[发明专利]一种水平井泵送射孔临界排量控制分析方法、系统及终端

说明书

本发明公开了一种水平井泵送射孔临界排量控制分析方法、系统及终端，涉及油气田开发技术领域，其技术方案要点是：获取水平井参数、射孔枪串参数和泵送液参数；依据水平井参数、射孔枪串参数和泵送液参数进行受力平衡分析后建立临界排量模型；采集射孔枪串的倾斜角度和实时泵送排量；将射孔枪串的倾斜角度输入到临界排量模型后计算得到临界泵送排量；依据实时泵送排量和临界泵送排量生成控制射孔枪串排量的调控策略。本发明综合考虑套管尺寸、泵送液的性质和射孔枪串形状的影响，能够快速、准确计算所需的最小泵送排量，即临界泵送排量，有效保证了射孔枪串在水平段相对稳定的均匀前进，同时降低了偏差调整偏差和计算量。

技术领域

本发明涉及油气田开发技术领域，更具体地说，它涉及一种水平井泵送射孔临界排量控制分析方法、系统及终端。

背景技术

页岩气、页岩油、致密油和致密气等非常规油气通常采用水平井加分段压裂技术开发，开发井均采用射孔完井，射孔时第一段采用连续油管射孔，其他各段均采用泵送射孔技术。

目前，泵送时泵送排量的精确度对于射孔枪串的运动可靠性来说至关重要，排量小则泵送液推不动射孔枪串或者枪串速度越来越小直到停止前进，排量过大则使枪串加速前行甚至拖断电缆引起井下事故。目前，传统的泵送排量是工作人员依据以往经验进行主观操作的，随着自动化、智能化控制技术的不断发展，现有技术中公开了有关于泵送射孔排量模型的相关内容，例如公告号为CN111680419A的中国专利。然而，现有的泵送射孔排量模型在实际应用时没有考虑到射孔枪串整体构造对泵送排量的影响，而且射孔枪串在实际运动时的倾斜角度并非静止不变的，导致射孔枪串在流体力学、其他环境条件影响下出现偏差频次较高，一方面难以保证射孔枪串在水平段相对稳定的均匀前进，另一方面现有的泵送射孔排量模型设计复杂，纠偏计算量大，难以实现快速响应控制。

因此，如何研究设计一种能够克服上述缺陷的水平井泵送射孔临界排量控制分析方法、系统及终端是我们目前急需解决的问题。

发明内容

为解决现有技术中的不足，本发明的目的是提供一种水平井泵送射孔临界排量控制分析方法、系统及终端，综合考虑套管尺寸、泵送液的性质和射孔枪串形状的影响，能够快速、准确计算所需的最小泵送排量，即临界泵送排量，有效保证了射孔枪串在水平段相对稳定的均匀前进。

本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：

第一方面，提供了一种水平井泵送射孔临界排量控制分析方法，包括以下步骤：

获取水平井参数、射孔枪串参数和泵送液参数；

依据水平井参数、射孔枪串参数和泵送液参数进行受力平衡分析后建立临界排量模型；

采集射孔枪串的倾斜角度和实时泵送排量；

将射孔枪串的倾斜角度输入到临界排量模型后计算得到临界泵送排量；

依据实时泵送排量和临界泵送排量生成控制射孔枪串排量的调控策略。

进一步的，所述临界排量模型为不考虑枪串浮力的第一模型。

进一步的，所述第一模型的计算公式具体为：

其中，Q_min表示临界泵送排量，m³/min；μ表示动摩擦系数，无因次；m表示射孔枪串的质量，kg；g表示重力加速度数，取值9.8N/kg；ρ表示泵送液的密度，kg/m³；d_p表示加重杆、定位器、射孔枪外径，mm；d_c表示电缆头外径，mm；D表示套管内径，mm；d_b表示桥塞外径，mm；d_bt表示桥塞工具外径，mm；θ表示射孔枪串轴线与水平井轴线之间的倾斜夹角，°。

进一步的，所述临界排量模型为考虑枪串浮力的第二模型。