[发明专利]一种针对固井工程流体顶替过程的网格模型生成方法

说明书

一种针对固井工程流体顶替过程的网格模型生成方法，其包括：步骤一、根据所获取到的固井过程中的实测数据确定沿井深流动方向各个网格节点的节点参数数值；步骤二、根据节点参数数值生成针对固井工程流体顶替过程的网格模型。本方法通过优化沿井深流动方向的网格数量，大幅提高了数值模拟效率。同时，该方法通过通过探寻居中度与周向加密方法的相关关系，通过调整周向网格分布规律，使得网格正交性更好，这样也就保证模拟鲁棒性。此外，该方法还通过对网格坐标进行井斜角调整，从而使得网格模型与实际情况更贴合，进而使得模拟结果更符合客观现实。

技术领域

本发明涉及油气勘探开发技术领域，具体地说，涉及一种针对固井工程流体顶替过程的网格模型生成方法。

背景技术

固井是油气井钻井过程中的最后一道工序，是衔接钻井与采油的关键过程。提高顶替效率是保证固井质量的基本前提。针对顶替效率的研究的方法中，固井顶替数值模拟具有不需考虑实验条件以及成本低等优势。

随着计算机内存等硬件和软件的发展，计算机的数值模拟能力随之增强，数值模拟逐渐成为研究固井顶替过程的重要手段。在固井顶替数值模拟过程中，实际尺寸的环空内流体流动规律需要巨量网格对井眼轨迹、居中度、井径等物理参数进行描述。以此为基础，也就可以建立物理模型，进而对固井中浆体顶替过程进行数值模拟。在这一过程中，网格的质量对模拟的精度和效率起决定性作用。因此，针对固井顶替中浆体的实际流动规律，建立满足精度和效率的网格模型是进行全井段浆体流动过程模拟的重要保证。

发明内容

为解决上述问题，本发明提供了一种针对固井工程流体顶替过程的网格模型生成方法，所述方法包括：

步骤一、根据所获取到的固井过程中的实测数据确定沿井深流动方向各个网格节点的节点参数数值；

步骤二、根据所述节点参数数值生成针对固井工程流体顶替过程的网格模型。

根据本发明的一个实施例，在所述步骤一中，确定各个网格节点的节点参数数值的步骤包括：

根据所述实测数据确定井眼轨迹水平位移；

根据所述实测数据、井眼水平位移，利用差值法确定沿井深流动方向各个网格节点的节点参数数值。

根据本发明的一个实施例，根据如下表达式确定所述井眼轨迹水平位移：

hd(i)＝hd(i-1)+[vd(i)-vd(i-1)]×tan[θ(i)+θ(i-1)/2]

其中，hd表示井眼轨迹水平位移，vd表示垂深，θ表示井斜角，i和i-1均表示实测的节点序号。

根据本发明的一个实施例，所述节点参数包括以下所列项中的至少一项：

井深、井斜角、垂深、井径、居中度和水平位移。

根据本发明的一个实施例，确定沿井深流动方向网格节点的步骤包括：

根据固井环空顶替的起始段的长度和网格步长，确定起始段网格数；

根据需要封固的封固段的长度和网格步长，确定封固段网格数；

根据剩下的一直到井口的发展段的长度和网格步长，确定发展段网格数；

根据所述起始段网格步长、封固段步长和位于所述起始段与封固段之间的第一过渡段的长度，确定所述第一过渡段的网格数；

根据所述封固段步长、发展段步长和位于所述封固段与发展段之间的第二过渡段的长度，确定所述第二过渡段的网格数；

其中，从起始段到发展段的网格步长逐渐增大，网格密度逐渐稀疏。

根据本发明的一个实施例，根据如下表达式确定所述第一过渡段的步长及网格数：