一種考慮地層各向異性的水平井產能預測方法技術

本發明專利技術提供一種考慮地層各向異性的水平井產能預測新方法，首先劃分水平井泄油區域，在忽略水平井筒內壓降條件下，根據水平井滲流理論，水平井泄油區域是以水平井兩端點為焦點的橢圓形或者是直線供給區域，因此將水平井泄油區域劃分為如下三個部分：兩個半圓和中間部分；利用保角變換法計算中間部分產量和兩端兩個半圓部分產量；然后合并中間部分產量和兩端兩個半圓部分產量，最終得到橢圓形泄油區域總產量。本發明專利技術相對現有技術其計算方法可靠，誤差小。

A new method for productivity prediction of horizontal wells considering formation anisotropy

The present invention provides a new prediction method considering anisotropy of horizontal wells, the first division of horizontal well drainage area, ignoring the pressure drop in the horizontal wellbore conditions, according to the horizontal seepage theory, horizontal well drainage area is in horizontal well and ends as the focus of the oval or straight line feeding area, so the level of well drainage area is divided into three parts as follows: two a and the middle part; and both ends of the middle part of the calculation of yield two semicircular parts production by using conformal transformation method; then combined output and the middle part of the two semicircular ends part production, finally get the oval drainage area total output. Compared with the prior art, the invention has reliable calculation method and little error.

【技術實現步驟摘要】
一種考慮地層各向異性的水平井產能預測新方法
本專利技術屬于水平井產能預測
，具體涉及一種考慮地層各向異性的水平井產能預測新方法。
技術介紹
人們對轉子時間常數辨識進行了深入的研究，取得了大量成果。總體而言，采用在線辨識的方案中，電機處于運動狀態，此時常運用模型參考自適應律、線性或非線性最小二乘法等方法直接得到轉子時間常數，算法復雜，計算量較大。采用離線辨識的方案中，有的通過信號激勵，辨識全部的電機參數，間接計算轉子時間常數；有的通過數學計算方法直接根據響應信號計算轉子時間常數。離線辨識方案中，可分為動態和靜態辨識。在許多應用場合中，不允許電機在參數辨識階段就開始運動，限制了動態辨識方法的應用范圍。而采用靜態辨識時，辨識結果的準確度往往不足。水平井產能預測目前仍然是備受關注的研究課題之一。對于一個油田，地層原油粘度一般不會發生變化，屬于常量，而地層滲透率不僅不同方向上可能不一致，而且較易發生變化。油井產能預測是否準確與油層的滲透率有著密切的關系，而一般的油層由于沉積環境、物質供應、水動力條件、成巖作用等影響，使油儲層的不同部位，在巖性、物性、產狀、內部結構等方面都存在顯著的差異，即油層存在非均質性。油層非均質性的存在使得油層各向滲透率存在差異，而油層各向滲透率差異給油井產能預測帶來了較大麻煩，針對此問題，人們探索總結出了不少處理方法來計算油層的平均滲透率，有幾何平均、算術平均、調和平均，簡單介紹如下。幾何平均：或算術平均：K＝(Kh+Kv)/2(3-3)調和平均：K＝2KhKv/(Kh+Kv)(3-4)其中：K為平均滲透率；Kv為垂向滲透率；Kh為水平滲透率；Kx，Ky，Kz分別為三維坐標中x，y，z軸方向的滲透率。上述方法是最常見的幾種計算平均滲透率的方法，在產能預測中用的較多的是幾何平均。在油井生產過程中由于井底流壓低于地層壓力，會在油井周圍形成一個泄油區域(或泄油面積)，確切地說形成的是一個泄油體積，因此，經常選擇二維或三維幾何平均來計算油井生產體積的平均滲透率大小。實質上滲透率都是針對某一個方向來說的，例如對于直井，如果水平面兩個方向滲透率相等，那么油井滲流為平面向心流，平均滲透率為平面平均滲透率，與油層垂向滲透率無關；而對于水平井，因其位于油層中部，如果油層具有一定高度，則水平井滲流產量來自于一個近似橢球面，滲流方向為三維空間坐標方向，流線方向滲透率不僅與x，y，z軸方向的滲透率均有關，而且與各個方向的距離有關，所以水平井產能預測時采用的平均滲透率使用上述方法進行計算均不適合。對于直井，x，y方向滲透率為Kx，Ky，若兩個方向滲透率不相等，穩態流動可能形成兩種情況：(1)形成橢圓形泄油區域；(2)到達供給邊界形成圓形泄油區域。若穩態流動形成如圖1所示平面泄油區域，是一個橢圓區域，邊界壓力相等，沿橢圓一周流入圓心的流速相等，根據巖心滲透實驗規律式：可知因為沿橢圓一周流入圓心的流速相等，橢圓平面的產量等效于一個半徑為Rex，滲透率為Kx的平面向心流的產量，如圖2所示，或者一個半徑為Rey，滲透率為Ky的平面向心流的產量，或者為任一方向的一個泄油半徑為Re，滲透率為這一個方向上滲透率K的平面向心流的產量，不影響油井產量的計算結果。同理，對于空間中一個點匯產生的橢球面向心流動也可以采用類似的計算方法預測產量，預測產量時可以從任何方向上計算產量，不影響油井產量的計算結果。因此，現有技術中采用幾何平均、算術平均、調和平均計算平均滲透率，再用平均滲透率計算油井產量可能會帶來較大誤差。故現有技術有待改進和發展。
技術實現思路
針對現有技術的不足，本專利技術要解決的技術問題是提供一種誤差小的考慮地層各向異性的水平井產能預測新方法。本專利技術所采用的技術方案具體包括以下步驟：步驟1，劃分水平井泄油區域；在忽略水平井筒內壓降條件下，根據水平井滲流理論，水平井泄油區域是以水平井兩端點為焦點的橢圓形或者是直線供給區域，因此將水平井泄油區域劃分為如下三個部分：兩個半圓和中間部分；步驟2，利用保角變換法計算中間部分產量和兩端兩個半圓部分產量；首先假設垂向滲透率小于水平滲透率，根據平面向心流產量公式可知，各向異性平面圓形泄油區域的產量為：根據球形空間點匯產量計算方法可知：對中間部分產量進行計算：中間部分經過翻轉，可以看作兩端平均泄油邊界為Re，且上下封閉的地層中一口生產直井，將厚度為h的油層平面z，通過的保角變換，將z的右半平面轉換為w平面，z＝x+yi的極坐標表示為：z＝|z|eiα＝|z|(cosα+isinα)(3-37)則w平面為：因為的變換范圍是(-π,π)，因此對于某一x值時，θ的變換范圍在w平面內為一周；則求ρw為：z平面圓心，變換到w平面后，在w平面中(1，0)處，即可近似看作z右半平面一口井的產量變換到w平面一口偏心井的產量，根據偏心井產量計算公式，得到油井產量為：那么整個z平面，且根據式(3-6)考慮平面各向異性的產量為：長度為L的水平井產量為：上述公式中：q為產量；kh為水平滲透率；kv為垂向滲透率；L為水平段長度；Re為平均泄油半徑；rw為油井半徑；h為油層的含油高度；μ為地面原油粘度；B為體積系數；ρe為W平面泄油半徑；ρw為W平面井筒半徑；pe為地層壓力；pw為井底流壓；對其它兩部分的產量進行計算：將其中一個半圓劃分成內阻和外阻兩個部分，其中內阻為一個半球，外阻為剩下部分；則外阻滿足平面向心流動，將兩端部分合成一個部分，滿足：即：內阻滿足球面向心流動，假設水平方向滲透率較大，根據式(3-11)可得：其中p2為分界線上的壓力；即：聯立(3-29)(3-31)可得：得：其中Δp-生產壓差，Δp＝pe-pw。步驟3，合并中間部分產量和兩端兩個半圓部分產量，最終得到橢圓形泄油區域總產量。作為優選，為了防止泄油邊界取的過大或過小，取R'e為橢圓焦點對應y軸上的值，即：即得橢圓形泄油區域總產量為：其中作為優選，所述步驟2中，若假設垂向滲透率大于水平滲透率，根據平面向心流產量公式可知，各向異性平面圓形泄油區域的產量為：球形空間點匯產量計算方法為：與現有技術相比，本專利技術具有以下優點：通過上述算法，本專利技術的水平井預測方法較現有技術可靠，誤差小。附圖說明圖1為平面各向異性橢圓泄油區域；圖2等效平面各向同性圓泄油區域；圖3為平面各向異性圓泄油區域；圖4為等效平面各向同性橢圓泄油區域；圖5為各向同性平面等效圓泄油區域；圖6為平面各向異性油層任一方向滲透率；圖7為空間各向異性油層任一方向滲透率；圖8為水平井橢圓形泄油區域示意圖；圖9為水平井中間區域側視圖；圖10為上下封閉邊界直井內阻外阻劃分示意圖；圖11為上下封閉邊界直井流動規律示意圖；圖12為水平井泄油區域左半區域示意圖；圖13為水平井泄油區域左半區域俯視圖；圖14為水平井側視圖建立z平面坐標圖；圖15為z平面中一口油井轉換為w平面中一口油井示意圖；圖16為砂堆積層的滲透率為12000mD時，XXX-1井不同方法計算得到的IPR曲線圖；圖17為砂堆積層的滲透率為15000mD時，XXX-1井不同方法計算得到的IPR曲線圖；圖18為砂堆積層的滲透率為190000mD時，XXX-2井不同方法計算的IPR曲線圖；圖19為砂堆積層的滲透率為200000mD時，XXX-2井不本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種考慮地層各向異性的水平井產能預測新方法，其特征在于：包括以下步驟：步驟1，劃分水平井泄油區域；在忽略水平井筒內壓降條件下，根據水平井滲流理論，水平井泄油區域是以水平井兩端點為焦點的橢圓形或者是直線供給區域，因此將水平井泄油區域劃分為如下三個部分：兩個半圓和中間部分；步驟2，利用保角變換法計算中間部分產量和兩端兩個半圓部分產量；步驟3，合并中間部分產量和兩端兩個半圓部分產量，最終得到橢圓形泄油區域總產量。

【技術特征摘要】
1.一種考慮地層各向異性的水平井產能預測新方法，其特征在于：包括以下步驟：步驟1，劃分水平井泄油區域；在忽略水平井筒內壓降條件下，根據水平井滲流理論，水平井泄油區域是以水平井兩端點為焦點的橢圓形或者是直線供給區域，因此將水平井泄油區域劃分為如下三個部分：兩個半圓和中間部分；步驟2，利用保角變換法計算中間部分產量和兩端兩個半圓部分產量；步驟3，合并中間部分產量和兩端兩個半圓部分產量，最終得到橢圓形泄油區域總產量。2.根據權利要求1所述的一種考慮地層各向異性的水平井產能預測新方法，其特征在于：所述步驟2中具體為：首先假設垂向滲透率小于水平滲透率，根據平面向心流產量公式可知，各向異性平面圓形泄油區域的產量為：根據球形空間點匯產量計算方法可知：對中間部分產量進行計算：中間部分經過翻轉，可以看作兩端平均泄油邊界為Re，且上下封閉的地層中一口生產直井，將厚度為h的油層平面z，通過的保角變換，將z的右半平面轉換為w平面，z＝x+yi的極坐標表示為：z＝|z|eiα＝|z|(cosα+isinα)(3-37)則w平面為：因為的變換范圍是(-π,π)，因此對于某一x值時，θ的變換范圍在w平面內為一周；則求ρw為：z平面圓心，變換到w平面后，在w平面中(1，0)處，即可近似看作z右半平面一口井的產量變換到w平面一口偏心井的產量，根據偏心井產量計算公式，得到油井產量為：那么整個z平面，且根據式(3-6)考慮平面各向異性的產量為：

【專利技術屬性】
技術研發人員：羅威，廖銳全，李軍亮，劉自龍，張昭，
申請(專利權)人：長江大學，
類型：發明
國別省市：湖北,42