水平井酸化各段表皮系数、蚓孔长度、进酸量的获取方法与流程

专利2026-08-19  10


本发明涉及水平井基质酸化领域,更具体地说,它涉及水平井酸化各段表皮系数、蚓孔长度、进酸量的获取方法。


背景技术:

1、水平井在钻采采过程中会对近井地带造成储层伤害,钻井液的侵入会形成泥饼,钻井液滤失引起储层黏土膨胀或颗粒运移造成近井地层堵塞,导致水平井生产一段时间后产能明显降低,同时,水平井一般较长,储层中的孔隙度和渗透率非均质分布,会影响注酸过程中各段储层的进酸量,针对污染的水平井,基质酸化能疏通渗流通道、恢复和提高油气井产能。

2、水平井井周污染并不是均匀分布,越靠近井筒,污染越严重,污染半径越大,地层渗透率越小,向水平井注酸解堵时,由于污染程度不同则储层进酸量不同,因此需要分段研究各段储层表皮系数、酸蚀蚓孔长度和进酸量的大小;目前,关于研究水平井酸化各段表皮系数、蚓孔长度和进酸量获取方法较少。


技术实现思路

1、本发明的目的在于提供水平井酸化各段表皮系数、蚓孔长度、进酸量的获取方法,采用分段计算各段水平井酸化后的表皮系数变化、酸蚀蚓孔长度及各段进酸量分布,用以解决水平井分段基质酸化中计算酸蚀蚓孔长度及各段注酸量的问题,最终明确解除近井地带地层污染所需的注酸量和蚓孔突破时间,最终形成水平井多段基质酸化的解析获取方法,为水平井酸化解堵提供理论参考。

2、本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的:

3、第一方面,本技术提供了水平井酸化各段表皮系数、蚓孔长度、进酸量的获取方法,包括以下具体步骤:

4、s1、获取待测水平井的条件数据,基于条件数据并利用序贯高斯模拟算法生成待测水平井中各段的初始孔隙度,条件数据包括水平井段数、地层平均孔隙度、孔隙度变异系数、分段关联长度、地层渗透率平均值;

5、s2、利用初始孔隙度和条件数据计算得到待测水平井中各段的污染渗透率,并基于序贯高斯模拟算法中生成的随机数得到待测水平井中各段的污染半径;

6、s3、通过待测水平井中各段对应的污染渗透率、污染半径和蚓孔长度参数,计算得到待测水平井中各段对应的第一表皮系数;

7、s4、利用待测水平井中各段对应的第一表皮系数,计算得到待测水平井中各段的第一累计进酸量,并基于已知参数计算得到第一蚓孔长度;

8、s5、基于待测水平井中各段的第一蚓孔长度,重复执行步骤s3-s4,直到达到预设结束条件,将最后一次得到的第一蚓孔长度确定为待测水平井中该段的目标蚓孔长度;

9、s6、基于待测水平井中各段的目标蚓孔长度,依次计算得到待测水平井中各段对应的目标表皮系数和目标累计进酸量。

10、在上述技术方案的基础上,本发明还可以做如下改进。

11、进一步,上述待测水平井中各段对应的污染渗透率,具体为:

12、

13、式中,ks表示污染渗透率,k0表示地层渗透率平均值,φ表示初始孔隙度,φ0表示地层平均孔隙度,β表示孔隙度结构相关系数,值为2。

14、进一步,上述第一表皮系数具体为:

15、当rwh<rs时,

16、当rwh≥rs时,

17、式中,s表示第一表皮系数;k表示污染前的地层渗透率,md;ks表示污染渗透率,md;rs表示污染半径,m;rwh表示初始蚓孔长度或第一蚓孔长度,m;rw表示井筒半径,m。

18、进一步,上述待测水平井中各段的第一累计进酸量,具体为:

19、vi=∑qiδt,其中,

20、式中,vi表示步长时长δt内待测水平井中各段的第一累计进酸量,qi表示各段的进酸排量,k表示污染前的地层渗透率,h表示地层的厚度,μ表示流体的黏度,t表示时间,h;pwf表示待测水平井的井底压力,pi表示原始地层压力,φ表示初始孔隙度,%;ct表示地层及其中流体的综合压缩系数,mpa;rw表示井筒半径,m;s表示第一表皮系数。

21、进一步,上述待测水平井中各段对应的第一蚓孔长度,具体为:

22、利用待测水平井中该段对应的第一累计进酸量,计算得到待测水平井中该段的酸液流动速度;

23、基于待测水平井中各段的酸液流动速度,计算得到待测水平井中各段的蚓孔扩展速度,并利用待测水平井中各段的蚓孔扩展速度计算得到待测水平井中各段对应的第一蚓孔长度。

24、进一步,上述待测水平井中该段的酸液流动速度,具体为:

25、

26、式中,vi表示待测水平井中该段的酸液流动速度,qi表示该段的进酸排量,φ表示初始孔隙度,h表示地层的厚度,rwh表示初始蚓孔长度或第一蚓孔长度。

27、进一步,上述待测水平井中各段的蚓孔扩展速度具体为:

28、vwh=avi2/3(1-exp(-bvi2)),其中,

29、式中,vwh表示待测水平井中该段的蚓孔扩展速度,vi表示待测水平井中该段的酸液流动速度,vi-opt表示蚓孔最优扩展速度,pvbt-opt表示蚓孔扩展最优注入体积倍数。

30、进一步,上述待测水平井中各段对应的第一蚓孔长度,具体为:

31、rwh=rw+∑vwhδt;

32、式中,rwh表示经过时间长度δt后待测水平井中该段对应的第一蚓孔长度,vwh表示待测水平井中该段的蚓孔扩展速度,rw表示未经过时间长度δt时的初始蚓孔长度或第一蚓孔长度。

33、第二方面,本技术提供了水平井酸化各段表皮系数、蚓孔长度、进酸量的获取系统,应用于第一方面中任一项的水平井酸化各段表皮系数、蚓孔长度、进酸量的获取方法,包括:

34、第一模块,用于获取待测水平井的条件数据,基于条件数据并利用序贯高斯模拟算法生成待测水平井中各段的初始孔隙度,条件数据包括水平井段数、地层平均孔隙度、孔隙度变异系数、分段关联长度、地层渗透率平均值;

35、第二模块,用于利用初始孔隙度和条件数据计算得到待测水平井中各段的污染渗透率,并基于序贯高斯模拟算法中生成的随机数得到待测水平井中各段的污染半径;

36、第三模块,用于通过待测水平井中各段对应的污染渗透率、污染半径和蚓孔长度参数,计算得到待测水平井中各段对应的第一表皮系数;

37、第四模块,用于利用待测水平井中各段对应的第一表皮系数,计算得到待测水平井中各段的第一累计进酸量,并基于已知参数计算得到第一蚓孔长度;

38、第五模块,用于基于待测水平井中各段的第一蚓孔长度,重复利用第三模块-第四模块,直到达到预设结束条件,将最后一次得到的第一蚓孔长度确定为待测水平井中该段的目标蚓孔长度;

39、第六模块,用于基于待测水平井中各段的目标蚓孔长度,依次计算得到待测水平井中各段对应的目标表皮系数和目标累计进酸量。

40、第三方面,本技术提供了一种电子设备,包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序,处理器执行计算机程序时实现第一方面中任一项的方法。

41、第四方面,本技术提供了一种非暂态计算机可读存储介质,非暂态计算机可读存储介质存储计算机指令,计算机指令使计算机执行第一方面中任一项的方法。

42、与现有技术相比,本发明至少具有以下的有益效果:

43、本技术中,首先根据需要实测的待测水平井的条件数据,利用序贯高斯模拟算法生成待测水平井中各段的初始孔隙度,再利用孔隙度和渗透率的关系得到污染渗透率,并基于序贯高斯模拟算法中生成的随机数得到待测水平井中各段的污染半径,至此开始迭代的计算,在第一次的迭代过程中,通过已知的各个参数依次计算出第一表皮系数、第一累计进酸量和第一蚓孔长度,则完成第一次迭代;第二次迭代时,将第一次迭代得到的第一蚓孔长度在用于计算新的第一表皮系数,并利用已知的各个参数再依次计算得到第一累计进酸量和第一蚓孔长度;第三次迭代亦是如此,利用第二次迭代得到的第一蚓孔长度参与第三次的迭代过程,以上则为具体地迭代计算过程,即重复执行步骤s3-s4的过程;当达到迭代结束条件时,则将最后一次得到的第一蚓孔长度作为最终需要的目标蚓孔长度,最后再利用目标蚓孔长度和各个已知参数来计算得到最终需要的目标表皮系数和目标累计进酸量,从而明确解除近井地带地层污染所需的注酸量和蚓孔突破时间,最终形成水平井多段基质酸化的解析获取方法,为水平井酸化解堵提供理论参考。

44、本技术中,采用如此迭代计算的方式,其中,预设结束条件可以是达到注酸时间或直到蚓孔长度突破污染半径,迭代计算相比与传统方式,可以计算不同注酸时长下的蚓孔长度、注酸量、表皮系数等的变化,通过不断的计算三个参数的变化可以使最终得到的蚓孔长度、注酸量、表皮系数的准确性更高;利用本方案中序贯高斯模拟算法形成非均质分布的污染半径及污染渗透率,分段计算各段酸蚀表皮、蚓孔长度及进酸量,最终明确解除近井地带地层污染所需注酸。


技术特征:

1.水平井酸化各段表皮系数、蚓孔长度、进酸量的获取方法,其特征在于,包括以下具体步骤:

2.根据权利要求1所述的水平井酸化各段表皮系数、蚓孔长度、进酸量的获取方法,其特征在于,所述待测水平井中各段对应的污染渗透率,具体为:

3.根据权利要求1所述的水平井酸化各段表皮系数、蚓孔长度、进酸量的获取方法,其特征在于,所述第一表皮系数具体为:

4.根据权利要求1所述的水平井酸化各段表皮系数、蚓孔长度、进酸量的获取方法,其特征在于,所述待测水平井中各段的第一累计进酸量,具体为:

5.根据权利要求1所述的水平井酸化各段表皮系数、蚓孔长度、进酸量的获取方法,其特征在于,所述待测水平井中各段对应的第一蚓孔长度,具体为:

6.根据权利要求5所述的水平井酸化各段表皮系数、蚓孔长度、进酸量的获取方法,其特征在于,所述待测水平井中该段的酸液流动速度,具体为:

7.根据权利要求5所述的水平井酸化各段表皮系数、蚓孔长度、进酸量的获取方法,其特征在于,所述待测水平井中各段的蚓孔扩展速度具体为:

8.根据权利要求5所述的水平井酸化各段表皮系数、蚓孔长度、进酸量的获取方法,其特征在于,所述待测水平井中各段对应的第一蚓孔长度,具体为:

9.水平井酸化各段表皮系数、蚓孔长度、进酸量的获取系统,应用于权利要求1-8中任一项的水平井酸化各段表皮系数、蚓孔长度、进酸量的获取方法,其特征在于,包括:

10.一种非暂态计算机可读存储介质,其特征在于,所述非暂态计算机可读存储介质存储计算机指令,计算机指令使计算机执行权利要求1-8中任一项所述的方法。


技术总结
本发明公开了水平井酸化各段表皮系数、蚓孔长度、进酸量的获取方法,涉及水平井基质酸化领域,该方法包括:通过待测水平井中各段对应的污染渗透率、污染半径和蚓孔长度参数,计算得到待测水平井中各段对应的第一表皮系数;利用待测水平井中各段对应的第一表皮系数,计算得到待测水平井中各段的第一累计进酸量,并基于已知参数计算得到第一蚓孔长度;基于待测水平井中各段的第一蚓孔长度,重复执行以上步骤,直到达到预设结束条件,将最后一次得到的第一蚓孔长度确定为待测水平井中该段的目标蚓孔长度;基于待测水平井中各段的目标蚓孔长度,依次计算得到待测水平井中各段对应的目标表皮系数和目标累计进酸量;最终明确解除近井地带地层污染所需的注酸量和蚓孔突破时间,最终形成水平井多段基质酸化的解析获取方法,为水平井酸化解堵提供理论参考。

技术研发人员:成一,罗扬,米中荣,蒋利平,曹献平,邓云辉,肖勇,牟建业,卢盼盼,高步栋
受保护的技术使用者:成都北方石油勘探开发技术有限公司
技术研发日:
技术公布日:2024/7/25
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