一种水平井水平段相对出砂亏空剖面预测及防砂分段分级方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN108331574A(43)申请公布日2018.07.27(21)申请号201810013090.6(22)申请日2018.01.08(71)申请人中国石油大学（华东）地址266580山东省青岛市黄岛区长江西路66号(72)发明人董长银周玉刚闫切海刘永红尚校森李志芬钟奕昕(74)专利代理机构济南金迪知识产权代理有限公司37219代理人杨树云(51)Int.Cl.E21B47/00(2012.01)权利要求书3页说明书8页附图3页(54)发明名称一种水平井水平段相对出砂亏空剖面预测及防砂分段分级方法(57)摘要本发明涉及一种水平井水平段相对出砂亏空剖面预测及防砂分段分级方法，包括：S1：计算储层岩石力学参数沿水平井水平段的分布；S2：预测水平井水平段出砂临界生产压差分布；S3：计算水平段各点的实际井底流压，以及水平段各点的实际生产压差；标定井底流压即水平段根端位置的井底流压；S4：计算得到出砂净压差，进行无量纲化计算得到出砂强度指数；S5：绘制水平井相对出砂剖面图，划分出砂亏空程度等级，并实现出砂程度的分段；S6：决定分段分级防砂的分段分级方案。本发明通过相对出砂剖面预测指导分段分级防砂，解决水平井笼统防砂的盲目性强、防砂效果差的问题，降低了防砂作业的成本，保证水平井长期稳定生产，提高经济效益。CN108331574ACN108331574A权利要求书1/3页1.一种水平井水平段相对出砂亏空剖面预测及防砂分段分级方法，其特征在于，包括：S1：计算储层岩石力学参数沿水平井水平段的分布，储层岩石力学参数包括动态泊松比、静态泊松比、动态弹性模量、单轴抗压强度、内聚力以及内摩擦角；S2：根据储层岩石力学参数及地应力分布，预测水平井水平段出砂临界生产压差分布；S3：根据地层静压和标定井底流压，以及水平段流动压降计算模型，计算水平段各点的实际井底流压，以及水平段各点的实际生产压差；标定井底流压即水平段根端位置的井底流压；S4：定义出砂净压差为实际生产压差与出砂临界生产压差的差值，计算得到出砂净压差，进行无量纲化计算得到出砂强度指数；S5：绘制水平井相对出砂剖面图，划分出砂亏空程度等级，并实现不同等级出砂程度的分段；S6：根据出砂程度等级决定分段分级防砂的分段分级方案。2.根据权利要求1所述的一种水平井水平段相对出砂亏空剖面预测及防砂分段分级方法，其特征在于，所述步骤S1中，动态泊松比的计算公式如式(Ⅰ)所示：式(Ⅰ)中，μd—岩石的动态泊松比，无量纲；Δth—横波时差，μs/m；Δtv—纵波时差，μs/m；静态泊松比的计算公式如式(Ⅱ)所示：μ＝A·μd+B(II)式(Ⅱ)中，μ—岩石的静态泊松比，无量纲；A、B—经验系数，通过实测数据拟合得到，无量纲；A＝0.38，B＝0.082；动态弹性模量的计算公式如式(Ⅲ)所示：3式(Ⅲ)中，Ed—岩石的动态弹性模量，MPa；ρr—地层岩石密度，kg/m；单轴抗压强度的计算公式如式(Ⅳ)所示：σc＝[C·(1-VCL)+D·VCL]·Ed(Ⅳ)式(Ⅳ)中，σc—岩石单轴抗压强度，MPa；C、D—为经验拟合系数，C＝0.00459，D＝0.00816；VCL—泥质含量，小数；内聚力的计算公式如式(Ⅴ)所示：式(Ⅴ)中，C0—内聚力，c/MPa；内摩擦角的计算公式如式(Ⅵ)所示：φf＝36.545-0.4952C0(Ⅵ)式(Ⅵ)中，φf—岩石内摩擦角，rad。2CN108331574A权利要求书2/3页3.根据权利要求1所述的一种水平井水平段相对出砂亏空剖面预测及防砂分段分级方法，所述步骤S2，出砂临界生产压差的计算公式如式(Ⅶ)所示：式(Ⅶ)中，△Pc—出砂临界生产压差，MPa；C0—岩石内聚力，MPa；μ—岩石的静态泊松比，无量纲；σze—外边界处的垂向应力，MPa；β—比奥特常数，无量纲；α—失效角，rad；Pr—地层静压，MPa。4.根据权利要求1所述的一种水平井水平段相对出砂亏空剖面预测及防砂分段分级方法，所述步骤S3，水平段各点的实际井底流压的计算公式如式(Ⅷ)所示，水平段各点的实际生产压差的计算公式如式(Ⅸ)所示：Pwf(i)＝Pwf0+ΔPw(i)(Ⅷ)ΔP(i)＝Pr-Pwf(i)(Ⅸ)式(Ⅷ)、(Ⅸ)中，Pwf0—标定井底流压，MPa；ΔPw(i)—第i点的压力与根端压力之差，MPa；i是水平井水平段按照长度计算的任一分段，1≤i≤I；分段总数I等于水平井水平段总长度除以分段长度，分段长度为1-3m；根据井筒多相流模型计算得到；Pwf(i)—第i点实际井底流压，MPa；Pr—地层静压，MPa；ΔP(i)—第i点的实际生产压差，MPa。5.根据权利要求1所述的一种水平井水平段相对出砂亏空剖面预测及防砂分段分级