[发明专利]气井自适应调流控水装置及其设计方法

说明书

本发明涉及一种气井自适应调流控水装置及其设计方法，设计方法包括以下步骤：步骤1：获得某一段水平井的基础参数；步骤2：根据该段水平井自适应调流控水装置安装个数，确定每个自适应调流控水装置的流量和入口速度；步骤3：根据步骤1的基础参数和步骤2的入口速度，进行初步的几何模型设计和仿真计算条件的设置，并对初步的几何模型进行仿真参数探索；步骤4：对步骤3中初步的几何模型和仿真计算条件的设置进行试验，并将试验后的实验结果与仿真结果进行数据对比；步骤5：基于DOE正交试验设计将自适应调流控水装置进行数值优化。本发明的设计方法解决了设计思路不清晰，仿真精度不高等问题，且增加了气井自适应调流控水装置的控水增产效果。

技术领域

本发明属于油气井控水完井技术领域，具体涉及一种气井自适应调流控水装置及其设计方法。

背景技术

底水气藏水平井开发过程中出现的底水脊进问题，缩短了底水气藏的无水采油期，严重影响了水平井产能优势的发挥，成为了制约水平井高效开发底水气藏的关键因素。传统的ICD控水工具仅适用于水平井筒见水前，对于见水后的气井无效。

目前针对ICD的缺点，对其进行改进，研究出对不利流体具有智能选择和抑制功能的自动流入控制装置，根据原理和装置的不同，可分为夹片型、浮动圆盘型、流道控制型及自膨胀型，而这其中流道控制型更加安全可靠，方便耐用。虽然AICD能很好的抑制水的产出，但是目前这种装置只适用于油井，针对气井的问题，还未得到有效的解决，而且也没有一个针对气井自适应调流控水装置的完整的设计方法。

就此来看，设计一套系统的设计方法显得尤为重要。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提供了一种气井自适应调流控水装置及其设计方法，能够针对自适应调流控水装置进行方案设计，克服目前气井自适应调流控水装置设计思路不清晰，仿真精度不高等问题，且节省了设计周期与效率。

为实现上述目的，本发明提供了一种气井自适应调流控水装置的设计方法，包括以下步骤：

步骤1：获得某一段水平井的基础参数；

步骤2：根据该段水平井自适应调流控水装置安装个数，确定每个自适应调流控水装置的流量和入口速度；

步骤3：根据步骤1的基础参数和步骤2的入口速度，进行初步的几何模型设计和仿真计算条件的设置，并对初步的几何模型进行仿真参数探索；

如图2所示，初步的几何模型包括：基管8、套在基管8外的套管9，设置在基管8外壁并与基管8连通的气井自适应调流控水装置10以及筛管11，气井自适应调流控水装置10位于基管8和套管9之间。

步骤4：对步骤3中初步的几何模型和仿真计算条件的设置进行试验，并将试验后的实验结果与仿真结果进行数据对比；

步骤5：基于DOE正交试验设计将自适应调流控水装置进行数值优化。

在一个实施例中，所述步骤1中的基础参数包括：水平井筒参数，该段水平井处储层的流体参数，自适应调流控水装置的约束尺寸；

其中，所述水平井筒参数包括：整个水平井的长度、内外直径以及内外压力差；

所述储层的流体参数包括：液体物理参数，气体物理参数，液体和气体在该段水平井处所占的百分比以及该段水平井处周围的物理环境；

所述约束尺寸为：设计一个容纳自适应性调流控水装置的中心控制结构，并约束所述中心控制结构的长、宽、高。