魚(yú)骨狀水平井分段耦合的產(chǎn)能預(yù)測(cè)方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及油氣田開(kāi)發(fā)提高油藏采收率領(lǐng)域，特別是涉及到一種魚(yú)骨狀水平井分 段耦合的產(chǎn)能預(yù)測(cè)方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 與常規(guī)直井和水平井相比，多分支水平井具有進(jìn)一步增大泄油面積，增加油井產(chǎn) 量，提高采油速度，提高儲(chǔ)量控制程度，增加可采儲(chǔ)量，提高采收率及節(jié)約鉆井成本等優(yōu)勢(shì)， 成為二十一世紀(jì)國(guó)內(nèi)外石油開(kāi)發(fā)技術(shù)發(fā)展與研究的熱點(diǎn)。實(shí)踐表明，魚(yú)骨狀水平井作為多 分支水平井的一種類型，隨著其鉆采技術(shù)的不斷進(jìn)步，已在不同類型油藏實(shí)施鉆探和開(kāi)發(fā)， 取得較高的初期產(chǎn)能和良好的經(jīng)濟(jì)效益。
[0003] 然而，與鉆采技術(shù)相比，與魚(yú)骨狀水平井相適應(yīng)的油藏工程研究尚未成熟。一是具 有比較特殊復(fù)雜的流動(dòng)動(dòng)態(tài)，目前對(duì)其滲流機(jī)理的認(rèn)識(shí)尚不明確。具體體現(xiàn)在四個(gè)方面： (1)沿水平井筒趾端到跟端，流體質(zhì)量流量逐漸增加（變質(zhì)量流），油藏內(nèi)滲流與水平井筒 內(nèi)管流相互耦合；（2)由于井筒內(nèi)變質(zhì)量流的存在使得沿程流速不斷增加，必然會(huì)產(chǎn)生一 個(gè)附加的加速度壓降；（3)水平井筒內(nèi)沿井筒方向平行流動(dòng)的流體受到井筒周圍油藏徑向 流體的干擾，發(fā)生流體轉(zhuǎn)向，從而引起主流剖面變形；（4)分支井的存在，在分主支交匯處， 兩種不同流向的流體匯合會(huì)發(fā)生相互的干擾。因此，揭示魚(yú)骨狀水平井井筒及近井流動(dòng)動(dòng) 態(tài)特征，對(duì)于完善魚(yú)骨狀水平井滲流理論具有十分重要的意義。二是缺乏適用可靠的魚(yú)骨 狀水平井產(chǎn)能預(yù)測(cè)分析方法。關(guān)于分支水平井井形優(yōu)化的產(chǎn)能預(yù)測(cè)模型研究國(guó)內(nèi)外學(xué)者 普遍關(guān)注，分別通過(guò)不同的方法建立了相應(yīng)的解析模型。但早期的預(yù)測(cè)模型主要針對(duì)的是 輻射狀的多底分支水平井，不適合魚(yú)骨狀水平井的計(jì)算。目前具有代表性的適合于魚(yú)骨狀 水平井產(chǎn)能預(yù)測(cè)的（半）解析模型在描述分支水平井形態(tài)及流動(dòng)特征方面存在以下缺點(diǎn)： (1)模型只適合于單相；（2)多數(shù)模型未綜合考慮井筒壓降的影響；（3)模型大都只適合無(wú) 限大地層穩(wěn)定滲流條件；（4)多數(shù)模型無(wú)法考慮非均質(zhì)儲(chǔ)層的影響；（5)方法簡(jiǎn)化，計(jì)算精 度低。
[0004]因此，建立能夠精確描述其復(fù)雜的井身結(jié)構(gòu)，能夠合理反應(yīng)其復(fù)雜的井筒流動(dòng)特 征，滿足礦場(chǎng)應(yīng)用研究精度和要求且適應(yīng)性強(qiáng)的產(chǎn)能計(jì)算方法，對(duì)于魚(yú)骨狀水平井產(chǎn)能預(yù) 測(cè)、井形優(yōu)化設(shè)計(jì)具有十分現(xiàn)實(shí)的理論價(jià)值。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明的目的是提供一種改進(jìn)魚(yú)骨狀水平井的油藏工程應(yīng)用水平，提高產(chǎn)能預(yù)測(cè) 精度，為該類井形的油藏工程應(yīng)用提供更加精確的技術(shù)支持的魚(yú)骨狀水平井分段耦合的產(chǎn) 能預(yù)測(cè)方法。
[0006] 本發(fā)明的目的可通過(guò)如下技術(shù)措施來(lái)實(shí)現(xiàn)：魚(yú)骨狀水平井分段耦合的產(chǎn)能預(yù)測(cè)方 法，該魚(yú)骨狀水平井分段耦合的產(chǎn)能預(yù)測(cè)方法包括：步驟1，采用分割法對(duì)復(fù)雜結(jié)構(gòu)井進(jìn)行 分段處理；步驟2,建立井筒流動(dòng)模型；步驟3,采用迭代方法求解油藏內(nèi)流體流動(dòng)和井筒內(nèi) 流動(dòng)耦合的方程組；步驟4,進(jìn)行空間變換后進(jìn)行模型的求解；以及步驟5,采用s-K*方法 對(duì)地層非均質(zhì)的情況進(jìn)行處理。
[0007] 本發(fā)明的目的還可通過(guò)如下技術(shù)措施來(lái)實(shí)現(xiàn)：
[0008] 在步驟1中，根據(jù)該分段處理方法，求出生產(chǎn)井段上某一小段在油藏中任意一點(diǎn) 產(chǎn)生的勢(shì)，再根據(jù)鏡像反映和勢(shì)迭加原理推導(dǎo)出該井段在油藏邊界產(chǎn)生的勢(shì)和井筒內(nèi)邊界 產(chǎn)生的勢(shì)。
[0009] 在步驟1中，沿著井軌跡將井筒分成若干一維小段，每一段作為井筒流動(dòng)模擬的 控制體積，由段節(jié)點(diǎn)和段的流動(dòng)路徑組成，其參數(shù)包括長(zhǎng)度、內(nèi)徑、摩擦系數(shù)和傾角，所有關(guān) 于水平井井筒內(nèi)的流動(dòng)控制方程和參數(shù)都定義在這些段上，并針對(duì)每一段進(jìn)行油藏滲流和 井筒流動(dòng)的耦合，即通過(guò)井筒的分段處理，考慮各段沿井筒方向流動(dòng)和油藏徑向的入流影 響，描述井筒變質(zhì)量流動(dòng)。
[0010] 在步驟2中，根據(jù)動(dòng)量方程建立包含摩擦壓力壓降、重力壓力壓降和加速度壓力 壓降等三部分的該井筒流動(dòng)模型。
[0011] 在步驟2中，考慮井壁地層入流干擾對(duì)井筒加速度壓降及摩擦壓降的影響，實(shí)現(xiàn) 地層滲流與井筒管流耦合條件下的井筒流動(dòng)特征描述。
[0012] 在步驟3中，聯(lián)立耦合的油藏滲流與井筒流動(dòng)模型進(jìn)行數(shù)值求解，求得每一井段 的壓力和流入量分布，從而得到整個(gè)井筒的壓力和流量。
[0013] 在步驟4中，為了考慮儲(chǔ)層滲透率的各向異性因素，根據(jù)各向異性油藏滲流理論， 引入轉(zhuǎn)換矩陣D進(jìn)行空間變換，將各向異性滲透率空間轉(zhuǎn)換為等價(jià)的各向同性空間，然后 再進(jìn)行模型的求解。
[0014] 在步驟5中，計(jì)算表皮s以及全局滲透率K*，即將各向滲透率對(duì)每一小井段的影響 以表皮因子的形式加到每一個(gè)井段中，從而體現(xiàn)地層非均質(zhì)性對(duì)井產(chǎn)能的影響。
[0015] 本發(fā)明中的魚(yú)骨狀水平井分段耦合的產(chǎn)能預(yù)測(cè)方法，是一種更加準(zhǔn)確的魚(yú)骨狀水 平井分段耦合產(chǎn)能預(yù)測(cè)方法，主要是綜合研究目前的分支水平井產(chǎn)能預(yù)測(cè)的解析方法，利 用其基本的研究思想，針對(duì)目前方法適應(yīng)性差的問(wèn)題，將油藏非均質(zhì)、井筒綜合壓降、井筒 變質(zhì)量流、油藏儲(chǔ)層各向異性等綜合因素進(jìn)行考慮，建立非均質(zhì)油藏魚(yú)骨狀水平井分段耦 合模型。本發(fā)明中的魚(yú)骨狀水平井分段耦合的產(chǎn)能預(yù)測(cè)方法能夠精確描述其復(fù)雜的井身結(jié) 構(gòu)，合理反應(yīng)其復(fù)雜的井筒流動(dòng)特征，滿足礦場(chǎng)應(yīng)用研究精度和要求。本發(fā)明提出的方法具 有機(jī)理描述更加準(zhǔn)確、可操作性強(qiáng)以及適應(yīng)性更廣泛等特點(diǎn)，因而具有很好的推廣應(yīng)用價(jià) 值。
【附圖說(shuō)明】
[0016] 圖1為本發(fā)明的魚(yú)骨狀水平井分段耦合的產(chǎn)能預(yù)測(cè)方法的一具體實(shí)施例的流程 圖；
[0017] 圖2是本發(fā)明的一具體實(shí)施例中空間小井段位置示意圖；
[0018] 圖3是本發(fā)明的一具體實(shí)施例中水平井筒微元段示意圖；
[0019]圖4是本發(fā)明的一具體實(shí)施例中各向異性對(duì)魚(yú)骨狀水平井壓力分布影響圖。
【具體實(shí)施方式】
[0020] 為使本發(fā)明的上述和其他目的、特征和優(yōu)點(diǎn)能更明顯易懂，下文特舉出較佳實(shí)施 例，并配合所附圖式，作詳細(xì)說(shuō)明如下。
[0021] 如圖1所示，圖1為本發(fā)明的魚(yú)骨狀水平井分段耦合的產(chǎn)能預(yù)測(cè)方法的流程圖。由 于魚(yú)骨狀水平井在儲(chǔ)層中的生產(chǎn)段長(zhǎng)度比直井/水平井長(zhǎng)得多，因此井筒內(nèi)部的流動(dòng)狀況 對(duì)魚(yú)骨狀水平井的生產(chǎn)動(dòng)態(tài)會(huì)產(chǎn)生一定的影響。魚(yú)骨狀水平井在生產(chǎn)時(shí)，流體在油藏中呈 三維流動(dòng)流向魚(yú)骨狀水平井主、分支井筒，然后流體又沿著分支井筒向主支井筒匯合，最后 沿主支水平井筒流向井的跟端。因此，魚(yú)骨狀水平井的滲流除了流體在地層中的滲流以外， 還有在井筒內(nèi)的流動(dòng)，這兩個(gè)流動(dòng)過(guò)程既相互聯(lián)系又相互影響。為了正確反映魚(yú)骨狀水平 井的生產(chǎn)動(dòng)態(tài)，將描述這兩個(gè)流動(dòng)過(guò)