一种井筒-滑套-储层耦合流动流入动态预测方法和系统技术方案

本发明专利技术涉及一种井筒

【技术实现步骤摘要】
一种井筒
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滑套
‑
储层耦合流动流入动态预测方法和系统


[0001]本专利技术涉及一种井筒
‑
滑套
‑
储层耦合流动流入动态预测方法和系统，属于油井生产动态预测与完井管柱


技术介绍

[0002]水平井凭借其单井控制面积大、生产压差小、产量高等技术优势，被广泛应用于各类型油藏的开发中，如海上油藏、边底水油藏、稠油油藏、低渗透油藏等。但受跟趾效应、储层非均质性、注采不均等因素影响，容易在局部位置产生水锥现象，严重时将造成水淹。油井开发进入中后期后水淹现象更加突出。为有效缓解油井过早见水问题，国内外提出了变密度射孔完井技术、中心管完井技术、流入控制系统完井技术和基于滑套的控制阀完井技术。
[0003]基于滑套的控制阀完井技术可实现滑套开度的无限调节和实时控制，能够最有效地保证均衡入流，且可根据实际情况进行局部关井。滑套
‑
储层流动的准确表征与油藏流入动态的快速预测有助于指导滑套开启度调整。但是在水平井控水完井理论研究方法，国内外针对水平井井筒
‑
储层全过程耦合流动流入动态、滑套完井管柱引起的近井地带表皮附加压降研究相对较少，缺乏可用于指导生产实践的理论和方法。

技术实现思路

[0004]针对上述问题，本专利技术的目的是提供了一种井筒
‑
滑套
‑
储层耦合流动流入动态预测方法和系统，其以对近井地带的井筒
‑
滑套
‑
储层流动系统进行有效、统一的表征。
[0005]为实现上述目的，本专利技术提出了以下技术方案：一种井筒
‑
滑套
‑
储层耦合流动流入动态预测方法，包括：根据多孔介质中两相流动达西定律和传输方程，建立流体在储层中流动的渗流模型；根据质量守恒方程建立水平井筒油水两相流动模型；根据滑套完井管柱流动过程中的压力分布特征划分流动区域；根据所述流动区域的几何边界确定线性流动边界；结合所述流动区域的几何边界和圆度确定径向流动边界；根据线性流动边界、径向流动边界以及流体通过滑套完井管柱与裸眼井的压力降差异确定表皮系数；根据所述储层中流动的渗流模型、水平井筒油水两相流动模型和表皮系数对井筒
‑
滑套
‑
储层耦合流动进行动态预测。
[0006]进一步，所述储层中流动的渗流模型包括：油相渗流方程和水相渗流方程；所述油相渗流方程为：
[0007][0008]所述水相渗流方程为：
[0009][0010]其中，ρ
o
为油相密度；k
ro
为油相的相对渗透率；k
x
为地层x方向渗透率；μ
o
为油相粘
度；p
o
为油相压力；k
y
为地层y方向渗透率；k
z
为地层z方向渗透率；q
o
为油藏条件下油相的质量流量；S
o
为油相的饱和度；φ为储层岩石的孔隙度；t为时间；k
rw
为水相的相对渗透率；p
w
为水相压力；μ
w
为水相粘度；ρ
w
为水相密度；q
w
为油藏条件下水的质量流量；S
w
为水相的饱和度。
[0011]进一步，根据所述储层中流动的渗流模型计算油相与水相的产量；所述油相的产量的计算公式为：
[0012][0013]所述水相的产量的计算公式为：
[0014][0015]其中，q
o
为油相的产量，k是储层岩石的绝对渗透率，p
wf
是油井的井底流压，B
o
是油相体积系数，B
w
是水相体积系数，r
eq
是井筒在储层中的等效半径，r
w
井筒半径，S是表皮系数。
[0016]进一步，所述水平井筒油水两相流动模型为：
[0017][0018][0019]其中，A1是上层流体过流面积，A2是下层流体过流面积，p是井筒压力，τ1是上层流体壁面摩擦应力，τ2是下层流体壁面摩擦应力，S1是上层流体湿周，S2是下层流体湿周，S
i
是上层流体与下层流体的界面湿周，τ
i
是上层流体与下层流体的界面摩擦应力，ρ1是上层流体密度，ρ2是下层流体的有效密度，v1是上层流体的有效流速，v2是下层流体的流速，φ为壁面开度。
[0020]进一步，所述水平井筒油水两相流动模型包括：井筒分层流动的联合动量方程和油水两相分层流动的一般压力梯度方程；
[0021]所述井筒分层流动的联合动量方程为：
[0022][0023]所述油水两相分层流动的一般压力梯度方程为：
[0024][0025]进一步，所述流动区域包括线性流动区域和径向流动区域，所述线性流动区域中：
[0026][0027]其中，dp/ds为沿流线方向的压力梯度；dp/dn为流线法向方向上的压力梯度；C0为线性流与径向流的转变临界值；所述径向流动区域中：
[0028][0029]进一步，所述流动区域包括：滑套孔眼内线性流动、滑套孔眼引起的汇聚流动、割缝内线性流动、单个割缝引起的径向流动、割缝单元引起的径向流动和远离割缝筛管的径向流动。
[0030]进一步，所述表皮系数的计算公式为：
[0031][0032]其中，s为表皮系数；L为滑套完井管柱长度；ξ1为实际流道终点；ξ2为实际流道起点；A(ξ)为实际流道横截面积；ξ
′1为理想流道终点；ξ
′2为理想流道起点；A(ξ
′
)为理想流道横截面积。
[0033]本专利技术还公开了一种井筒
‑
滑套
‑
储层耦合流动流入动态预测系统，包括：渗流模型建立模块，用于根据多孔介质中两相流动达西定律和传输方程，建立流体在储层中流动的渗流模型；油水两相流动模型建立模块，用于根据质量守恒方程建立水平井筒油水两相流动模型；表皮系数计算模块，用于根据滑套完井管柱流动过程中的压力分布特征划分流动区域；根据所述流动区域的几何边界确定线性流动边界；结合所述流动区域的几何边界和圆度确定径向流动边界；根据线性流动边界、径向流动边界以及流体通过滑套完井管柱与裸眼井的压力降差异确定表皮系数；动态预测模块，用于根据所述储层中流动的渗流模型、水平井筒油水两相流动模型和表皮系数对井筒
‑
滑套
‑
储层耦合流动进行动态预测。
[0034]进一步，所述储层中流动的渗流模型包括：油相渗流方程和水相渗流方程；所述油相渗流方程为：
[0035][0036]所述水相渗流方程为：
[0037][0038]其中，ρ
o
为油相密度；k
ro
为油相的相对渗透率；k
x
为地层x方向渗透率本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种井筒
‑
滑套
‑
储层耦合流动流入动态预测方法，其特征在于，包括：根据多孔介质中两相流动达西定律和传输方程，建立流体在储层中流动的渗流模型；根据质量守恒方程建立水平井筒油水两相流动模型；根据滑套完井管柱流动过程中的压力分布特征划分流动区域；根据所述流动区域的几何边界确定线性流动边界；结合所述流动区域的几何边界和圆度确定径向流动边界；根据线性流动边界、径向流动边界以及流体通过滑套完井管柱与裸眼井的压力降差异确定表皮系数；根据所述储层中流动的渗流模型、水平井筒油水两相流动模型和表皮系数对井筒
‑
滑套
‑
储层耦合流动进行动态预测。2.如权利要求1所述的井筒
‑
滑套
‑
储层耦合流动流入动态预测方法，其特征在于，所述储层中流动的渗流模型包括：油相渗流方程和水相渗流方程；所述油相渗流方程为：所述水相渗流方程为：其中，ρ
o
为油相密度；k
ro
为油相的相对渗透率；k
x
为地层x方向渗透率；μ
o
为油相粘度；p
o
为油相压力；k
y
为地层y方向渗透率；k
z
为地层z方向渗透率；q
o
为油藏条件下油相的质量流量；S
o
为油相的饱和度；φ为储层岩石的孔隙度；t为时间；k
rw
为水相的相对渗透率；p
w
为水相压力；μ
w
为水相粘度；ρ
w
为水相密度；q
w
为油藏条件下水的质量流量；S
w
为水相的饱和度。3.如权利要求2所述的井筒
‑
滑套
‑
储层耦合流动流入动态预测方法，其特征在于，根据所述储层中流动的渗流模型计算油相与水相的产量；所述油相的产量的计算公式为：所述水相的产量的计算公式为：其中，q
o
为油相的产量，k是储层岩石的绝对渗透率，p
wf
是油井的井底流压，B
o
是油相体积系数，B
w
是水相体积系数，r
wq
是井筒在储层中的等效半径，r
w
井筒半径，S是表皮系数。4.如权利要求1所述的井筒
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滑套
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储层耦合流动流入动态预测方法，其特征在于，所述水平井筒油水两相流动模型为：水平井筒油水两相流动模型为：
其中，A1是上层流体过流面积，A2是下层流体过流面积，p是井筒压力，τ1是上层流体壁面摩擦应力，τ2是下层流体壁面摩擦应力，S1是上层流体湿周，S2是下层流体湿周，S
i
是上层流体与下层流体的界面湿周，τ
i
是上层流体与下层流体的界面摩擦应力，ρ1是上层流体密度，ρ2是下层流体的有效密度，v1是上层流体的有效流速，v2是下层流体的流速，φ为壁面开度。5.如权利要求4所述的井筒
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滑套
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储层耦合流动流入动态预测方法，其特...

【专利技术属性】
技术研发人员：郝希宁，李中，范白涛，殷志明，罗洪斌，盛磊祥，李梦博，王宇，武治强，
申请(专利权)人：中海石油中国有限公司北京研究中心，
类型：发明
国别省市：