，准确计算流量和压力变化，从而实现智能完井井下流动的精确模拟和计算。

An intelligent completion flow simulation method based on point bridge topology

【技术实现步骤摘要】
一种基于点-桥拓扑结构的智能完井流动模拟方法
本专利技术涉及石油天然气开发领域的智能完井方法，特别涉及一种基于点-桥拓扑结构的智能完井流动模拟方法。
技术介绍
完井是指井眼完钻之后建立井眼与储层之间联通通道的方法。传统完井方法如射孔完井等建立的联通通道无法实现后期调控。智能完井是指具有井下数据监控和流动控制系统的完井方法，通过数据监测和流动控制实现开发的优化，从而达到智能。智能完井的核心系统之一为井下流动控制系统，包括动力传输、信号解析传输、井下封隔器和流量控制阀等工具设备。现有研究中，CN201811187678.X公布了一种液压式的智能完井系统，主要包括井下工具、管线线缆、地面控制系统，其中流量控制装置通过液压传动实现地面远程控制。CN201510134272.5公布了一种智能完井模拟系统生产流体模拟器模拟节流阀套控制流体压力与流量的过程。CN201810642826.6公布了一种油(气)田生产井的全智能完井方法，主要包括地面信号发生及动力系统和井下控制系统实现对井下滑套开度的地面远程控制。CN201810023549.0公布了一种适用于陆地试验井的智能完井管柱及其下井测试方法。2011年第33卷第5期，石油钻采工艺，张林等人指出解析式计算的精度远远低于考虑油藏渗流耦合的情况下对水平井进行网格细分后所得到的产量，并提出了完井与油藏渗流的稳态耦合方法来描述水平井井筒压力分布和分段完井的产量预测。2015年第39第6期，中国石油大学学报(自然科学版)，陈阳等人引入拟传导率的概念建立统一形式的油藏渗流、井筒管流和筛管控流的解析式耦合模型，然后利用有限差分的形式求解。2015年第37期第4卷，西南石油大学学报(自然科学版)，乐平等人针对底水油藏的多分支井用储层细分的方法代替井筒细分的处理方法，建立了底水油藏鱼骨分支水平井储层渗流与井筒流动的耦合模型。2017年第29卷第2期，中国海上油气，安永生等人联合油藏、ICD、井筒流动模型建立一体化耦合模型，利用有限差分的方法求解并预测底水油藏水平井ICD完井的动态模拟。存在的主要问题是(1)智能完井设备工具方面，虽然国产化已初步实现，然而完井的智能是通过对流动的精确模拟和调控而实现，模拟方法和调控方案等核心技术仍待突破；(2)在储层中，智能完井最多具有五层流动环空：油管、中心管(或尾管)、防沙筛管层、控流层(ICD或ICV等)、完井(射孔等)层、近井储层。五层环控管柱内的流动规律各不相同，径向流动和轴向流动同时存在，使得压力分布和流量变化规律更加复杂，常规的完井流动规律和产能计算方法假设较多、误差较大，无法满足智能完井的计算要求。
技术实现思路
为了克服上述现有技术的缺陷，本专利技术的目的在于提供一种基于点-桥拓扑结构的智能完井流动模拟方法，主要基于点-桥拓扑结构表征智能完井的五层流动环空管柱，充分考虑不同环控、管柱内的不同流动规律，准确计算流量和压力变化，从而实现智能完井井下流动的精确模拟和计算，为智能完井的调控方案提供依据。为了达到上述目的，本专利技术的技术方案为：一种基于点-桥拓扑结构的智能完井流动模拟方法，包括下述步骤：步骤一、收集完井及油藏相关的基本信息，包括水平段长度、井径、完井方案、管柱下深、地层渗透率分布、油藏压力、井底流压、采出流体比例；步骤二、根据基本信息绘制完井结构示意图，包含控流阀ICD、封隔器和筛管的位置，明确环空管柱，确定计算模型的径向层数；步骤三、根据水平井分段完井的情况，利用从跟端起的测斜深度(MD)划分各段网格长度，对照完井示意图进行网格分段，水平井的不同完井方式分为不同段，相同完井方式每100米为1段；步骤四、根据设定环空流动层数和步骤三的分段情况，选取每一层每一段中网格中心为轴向网格计算点；步骤五、轴向、径向上相邻网格计算点之间如果存在流动，则用桥即直线将其连接，不存在流动则不连接，根据上述径向、轴向划分网格情况及网格计算点分布，建立智能完井的点-桥拓扑结构图；步骤六、根据建立的点-桥拓扑结构，计算各层环空内的压力和流量分布，管柱内的流量和压力分布计算公式均为伯努利方程。与现有技术相比，本专利技术具有以下优点：(1)基于点-桥拓扑结构的模型不但适用于复杂结构井的高等完井方式，而且适用于最新的智能完井方式，从而模拟ICD/ICV不同开度下井筒内的流量分布和压力变化，确定控水增产等目标下的最优开度，实现智能完井的生产优化。(2)基于点-桥拓扑结构的计算模型可以充分考虑智能完井包含的复杂管柱，最多存在五层管柱和四层环控，，该方法可以在轴向和径向上进行拓扑，从而完整计算完井管柱内的复杂流动和压力变化，使得最终的计算结果更加精确。附图说明图1为实施例1智能完井实例的完井结构示意图。图2为实施例1智能完井分段示意图。图3为实施例1智能完井分段中网格计算点分布图。图4实施例1智能完井分段中点-桥连接示意图。图5为实施例1智能完井示例的点-桥拓扑结构图。图6为实施例1环空内累计油相流量分布曲线。图7为实施例1环空内累计水相流量分布曲线。图8为实施例1油管内累计油相流量分布曲线。图9为实施例1油管内累计水相流量分布曲线。图10为实施例1环空及油管压力分布曲线。图11为实施例1智能完井产生的压降分布曲线。具体实施方式下面选取某油田完井设计实例结合附图对本专利技术做详细叙述。实施例1一种基于点-桥拓扑结构的智能完井模拟方法，包括下述步骤：步骤一、收集完井相关数据资料，主要包括完井设计方案、管柱尺寸、地层渗透率分布、油藏压力、井底流压、采出流体比例等。该实例中，水平段长度为1000米，井筒直径19.05cm。完井设计采用控流阀ICD控水和筛管组合完井，沿井轨迹方向从跟端起0-100m为水泥封固的盲管；100-500米分均匀5段利用封隔器封，每段采用控流阀ICD完井，封隔器长度为1米，控流阀ICD为喷嘴型；600-000米为筛管完井。储层渗透率为200mD、压力为20MPa，采出流体含水饱和度为40％，含油饱和度60％。步骤二、根据基本信息绘制完井结构示意图如图1所示，控流阀ICD、封隔器和筛管位置见图1，该实例中环空管柱有油管层、筛管层、套管层、油藏层，因此计算模型的径向为4层。步骤三、结合该完井实施例的具体情况，利用从跟端起的测斜深度(MD)划分各段网格长度见表1所示，对照完井示意图的分段网格如图2所示。表1实施例1智能完井分段完井方法和长度步骤四、根据设定环空流动层数和步骤三的分段情况，选取不同流动层中网格中心为轴向网格计算点，如图3所示。步骤五、轴向、径向上相邻网格计算点之间如果存在流动，则用桥即直线将其连接，不存在流动则不连接，建立该实施例智能完井的点-桥拓扑结构图如图5所示。步骤六、根据建立的点-桥拓扑结构，计算各层环空内的压力和流量分布，其中，环空内累计油相流量(本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于点-桥拓扑结构的智能完井流动模拟方法，其特征在于，包括下述步骤：/n步骤一、收集完井及油藏相关的基本信息，包括水平段长度、井径、完井方案、管柱下深、地层渗透率分布、油藏压力、井底流压、采出流体比例；/n步骤二、根据基本信息绘制完井结构示意图，包含控流阀ICD、封隔器和筛管的位置，明确环空管柱，确定计算模型的径向层数；/n步骤三、根据水平井分段完井的情况，利用从跟端起的测斜深度MD划分各段网格长度，对照完井示意图进行网格分段，水平井的不同完井方式分为不同段，相同完井方式每100米为1段；/n步骤四、根据设定环空流动层数和步骤三的分段情况，选取每一层每一段中网格中心为轴向网格计算点；/n步骤五、轴向、径向上相邻网格计算点之间如果存在流动，则用桥即直线将其连接，不存在流动则不连接，根据上述径向、轴向划分网格情况及网格计算点分布，建立智能完井的点-桥拓扑结构图；/n步骤六、根据建立的点-桥拓扑结构，计算各层环空内的压力和流量分布，管柱内的流量和压力分布计算公式均为伯努利方程。/n

【技术特征摘要】
1.一种基于点-桥拓扑结构的智能完井流动模拟方法，其特征在于，包括下述步骤：
步骤一、收集完井及油藏相关的基本信息，包括水平段长度、井径、完井方案、管柱下深、地层渗透率分布、油藏压力、井底流压、采出流体比例；
步骤二、根据基本信息绘制完井结构示意图，包含控流阀ICD、封隔器和筛管的位置，明确环空管柱，确定计算模型的径向层数；
步骤三、根据水平井分段完井的情况，利用从跟端起的测斜深度MD划分各段网格长度，对照完井示意图进行网格分段，水平井...

【专利技术属性】
技术研发人员：曹杰，刘志坤，张明，窦亮彬，高家轩，李天太，
申请(专利权)人：西安石油大学，
类型：发明
国别省市：陕西;61