[发明专利]一种油井自适应调流控水装置参数设计方法

说明书

本发明提供了一种油井自适应调流控水装置参数设计方法，其包括：步骤M1：确定调流控制装置的基本结构，通过仿真实验确定调流控水装置的基本结构中影响调流控水效果的参数；步骤M2：分别以步骤M1确定的影响调流控水效果的参数为变量进行仿真实验，获得多组水油压降比数据，得到所述参数与水油压降比的关系，进而确定影响调流控水效果的参数的取值；步骤M3：以流体的流量、油相的粘度和油相的密度为变量进行仿真试验，获得多组油相阻力等级数据和水油压降比数据；得到流体的流量、流体的粘度和流体的密度与的油相阻力等级数据和水油压降比关系，确定调流控水装置适用的流体的流量、油相的粘度和油相的密度。

技术领域

本发明属于石油天然气开采技术领域，涉及一种油井自适应调流控水装置参数设计方法。

背景技术

水平井是一种广泛应用于裂缝性油藏、稠油油藏、薄层油藏、底水油藏、海洋浅水和深水油藏以及非常规油气藏的高效开发手段。水平井设计成与油藏平行，这就导致水平井十分容易产生大量产水，从而导致产油量大大降低。目前，我国多数水平井已进入中高含水期，由于水平井结构复杂找水堵水工作困难，这大幅度增加了开采成本，因此如何有效设计出具有高效控水能力的装置成为一个非常关键的研究课题。

自适应调流控水装置是通过流体物性的不同，设计出合理的流道，使水在控制室内高速旋转，产生一个旋转压降，而油的压降很小，设计遵循Bernoulli方程：

其中，p为流体中某点的压强，ρ为流体的密度，v为流体该点的速度，g为重力加速度，9.8m/s，h为该点所在的高度，const为一个常量。

整个装置压降：

Vp＝Vp_L+Vp_N+Vp_S (2)

其中，Vp为流体流过装置后产生的总压降，Vp_L为流体通过环状流道产生的压降，Vp_N为流体通过流槽产生的压降，Vp_S为流体通过喷嘴产生的压降。

环状通道压力损失：

其中，λ为环状通道沿程压力损失系数，d₁为环状通道的水力直径为，l为环状通道长度，ζ为局部压力损失系数，ρ_m为混合液密度，Q为流入自适应调流控水装置流体的流量，f_DC为环状管道的流体分离系数，A₁为环形流道横截面积，

流槽压降：

其中，C_DS为流槽压力损失系数，ρ_m为混合液密度，Q为流入自适应调流控水装置内流槽流体的流量，As为流槽横截面积，ΔP_S为流槽压降。

喷嘴处的压降计算方式同流槽处的压降，但是由于控制器内流动的复杂性，上述公式计算精度不高，适应性差。

因此，如何提供一种方法来有效设计出具有高效控水能力的自适应调流控水装置是本领域技术人员一直以来渴望解决的问题。

发明内容

为了解决现有技术中存在的问题，本发明提供了一种油井自适应调流控水装置参数设计方法，在分析流体物性的基础上，利用油井产出流体中水与油的不同流动特性进行了设计，使用本发明提供的方法设计的调流控水装置参数，低海水采油期可达200天以上，二次完井应用降低含水量5％以上，二次完井采油量提高1倍以上。

根据本发明的第一方面，提供了一种油井自适应调流控水装置参数设计方法，其包括：

步骤M1：确定调流控水装置的基本结构，通过仿真实验确定调流控水装置的基本结构中影响调流控水效果的影响参数；