[发明专利]一种裂缝性储层水平井钻井液固相污染后污染程度评价方法

说明书

本发明公开了一种裂缝性储层水平井钻井液固相污染后污染程度评价方法，主要通过考虑钻井过程中天然裂缝在井底压力及泥浆固相堵塞影响下的宽度和流动能力变化以及泥浆固相对储层基质渗透率的伤害，最终评价钻井过程中泥浆固相对储层的伤害程度并获取储层渗透率分布；然后在储层模型中设置固定出口模拟生产井位置，设定出口处流体压力，计算稳态条件下储层内流体压力分布，计算过程中根据天然裂缝内流体压力值修正天然裂缝宽度及渗透率，并迭代直至收敛；然后，分别计算污染条件下产能指数和未污染条件下产能指数，最终计算出储层污染程度。本发明采用了一种相对直接、简便的方法准确评价水平井钻井后泥浆污染程度。

技术领域

本发明涉及石油工程领域，尤其是一种裂缝性储层水平井钻井液固相污染后污染程度评价方法。

背景技术

裂缝性碳酸盐岩气藏是国内当前和未来天然气开发的主阵地，酸化是实现该类油气藏高效开发的主要手段之一。酸化的主要目标是解除由于钻井过程中钻井液固相对储层的伤害，因此准确评价钻井液固相对储层、天然裂缝的污染程度，是支撑酸化参数优化设计、油气井获得高产的基础。

目前国内外针对钻井泥浆污染的评价方法一般分为三类，分别为测井解释类、实验评价类与数值模拟类。基于测井资料可估算钻井液侵入深度，但无法建立天然裂缝参数与钻井液固相侵入特征的关系。实验可评价钻井液对岩心、裂缝的污染特征，但实验结果可表征的尺度较小，在现场设计中的应用受限。数值模拟是描述此类储层最为适用的方法，但现有的研究多针对钻井液侵入天然裂缝的深度开展研究(李松等，基于钻井液漏失侵入深度预测的裂缝性碳酸盐岩储层改造优化.钻采工艺，2018,41(2)：(42-45)，使得在后续的酸化设计过程中仅能基于泥浆在天然裂缝中的侵入深度开展设计，而无法有效的解除岩石内部的钻井液固相污染。

发明内容

本发明的目的是提供一种相对直接、简便的方法准确评价裂缝性储层水平井钻井后泥浆污染程度。

本发明提供的裂缝性储层水平井钻井液固相污染后污染程度评价方法，步骤如下：

S1、建立天然裂缝钻井液污染模型，赋值储层孔隙度、渗透率、天然裂缝宽度、天然裂缝密度等特征参数。

S2、时间步开始，计算基质及天然裂缝内流体压力及x、y方向的流速，具体如下；

根据公式(1)计算流体压力：

根据公式(2)计算天然裂缝网格渗透率：

根据压力通过立方定律计算流体流速：

式中，p为单元格内流体压力，Pa；k_x、k_y为单元格x、y方向的平均渗透率，m²；u、v为x、y方向的流速，m/s；μ为流体粘度；φ为单元格内平均孔隙度，无因次；c_l为流体压缩系数，Pa^-1；ρ为流体密度，kg/m³；k_nf为天然裂缝渗透率，m²；w_nf为天然裂缝宽度，m。

其中，为模拟水平井动态钻进过程，边界条件在水平井位置处设置为定压边界，入口边界范围从模型左边入口开始以等于钻速的速度向模型右侧移动，入口处压力则设置为钻井设计井底压力。

S3、基于流体流速计算结果计算泥浆固相浓度分布，公式如下：

式中，C为由钻井液固相浓度，mol/m³；D_e为泥浆固相扩散系数，m²/s；t为时间，x、y分别是单元格的x、y方向。