專(zhuān)利名稱(chēng)：油氣藏物理模擬井筒半徑處理方法
油氣藏物理模擬井筒半徑處理方法技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明屬于油氣藏開(kāi)發(fā)物理模擬研究的一種新型物理實(shí)驗(yàn)方法，同時(shí)適用于其它 與多孔介質(zhì)內(nèi)井筒滲流現(xiàn)象有關(guān)的研究領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
在油藏物理模擬研究中，人們一直嘗試用實(shí)驗(yàn)室模型按照一定相似關(guān)系模擬油 藏。實(shí)驗(yàn)室模型首先應(yīng)該滿(mǎn)足幾何相似，即模型在幾何形狀上與實(shí)際油藏相似。實(shí)際油藏 布井開(kāi)發(fā)時(shí)，面積注采單元往往大于10X 104m2，井筒半徑約為5 10cm。然而，實(shí)驗(yàn)室模型 面積注采單元一般不超過(guò)2m2，根據(jù)幾何相似，其井筒半徑不超過(guò)0. 5mm。如此小的井徑，摩 阻效應(yīng)將嚴(yán)重阻礙流體在其中的流動(dòng)，因而大大影響模擬結(jié)果的精度和可靠性。
為解決這些問(wèn)題，先前人們把注采井當(dāng)作點(diǎn)源點(diǎn)匯，視注采井為無(wú)限小的點(diǎn)(與 注采單元相比)，同時(shí)將油藏物理模擬限定為只研究注采井定產(chǎn)的情況。這樣便可放松井徑 的幾何相似，只要井徑相對(duì)注采單元充分小且注采井定產(chǎn)即可。但實(shí)際油藏開(kāi)發(fā)中，由于受 礦場(chǎng)機(jī)械(如注水泵和抽油泵)限制，注采井通常定壓生產(chǎn)。目前，對(duì)于注采井定壓生產(chǎn)的 油藏開(kāi)發(fā)過(guò)程的物理模擬，尚未發(fā)現(xiàn)行之有效的井筒半徑處理方法。發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種油氣藏物理模擬井筒半徑處理方法，可方便 地解決注采井定壓生產(chǎn)時(shí)油藏物理模擬中井徑的限制問(wèn)題，并為所有與多孔介質(zhì)內(nèi)井筒滲 流現(xiàn)象有關(guān)的研究領(lǐng)域提供技術(shù)支持。
本發(fā)明的技術(shù)解決方案是一種油氣藏物理模擬井筒半徑處理方法，所述方法是 利用近井滲流壓降漏斗原理和等壓等液量原則實(shí)現(xiàn)井筒半徑的等價(jià)處理，在物理模型中用 較大半徑的井筒代替小半徑井筒，同時(shí)選擇合適的注采壓差，使實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ图饶芙鉀Q井筒半 徑過(guò)小引起的問(wèn)題，又能符合油藏內(nèi)流場(chǎng)特性及規(guī)律。
本發(fā)明的特點(diǎn)和優(yōu)點(diǎn)如下
(1)本發(fā)明提供了一套技術(shù)方法，使油藏多井定壓開(kāi)采物理模擬中，模型與油藏井 徑的相似成為可能。
(2)利用近井滲流壓降漏斗原理和等壓等液量原則實(shí)現(xiàn)了井徑的相似性等價(jià)處理。
(3)本方法適用于所有井網(wǎng)類(lèi)型。
(4)本發(fā)明給出了定量化、可操作的技術(shù)方法和實(shí)施步驟，并給出了五點(diǎn)注采井網(wǎng) 實(shí)例。
(5)本發(fā)明不僅適用于油田開(kāi)發(fā)研究領(lǐng)域，還適用于所有與多孔介質(zhì)內(nèi)井筒滲流 現(xiàn)象有關(guān)的研究領(lǐng)域。


圖1為不同井徑與壓力的關(guān)系。
圖2為五點(diǎn)注采井網(wǎng)單元中等效供給邊界示意圖。
圖3為注采井間壓力分布示意圖。
具體實(shí)施方式
方法原理
本發(fā)明的主要思想是依照滲流力學(xué)原理，在物理模型中用較大半徑的井筒代替小 半徑井筒，同時(shí)選擇合適的注采壓差，使實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ图饶芙鉀Q井筒半徑過(guò)小引起的問(wèn)題，又能 符合油藏內(nèi)流場(chǎng)特性及規(guī)律。
如圖1所示，根據(jù)近井滲流壓降漏斗原理，圓形定壓供給邊界中心一口井定壓生 產(chǎn)時(shí)，各等壓線均為圓形，井筒本身也是一圈等壓線。在相同的滲流介質(zhì)中，根據(jù)圓形供給 邊界壓力和井筒壓力，便可確定供給邊界到井筒間的壓力分布。井筒半徑由小變大時(shí)，大井 筒位置必然與采用小井筒時(shí)的一條等壓線重合。變化井徑時(shí)，通過(guò)相應(yīng)地變化井筒處壓力， 便可保持供給邊界和井筒間壓力分布不變。進(jìn)而，采用兩種不同半徑井筒時(shí)的產(chǎn)量變化規(guī) 律完全相同。
本發(fā)明提出的方法可以給出多井注采開(kāi)發(fā)時(shí)，為保持壓力分布和產(chǎn)量變化規(guī)律不 變，井徑變化與井筒壓力變化的定量關(guān)系。
實(shí)現(xiàn)過(guò)程
為了滿(mǎn)足井筒半徑的幾何相似，設(shè)計(jì)模型中的井筒與實(shí)際油藏井筒保持幾何相 似，也就是使物理模型和油藏中井筒與外部邊界尺度之間的比例相同，二者的井筒半徑rw 與χ方向特征尺度Lx之比需滿(mǎn)足如下關(guān)系
(rw/Lx) I 模型=Ovlx) I 油藏
但是，如果直接按照上述要求設(shè)計(jì)物理模型井筒，物理模型內(nèi)的井徑rwSS—般在 Imm以下(記作rw/>)；如此小的井徑，會(huì)使得井筒中的摩阻效應(yīng)非常明顯，從而顯著影響流 體在其中的流動(dòng)，降低實(shí)驗(yàn)測(cè)試的可靠性。
為了解決這一問(wèn)題，本發(fā)明是在模型中采用擴(kuò)大的井徑rw±，如圖1所示。根據(jù)近 井滲流壓降漏斗原理，小變?yōu)?，只需相?yīng)地把壓差A(yù)p由Δρ小變成Δρ大，這 里Δρ小和Δρ大分別是井徑為^小和rw大時(shí)模型中的注采壓差。假設(shè)Ap大=Δρ小Xa，把 常數(shù)a = Δρ大/Δρ小求出即可。
考慮各種可能的井型、井網(wǎng)，假設(shè)三維油藏在垂直于井筒方向的截面積為Ε，井?dāng)?shù) 為m，則平均單井控制面積為Ew = E/m，等價(jià)圓形控制區(qū)域半徑為
權(quán)利要求
1.一種油氣藏物理模擬井筒半徑處理方法，其特征在于，所述方法是利用近井滲流壓 降漏斗原理和等壓等液量原則實(shí)現(xiàn)井筒半徑的等價(jià)處理，在物理模型中用較大半徑的井筒 代替小半徑井筒，同時(shí)選擇合適的注采壓差，使實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ图饶芙鉀Q井筒半徑過(guò)小引起的問(wèn) 題，又能符合油藏內(nèi)流場(chǎng)特性及規(guī)律。
2.如權(quán)利要求1所述的油氣藏物理模擬井筒半徑處理方法，其特征在于，該方法原理 為根據(jù)近井滲流壓降漏斗原理，圓形定壓供給邊界中心一口井定壓生產(chǎn)時(shí)，各等壓線均為 圓形，井筒本身也是一圈等壓線；在相同的滲流介質(zhì)中，根據(jù)圓形供給邊界壓力和井筒壓 力，便可確定供給邊界到井筒間的壓力分布；井筒半徑由小變大時(shí)，大井筒位置必然與采用 小井筒時(shí)的一條等壓線重合；變化井徑時(shí)，通過(guò)相應(yīng)地變化井筒處壓力，便可保持供給邊界 和井筒間壓力分布不變；進(jìn)而，采用兩種不同半徑井筒時(shí)的產(chǎn)量變化規(guī)律完全相同。
3.如權(quán)利要求1所述的油氣藏物理模擬井筒半徑處理方法，其特征在于，其實(shí)現(xiàn)方法 為根據(jù)近井滲流壓降漏斗原理，模型井筒的半徑rwSS由rw//變?yōu)?，其中ι^、大于， 只需相應(yīng)地把壓差Δρ由Δρ小變成Δρ大，這里Δρ小和Δρ大分別是井徑為^小和rw大時(shí)模 型中的注采壓差；假設(shè)Δρ大=Δρ小Xa，把常數(shù)a = Δρ大/Δρ小求出即可；考慮各種可能的井型、井網(wǎng)，假設(shè)三維油藏在垂直于井筒方向的截面積為Ε，井?dāng)?shù)為m， 則平均單井控制面積為Ew = E/m，等價(jià)圓形控制區(qū)域半徑為
4.如權(quán)利要求3所述的油氣藏物理模擬井筒半徑處理方法，其特征在于，rwtsa^ 6mm。
5.如權(quán)利要求1所述的油氣藏物理模擬井筒半徑處理方法，其特征在于，該方法包括 以下步驟(一)確定單井供液區(qū)域設(shè)注采單元面積為E，注采單元內(nèi)井?dāng)?shù)為m，則平均單井控制面積為Ew = E/m ；進(jìn)而等價(jià) 于等面積圓形定壓供給邊界，中心一口生產(chǎn)井定壓生產(chǎn)；(二)井徑等價(jià)處理注采井定壓生產(chǎn)時(shí)井間壓力分布中，小井筒本身為一等壓線，大井筒與以小井筒生產(chǎn) 時(shí)的一條等壓線重合；根據(jù)滲流理論，采用兩個(gè)不同井徑井筒時(shí)，若井筒到供給邊界間壓力 分布相同，則兩井筒產(chǎn)量變化規(guī)律完全相同；由平面徑向流產(chǎn)能公式可得
全文摘要
一種油氣藏物理模擬井筒半徑處理方法，所述方法是利用近井滲流壓降漏斗原理和等壓等液量原則實(shí)現(xiàn)井筒半徑的等價(jià)處理，在物理模型中用較大半徑的井筒代替小半徑井筒，同時(shí)選擇合適的注采壓差，使實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ图饶芙鉀Q井筒半徑過(guò)小引起的問(wèn)題，又能符合油藏內(nèi)流場(chǎng)特性及規(guī)律。本發(fā)明提供了一套技術(shù)方法，利用近井滲流壓降漏斗原理和等壓等液量原則實(shí)現(xiàn)了井徑的相似性等價(jià)處理，使油藏多井定壓開(kāi)采物理模擬中，模型與油藏井徑的相似成為可能。
文檔編號(hào)E21B49/00GK102031965SQ20101056062
公開(kāi)日2011年4月27日 申請(qǐng)日期2010年11月25日 優(yōu)先權(quán)日2010年6月30日
發(fā)明者丁祖鵬, 劉月田, 屈亞光, 涂彬 申請(qǐng)人:中國(guó)石油大學(xué)(北京)