[发明专利]一种深层稠油泡沫油降粘吞吐井生产参数的计算方法

摘要

本发明公开了一种深层稠油泡沫油降粘吞吐井生产参数的计算方法：本发明的深层稠油泡沫油降粘吞吐井生产参数的计算方法，根据聚集法室内物理模拟实验确定的降压速度、生成压力范围和溶解气油比的条件，通过分别推导建立油层中和井筒中泡沫油能够稳定存在的参数计算公式，并计算分析不同生产压差下的泡沫油稳定存在的位置，从而得出日液量等泡沫油降粘吞吐井生产参数，以用于指导生产。本发明的方法，能够确保流体在生产过程中连续稳定地保持泡沫油形态，从而保持粘度较低的状态采出，达到降粘和增油的效果，避免在地层中已形成的泡沫油进入井筒举升等过程出现气体析出、泡沫油破灭原油再次变稠等现象。

主权项

1.一种深层稠油泡沫油降粘吞吐井生产参数的计算方法，其特征在于：所述生产参数为日液量、产液强度、井底动力、动液面、沉没度、挂泵深度中的任意一种或两种以上；包括以下步骤：(1)建立泡沫油生成模型：为最大程度模拟再现地层条件下泡沫油的产生过程，模型的制备条件为：①采用CO2作为溶解气气源；②采用细丝网填充高压装置,形成多孔介质以制备更为稳定的泡沫油；③溶气压力和时间:10MPa和6h；④溶气温度:50℃；⑤压力衰竭速率:快速泄压；模型中所需的已知条件有：①模型中流体的流动为稳定渗流；②模型中岩石和液体的压缩忽略不计；③气体在液体中均匀溶解或析出，且液体的粘度均匀变化；(2)根据泡沫油的生成条件，计算油层中能够生成泡沫油的最低日液量：流体在油层中与油管中心线之间的距离为r处的最小降压速度J＝0.08MPa/min，计算最低日液量Qr：假设条件：①油层中流体的流动为稳定渗流；②岩石和流体均为刚性不可压缩；③气体在液体中均匀溶解或析出，且液体的粘度均匀变化。则降压速度为：流体在半径r处的流动速度为：流体在半径r处流经的截面积S为：S＝2πr·h                                   (3)流体在半径r处的压力梯度为：根据平面径向流压力分布公式可得：其中，re为泄油半径，计算公式为：根据式(1)～(7)，整理得最低日液量计算公式为：其中：Qr——油层中与油管中心线之间的距离为r处的最低日液量，m3/d；J——降压速度，MPa/d；此处即为最小降压速度J＝0.08MPa/min，转换单位得：J＝0.08MPa/min＝115.2MPa/d；r——平面径向流中，流体与油管中心线之间的距离，m；△r——半径r处的变化量，m；该变化量值应为一个较小值，来近似反应距离的细微变化，此处取△r＝0.1mm＝0.0001m；h——油层厚度，m；Pe——泄油半径处的压力，MPa，即为油藏压力；Pw——井底压力，MPa；K——渗透率，10‑3μm2；μo——地层条件下的原油粘度，mPa·s；由于μo是用来计算泄油半径，因此不能用稳定泡沫油的粘度，而应该使用原始的原油粘度值；v——流体的流动速度，m/s；re——泄油半径，m；rw——井筒套管半径，m；一般情况下，rw＝0.889m；△P——流体流过△r时压力的变化量，MPa；S——流体在半径r处流经的截面积，m2；P(r+△r)——流体在(r+△r)处的压力值，MPa；Pr——流体在r处的压力值，MPa；(3)根据泡沫油的生成条件，计算井筒中能够生成泡沫油的最低日液量：流体在井筒举升过程中的最小降压速度J＝0.08MPa/min，计算井筒中能够生成泡沫油的最低日液量Qg：假设条件：①流体为刚性不可压缩；②流体密度近似等于水的密度；则在举升过程中，流体每上升1m，压力变化0.01MPa，即：压力梯度△P/△H＝0.01MPa/m；根据式(1)和式(2)可得：其中，Qg——井筒中能够生成泡沫油的最低日液量，m3/d；S——井筒的截面积，m2；可根据S＝π·rw2计算；rw为井筒套管半径，m；一般情况下，rw＝0.889m；J——降压速度，MPa/d；此处即为最小降压速度J＝0.08MPa/min，转换单位得：J＝0.08MPa/min＝115.2MPa/d；△P/△H——压力梯度，MPa/m；已知的固定值，取0.01MPa/m；(4)比较油层中能够生成泡沫油的最低日液量、井筒中能够生成泡沫油的最低日液量的大小，保留其中较大值作为最低日液量有效值以确保生产全过程形成稳定泡沫油，并计算产液强度：保留其中较大值作为最低日液量有效值Qx，即：Qx＝{Qr，Qg}max  (10)得出计算产液强度公式：产液强度＝日液量/油层厚度  (11)。