專利名稱：射孔完井產(chǎn)能預(yù)測系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種油氣田井中，砂巖氣藏、砂巖油藏射孔完井產(chǎn)能優(yōu)化設(shè)計以及注水井射孔完井優(yōu)化設(shè)計系統(tǒng)，尤其是對射孔參數(shù)中孔徑、孔深、孔密、相位角的優(yōu)化設(shè)計與產(chǎn)能的定量關(guān)系的系統(tǒng)。

背景技術(shù)：
射孔完井是目前國內(nèi)外使用最廣泛的完井方法，射孔孔眼是溝通產(chǎn)層和井筒的唯一通道，如果采用恰當?shù)纳淇坠に嚭驼_的射孔設(shè)計，就可以使射孔對產(chǎn)層的傷害最小，完善系數(shù)高，從而獲得理想的產(chǎn)能。多年來人們對射孔工藝、射孔槍彈與儀器、射孔傷害機理及評價方法、射孔優(yōu)化設(shè)計以及射孔負壓和射孔液等進行了大量的理論、實驗和礦場實驗研究，尤其是近十幾年來，射孔技術(shù)取得了迅速發(fā)展，射孔是完井工程的一個關(guān)鍵性環(huán)節(jié)。為此，采用先進的理論和方法，針對儲層性質(zhì)和工程實際情況，把射孔完井作為一項系統(tǒng)工程來考慮，優(yōu)選射孔工藝和優(yōu)化射孔設(shè)計，是搞好完井必不可少的基本條件。
對于射孔完井產(chǎn)能預(yù)測方面，油田上往往通過射孔后，用試井方法來預(yù)測產(chǎn)能，工作量大，成本高，射孔已經(jīng)完成，不可能反過來修改參數(shù)重新射孔，對相鄰井也可以通過相同射孔參數(shù)來評估，對結(jié)果產(chǎn)生較大的誤差，甚至可靠性差。


發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題在于提供一種射孔完井產(chǎn)能預(yù)測系統(tǒng)，該系統(tǒng)能夠在不試井的情況下即能準確預(yù)測射孔完井的產(chǎn)能。
本發(fā)明的一種射孔完井產(chǎn)能預(yù)測系統(tǒng)包括輸入單元、一級處理單元、二級處理單元、顯示單元和存儲單元；其中， 所述輸入單元用于輸入流體物性參數(shù)、地層傷害參數(shù)、射孔幾何參數(shù)和生產(chǎn)參數(shù)； 所述一級處理單元用于根據(jù)所述輸入單元輸入的參數(shù)從所述存儲單元調(diào)用相應(yīng)的計算模塊并進行運算處理，得到該條件下的產(chǎn)能比和產(chǎn)量測量結(jié)果； 所述二級處理單元用于根據(jù)一級處理的結(jié)果進行多變量的擴展處理，即改變孔徑、孔密、相位角以及孔深，得到系列的產(chǎn)能比和產(chǎn)量結(jié)果； 所述顯示單元用于顯示二級處理單元的產(chǎn)能測量曲線直觀的圖形結(jié)果顯示。
優(yōu)選地，所述一級處理單元包括射孔完井有限元模型模塊、射孔完井有限元滲流模型模塊和裸眼完井有限元模型模塊；其中， 所述射孔完井有限元模型模塊用于任意射孔完井結(jié)構(gòu)參數(shù)下的產(chǎn)能優(yōu)化結(jié)果數(shù)據(jù)提取，提取數(shù)據(jù)用于回歸經(jīng)驗公式； 所述射孔完井有限元滲流模型模塊用于氣藏、油藏和注水的不同滲流規(guī)律的結(jié)果計算，其中，氣藏包括達西和非達西滲流判斷和計算，注水為反滲流計算； 所述裸眼完井有限元模型模塊用于計算理想情況的裸眼完井產(chǎn)量，該產(chǎn)量與射孔完井產(chǎn)量進行換算，以得到射孔完井產(chǎn)率比。
優(yōu)選地，所述二級處理單元包括井類型選擇模塊、氣藏射孔產(chǎn)能測量模塊、天然氣物性參數(shù)計算模塊、天然氣體積系數(shù)計算模塊、油藏射孔產(chǎn)能測量模塊和注水井產(chǎn)能測量模塊；其中， 所述井類型選擇模塊用于在所述一級處理單元處理后，根據(jù)在輸入單元輸入的參數(shù)值判斷井的類型，并選擇相應(yīng)的測量模塊； 所述氣藏射孔產(chǎn)能測量模塊用于結(jié)合所述天然氣物性參數(shù)計算模塊、天然氣體積系數(shù)計算模塊計算得到氣藏射孔產(chǎn)能比和產(chǎn)量； 所述油藏射孔產(chǎn)能測量模塊用于計算得到油藏射孔產(chǎn)能比和產(chǎn)量； 所述注水井產(chǎn)能測量模塊用于計算得到注水井射孔產(chǎn)能比和產(chǎn)量。
優(yōu)選地，所述流體物性參數(shù)包括流體相對密度、井底壓力、井底溫度和流體粘度；所述地層傷害參數(shù)包括地層滲透率、鉆井污染程度和射孔壓實程度；所述射孔幾何參數(shù)包括井斜角、鉆井污染深度、射孔壓實厚度、相位角、孔眼直徑、孔密和射孔深度；所述生產(chǎn)參數(shù)包括欲大開儲層厚度和生產(chǎn)壓差。
本發(fā)明具有如下優(yōu)點 1、本發(fā)明可以通過相近參數(shù)插值得到其產(chǎn)能比和預(yù)測產(chǎn)量，比過去單一的經(jīng)驗公式更準確，應(yīng)用更廣泛。
2、本射孔完井產(chǎn)能預(yù)測系統(tǒng)，同時具有氣藏射孔完井產(chǎn)能預(yù)測、油藏射孔完井產(chǎn)能預(yù)測和注水射孔完井產(chǎn)能優(yōu)化設(shè)計和產(chǎn)能預(yù)測的功能。
4、本發(fā)明結(jié)構(gòu)模塊化，操作簡單，僅需要輸入部分關(guān)鍵參數(shù)，即可以得到準確的預(yù)測結(jié)果，為射孔完井產(chǎn)能預(yù)測提供了簡便、可行的手段。



圖1為本發(fā)明結(jié)構(gòu)示意圖； 圖2為實施例1砂巖氣藏射孔完井產(chǎn)能預(yù)測曲線圖； 圖3為實施例1砂巖氣藏射孔完井產(chǎn)量預(yù)測曲線圖； 圖4為實施例2砂巖油藏射孔產(chǎn)能預(yù)測曲線圖； 圖5為實施例2砂巖油藏射孔產(chǎn)量預(yù)測曲線圖； 圖6為實施例3砂巖注水射孔注水比(相對于裸眼井)預(yù)測曲線圖； 圖7為實施例3砂巖注水射孔注水量預(yù)測曲線圖。

具體實施例方式 如圖1所示，本發(fā)明包括輸入單元100、一級處理單元200、二級處理單元300、顯示單元400和存儲單元500；其中， 輸入單元100用于輸入流體物性參數(shù)(包括流體相對密度、井底壓力、井底溫度和流體粘度)、地層傷害參數(shù)(包括地層滲透率、鉆井污染程度和射孔壓實程度)、射孔幾何參數(shù)(包括井斜角、鉆井污染深度、射孔壓實厚度、相位角、孔眼直徑、孔密和射孔深度)和生產(chǎn)參數(shù)(包括欲大開儲層厚度和生產(chǎn)壓差)； 一級處理單元200用于根據(jù)所述輸入單元100輸入的參數(shù)從所述存儲單元500調(diào)用相應(yīng)的計算模塊并進行運算處理，得到該條件下的產(chǎn)能比和產(chǎn)量測量結(jié)果。
一級處理單元200包括射孔完井有限元模型模塊210、射孔完井有限元滲流模型模塊220和裸眼完井有限元模型模塊230，射孔完井有限元模型模塊210是氣藏射孔產(chǎn)能計算、油藏射孔產(chǎn)能計算和注水井產(chǎn)能計算的通用結(jié)構(gòu)模型模塊，射孔完井有限元滲流模型模塊220由連續(xù)性方程達西方程和穩(wěn)定滲流的微分方程構(gòu)成。裸眼完井有限元模型模塊230是計算氣藏、油藏和注水裸眼產(chǎn)能的模型模塊，是計算產(chǎn)能比的基準模塊。同時結(jié)合輸入單元100中的參數(shù)數(shù)據(jù)，可以分別得到氣藏、油藏和注水的多個(比如，可以是1470個)產(chǎn)能計算公式。
二級處理單元300用于根據(jù)一級處理100的結(jié)果進行多變量的擴展處理，即改變孔徑、孔密、相位角以及孔深，得到系列的產(chǎn)能比和產(chǎn)量結(jié)果。
二級處理單元300用于根據(jù)一級處理單元200的結(jié)果進行多變量的擴展處理。二級處理單元300包括井類型選擇模塊310、氣藏射孔產(chǎn)能測量模塊320、天然氣物性參數(shù)計算模塊321、天然氣體積系數(shù)計算模塊322、油藏射孔產(chǎn)能測量模塊330和注水井產(chǎn)能測量模塊340。從一級處理單元200進入二級處理單元300時，首先進入井類型選擇模塊310進行井類型識別，根據(jù)輸入單元100中的井斜數(shù)據(jù)判斷該井屬于直徑、小斜度井、中斜度井還是大斜度井，同時識別氣藏、油藏還是注水類型井，如果是氣藏井，則進入氣藏射孔產(chǎn)能測量模塊320，結(jié)合輸入單元100中的參數(shù)數(shù)據(jù)，在氣藏射孔產(chǎn)能測量模塊320中調(diào)用對應(yīng)的氣藏產(chǎn)能測量公式Q＝A1L3+B1L2+C1L+D1，同時需要調(diào)用天然氣物性參數(shù)計算模塊321和天然氣體積系數(shù)計算模塊322中的天然氣粘度計算公式式中和體積膨脹系數(shù)最終得到氣藏射孔產(chǎn)能比和產(chǎn)量結(jié)果。如果是油藏井，則進入油藏射孔產(chǎn)能測量模塊330，結(jié)合輸入單元100中的參數(shù)數(shù)據(jù)，在油藏射孔產(chǎn)能測量模塊330中調(diào)用對應(yīng)的油藏產(chǎn)能測量公式Q＝A2L3+B2L2+C2L+D2，得到油藏射孔產(chǎn)能比和產(chǎn)量結(jié)果。如果是注水井，則進入注水井射孔產(chǎn)能測量模塊340，結(jié)合改變輸入單元100中的參數(shù)數(shù)據(jù)，在注水井射孔產(chǎn)能測量模塊340中調(diào)用對應(yīng)的注水井產(chǎn)能測量公式Q＝A3L3+B3L2+C3L+D3，得到注水井射孔產(chǎn)能比和產(chǎn)量結(jié)果。
以上公式中符號說明vx，vy和vz-坐標方向的滲流分速度m/s；kx，ky和kz分別為坐標方向的滲透率；ρg-氣體在任意壓力、溫度下的密度kg/m3；MWg-混合氣擬相對分子質(zhì)量，kg/kmol；VR-天然氣的地下體積，m3；Vsc-在地面標準條件下天然氣體積，m3；psc-地面標準壓力，MPa；Tsc-地面標準溫度，K；T-地層溫度，K；p-地層壓力，MPa；Z-氣體壓縮因子；Zsc-地面標準條件下氣體偏差系數(shù)。Q-產(chǎn)量；L-孔深mm；Ai，Bi，Ci和Di(i＝1，2，3，4)分別為系數(shù)。
顯示單元400用于顯示二級處理單元300的產(chǎn)能測量曲線直觀的圖形結(jié)果顯示。
存儲單元500用于存儲輸入單元100、二級處理單元300以及顯示單元400的所有結(jié)果。
通過以上的處理，克服了常規(guī)而復(fù)雜的經(jīng)驗預(yù)測方法所不可避免的缺陷，不僅具有通用化高、成本低的優(yōu)點，而且可靠性高。
本發(fā)明能夠提供14700個油氣藏射孔完井有限元滲流模型，在歸一化參數(shù)下，對每種模型均計算出了對應(yīng)的產(chǎn)能比和產(chǎn)量，并通過數(shù)理統(tǒng)計回歸提供1470個經(jīng)驗公式庫，這些公式庫均包含在射孔完井產(chǎn)能優(yōu)化設(shè)計的配套軟件中，不在這些公式庫中的參數(shù)可以通過相近參數(shù)插值得到其產(chǎn)能比和預(yù)測產(chǎn)量。
本發(fā)明除直井完井優(yōu)化設(shè)計和產(chǎn)能預(yù)測外，還提供了小斜度井(0°＜θ≤20°)、中斜度井(20°＜θ≤60°)和大斜度井(60°＜θ＜90°)射孔完井產(chǎn)能優(yōu)化設(shè)計和產(chǎn)能的預(yù)測，本發(fā)明同時還能用于裸眼完井產(chǎn)能的預(yù)測。實施例1砂巖氣藏射孔參數(shù)優(yōu)化設(shè)計-大斜度75(120相位角) 按照表1-1、1-2和1-3的參數(shù)進行處理，具體處理方式如上所述。
表1-1砂巖氣藏射孔基本參數(shù) 表1-2砂巖氣藏射孔優(yōu)化參數(shù) 表1-3地層參數(shù)及其生產(chǎn)參數(shù) 處理后的結(jié)果如表1-4 表1-4射孔產(chǎn)能預(yù)測結(jié)果 得到的產(chǎn)能、產(chǎn)量預(yù)測曲線如圖2、3所示。
實施例2砂巖油藏射孔參數(shù)優(yōu)化設(shè)計-大斜度75(120相位角) 按照表2-1、2-2和2-3的參數(shù)進行處理，具體處理方式如上所述。
表2-1砂巖油藏射孔基本參數(shù) 表2-2砂巖油藏射孔優(yōu)化參數(shù) 表2-3地層參數(shù)及其生產(chǎn)參數(shù) 處理后的結(jié)果如表2-4 表2-4射孔產(chǎn)能預(yù)測結(jié)果 實施例3砂巖注水射孔參數(shù)優(yōu)化設(shè)計大斜度75(120相位角) 按照表3-1、3-2和3-3的參數(shù)進行處理，具體處理方式如上所述。
表3-1砂巖射孔基本參數(shù) 表3-2砂巖油藏注水射孔優(yōu)化參數(shù) 表3-3地層參數(shù)及其生產(chǎn)參數(shù) 處理后的結(jié)果如表3-4 表3-4射孔注水量預(yù)測結(jié)果 綜上所述，以上僅為本發(fā)明的較佳實施例而已，并非用于限定本發(fā)明的保護范圍。因此，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換、改進等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種射孔完井產(chǎn)能預(yù)測系統(tǒng)，其特征在于，包括輸入單元(100)、一級處理單元(200)、二級處理單元(300)、顯示單元(400)和存儲單元(500)；其中，
所述輸入單元(100)用于輸入流體物性參數(shù)、地層傷害參數(shù)、射孔幾何參數(shù)和生產(chǎn)參數(shù)；
所述一級處理單元(200)用于根據(jù)所述輸入單元(100)輸入的參數(shù)從所述存儲單元(500)調(diào)用相應(yīng)的計算模塊并進行運算處理，得到該條件下的產(chǎn)能比和產(chǎn)量測量結(jié)果；
所述二級處理單元(300)用于根據(jù)一級處理(100)的結(jié)果進行多變量的擴展處理，即改變孔徑、孔密、相位角以及孔深，得到系列的產(chǎn)能比和產(chǎn)量結(jié)果；
所述顯示單元(400)用于顯示二級處理單元(300)的產(chǎn)能測量曲線直觀的圖形結(jié)果顯示。
2.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述一級處理單元(200)包括射孔完井有限元模型模塊(210)、射孔完井有限元滲流模型模塊(220)和裸眼完井有限元模型模塊(230)；其中，
所述射孔完井有限元模型模塊用于任意射孔完井結(jié)構(gòu)參數(shù)下的產(chǎn)能優(yōu)化結(jié)果數(shù)據(jù)提取，提取數(shù)據(jù)用于回歸經(jīng)驗公式；
所述射孔完井有限元滲流模型模塊用于氣藏、油藏和注水的不同滲流規(guī)律的結(jié)果計算，其中，氣藏包括達西和非達西滲流判斷和計算，注水為反滲流計算；
所述裸眼完井有限元模型模塊用于計算理想情況的裸眼完井產(chǎn)量，該產(chǎn)量與射孔完井產(chǎn)量進行換算，以得到射孔完井產(chǎn)率比。
3.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述二級處理單元(300)包括井類型選擇模塊(310)、氣藏射孔產(chǎn)能測量模塊(320)、天然氣物性參數(shù)計算模塊(321)、天然氣體積系數(shù)計算模塊(322)、油藏射孔產(chǎn)能測量模塊(330)和注水井產(chǎn)能測量模塊(340)；其中，
所述井類型選擇模塊(310)用于在所述一級處理單元(200)處理后，根據(jù)在所述輸入單元(100)輸入的參數(shù)值判斷井的類型，并選擇相應(yīng)的測量模塊；
所述氣藏射孔產(chǎn)能測量模塊(320)用于結(jié)合所述天然氣物性參數(shù)計算模塊(321)、天然氣體積系數(shù)計算模塊(322)計算得到氣藏射孔產(chǎn)能比和產(chǎn)量；
所述油藏射孔產(chǎn)能測量模塊(330)用于計算得到油藏射孔產(chǎn)能比和產(chǎn)量；
所述注水井產(chǎn)能測量模塊(340)用于計算得到注水井射孔產(chǎn)能比和產(chǎn)量。
4.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述流體物性參數(shù)包括流體相對密度、井底壓力、井底溫度和流體粘度；所述地層傷害參數(shù)包括地層滲透率、鉆井污染程度和射孔壓實程度；所述射孔幾何參數(shù)包括井斜角、鉆井污染深度、射孔壓實厚度、相位角、孔眼直徑、孔密和射孔深度；所述生產(chǎn)參數(shù)包括欲大開儲層厚度和生產(chǎn)壓差。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種射孔完井產(chǎn)能預(yù)測系統(tǒng)，包括輸入單元、一級處理單元、二級處理單元、顯示單元和存儲單元；其中，輸入單元用于輸入流體物性參數(shù)、地層傷害參數(shù)、射孔幾何參數(shù)和生產(chǎn)參數(shù)；一級處理單元用于根據(jù)輸入單元輸入的參數(shù)從存儲單元調(diào)用相應(yīng)的計算模塊并進行運算處理，得到該條件下的產(chǎn)能比和產(chǎn)量測量結(jié)果；二級處理單元用于根據(jù)一級處理的結(jié)果進行多變量的擴展處理，即改變孔徑、孔密、相位角以及孔深，得到系列的產(chǎn)能比和產(chǎn)量結(jié)果；所述顯示單元用于顯示二級處理單元的產(chǎn)能測量曲線直觀的圖形結(jié)果顯示。本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡單，僅需要通過部分關(guān)鍵參數(shù)，即可以得到準確的預(yù)測結(jié)果，為射孔完井產(chǎn)能預(yù)測提供了簡便、可行的手段。
文檔編號G06F19/00GK101187961SQ20071017774
公開日2008年5月28日 申請日期2007年11月20日 優(yōu)先權(quán)日2007年11月20日
發(fā)明者王密計, 黃志潔, 畢勝宇, 朱進初, 練章華, 斌 楊, 林鐵軍 申請人:中國海洋石油總公司, 中海油田服務(wù)股份有限公司