[发明专利]非均质储层水平井砂液产出剖面动态演化模拟与预测方法

说明书

本发明公开了非均质储层水平井砂液产出剖面动态演化模拟与预测方法，涉及油气开采工程技术领域，利用本发明提供的方法，可以简易快速模拟砂液产出剖面演化过程，预测给定生产条件和生产时间下的地层流体和地层砂产出剖面，为水平井控砂和控水管柱设计提供重点产出部位，即重点控制井段和位置，提供控砂控水的目的性和综合效果。利用本发明提供的方法，可以快速识别非均质储层水平井的高速入流位置，判断防砂控水完井筛管的高冲蚀发生位置，指导优化筛管结构，在高冲蚀风险位置使用高抗冲蚀的筛管，提高完井筛管的综合抗冲蚀能力。另外，利用本发明提供的局部入流系数可以快速计算实际局部高速入流位置的最高流速，用于冲蚀损坏速率预测及预防。

技术领域

本发明涉及油气开采工程技术领域，具体涉及非均质储层水平井砂液产出剖面动态演化模拟与预测方法。

背景技术

水平井技术作为石油与天然气开发的重要技术手段，具有生产井段长（几百米至上千米）、泄流面积大、采油速度快等优点。对于疏松砂岩易出砂油气藏的水平井，其开采面临出砂和出水两大棘手问题。长井段水平井的控砂和控水是保证其正常开采生产的核心技术之一。

水平井生产过程中，一般认为或假设为储层向水平井筒的供液入流剖面是均匀的。无论对于高产气井（例如每天200万方产量）还是油井（例如每天2000方产液量），如果按照水平段均匀入流计算，流体到达井筒内筛管的流速极低，远远达不到冲蚀破坏条件。但大量现场实践表明，部分出砂的油井和气井水平井，出现了完井筛管的冲蚀损坏现象，并且在有限较长井段内，冲蚀穿孔位置唯一，如图8所示。由此推断，储层向水平井的供液入流剖面是非均匀的。

由于油气储层本身存在胶结强度、渗透率等非均质性，以及储层在出砂过程中会对储层的孔隙度、渗透率的分布规律产生影响而改变；而沿井筒轴线方向储层孔隙度、渗透率分布的变化又会影响储层流通性和入流剖面，进而进一步反向影响出砂规律。即非均质易出砂储层的地层砂和流体产出剖面存在协同影响机制。上述协同影响机制导致非均质储层水平井的砂液入流剖面随生产时间而发生动态演化，使得砂液入流的非均质性越来越强，如图9所示。

易出砂储层水平井控砂和控水是保证高效生产的关键技术。由于水平井生产段长度大，储层物性差异导致水平井长生产段的产液剖面和出砂剖面具有非均质性，并且其非均质性随生产时间存在动态演化。对砂液产出剖面的准确刻画能够使防砂控水作业有的放矢，提高控砂控水效果。目前对储层物性认识主要以开发初期测得的静态数据为主，对于非均质储层水平井砂液产出剖面动态演化缺少模拟与预测方法，导致非均质储层的控砂控水措施优化设计缺乏动态依据。

发明内容

本发明针对上述技术问题，提供了非均质储层水平井砂液产出剖面动态演化模拟与预测方法，实现非均质储层水平井生产段砂液产出剖面随生产时间的动态演化过程模拟和产出剖面预测。最终将对水平井出砂和出水剖面的判断识别由初始静态提升到动态层面，为解决长井段水平井砂水协同控制难题提供有效支撑，对于水平井长期开发方式动态优化、单井生产制度实时优化都具有普遍参考价值和科学意义。

专业术语解释：入流剖面包括“综合入流系数剖面”、“入流速度剖面”、“出砂强度剖面”，“综合入流系数剖面”、“入流速度剖面”、“出砂强度剖面”分别为全井段综合入流系数、入流速度和出砂强度在该时刻的集合。

本发明解决技术问题的技术方案为：

非均质储层水平井砂液产出剖面动态演化模拟与预测方法，包括以下步骤：

S1：根据水平井井身结构和水平生产段长度，对水平井水平生产段进行网格划分；根据初始声波时差、密度和中子测井资料计算得到储层岩石内聚强度、孔隙度、渗透率的非均质分布剖面；根据生产层位测试物性数据进行孔隙度和渗透率总体校正；

所述步骤S1中，对水平井长生产井段以ΔH（建议取0.2~0.5m）为间隔进行分段网格划分，共分为N段，用序号i表示任一分段的序号，1≤i≤N，如图1所示；