一種自噴井停噴時(shí)間預(yù)測(cè)方法及油嘴大小優(yōu)化方法技術(shù)

本發(fā)明專(zhuān)利技術(shù)公開(kāi)了一種自噴井停噴時(shí)間預(yù)測(cè)方法及油嘴大小優(yōu)化方法，本發(fā)明專(zhuān)利技術(shù)停噴時(shí)間的預(yù)測(cè)充分考慮了油藏、井筒、井口及流體物性參數(shù)的時(shí)變影響，在此基礎(chǔ)上獲得的油井油嘴大小是針對(duì)該井實(shí)際生產(chǎn)動(dòng)態(tài)預(yù)測(cè)實(shí)現(xiàn)優(yōu)化目標(biāo)的最優(yōu)油嘴大小(在累產(chǎn)油最多的基礎(chǔ)上獲得最長(zhǎng)的自噴采油期)。本發(fā)明專(zhuān)利技術(shù)克服了傳統(tǒng)方法中將井筒和油藏參數(shù)考慮為靜態(tài)參數(shù)而無(wú)法對(duì)自噴井動(dòng)態(tài)分析進(jìn)行長(zhǎng)期預(yù)測(cè)的缺點(diǎn)，同時(shí)克服了油井自噴期油嘴大小調(diào)整依賴(lài)人的經(jīng)驗(yàn)、人工工作量大的缺點(diǎn)。缺點(diǎn)。

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
一種自噴井停噴時(shí)間預(yù)測(cè)方法及油嘴大小優(yōu)化方法


[0001]本專(zhuān)利技術(shù)涉及石油開(kāi)采
，具體涉及一種自噴井停噴時(shí)間預(yù)測(cè)方法及油嘴大小優(yōu)化方法。

技術(shù)介紹

[0002]對(duì)自噴井停噴時(shí)間進(jìn)行預(yù)測(cè)并結(jié)合生產(chǎn)需要對(duì)油井生產(chǎn)制度進(jìn)行優(yōu)化，優(yōu)化后的單井生產(chǎn)制度能夠使該井延長(zhǎng)自噴采油期或使得自噴采油期間單井累產(chǎn)油最大，而油田早期開(kāi)發(fā)時(shí)，地層能量充足，油井能形成自噴，隨著采出程度增加，地層壓力下降，含水上升，自噴井就會(huì)停噴，這時(shí)就需要采用合理的人工舉升辦法采油。對(duì)自噴井噴時(shí)間進(jìn)行科學(xué)預(yù)測(cè)，可為調(diào)整舉升模式及確保正常運(yùn)行等提供支撐，同時(shí)在油田生產(chǎn)和外輸限制等實(shí)際生產(chǎn)條件下，分析對(duì)油井停噴時(shí)間進(jìn)行準(zhǔn)確預(yù)測(cè)，優(yōu)化油井工作在制度以避免油井過(guò)早停噴，在油田開(kāi)發(fā)方案設(shè)計(jì)初期及投產(chǎn)后油藏動(dòng)態(tài)分析中都具有重要意義。
[0003]目前國(guó)內(nèi)外對(duì)自噴井停噴時(shí)間預(yù)測(cè)的主要方法有：最小井底流壓法、最小井口油壓法和最小地層壓力預(yù)測(cè)法。
[0004]對(duì)于最小地層壓力法：在地層壓力預(yù)測(cè)、油藏能量變化及管流模型選擇方面均存在不確定性。楊軍征(2019)的《哈法亞油田自噴井停噴時(shí)間預(yù)測(cè)方法研究》基于多相管流和節(jié)點(diǎn)分析技術(shù)、同時(shí)考慮含水率和地層壓力變化進(jìn)行自噴井停噴時(shí)間預(yù)測(cè)，該方法將油井地層壓力考慮為與時(shí)間的線性關(guān)系，且在停噴地層壓力預(yù)測(cè)中僅考慮了含水的變化，未考慮油井的產(chǎn)量及流體物性變化。
[0005]對(duì)于最小井底流壓法：在管流公式、模型的選擇等方面均存在不確定性，油藏?cái)?shù)據(jù)、資料的缺少和數(shù)值模擬結(jié)果的不準(zhǔn)確將會(huì)直接影響到預(yù)測(cè)結(jié)果。黃炳光(1997)在《實(shí)用油藏工程與動(dòng)態(tài)分析方法》中考慮含水率、流體密度、原油體積系數(shù)、油層深度、脫氣點(diǎn)深度、摩阻系數(shù)和原油飽和壓力，建立了適合于我國(guó)油藏的直井停噴流壓計(jì)算經(jīng)驗(yàn)式，結(jié)合井底流壓的預(yù)測(cè)對(duì)停噴時(shí)間進(jìn)行計(jì)算。該方法采用經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算直井停噴流壓，經(jīng)驗(yàn)式的應(yīng)用受到較大限制，且在井底流壓預(yù)測(cè)基于特定時(shí)期的生產(chǎn)趨勢(shì)，對(duì)較長(zhǎng)時(shí)期的預(yù)測(cè)存在較大的不確定性。劉想平的《用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)建立自噴井井底流壓預(yù)測(cè)模型》和龔晶晶的《BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)在自噴井井底流壓預(yù)測(cè)中的應(yīng)用》利用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)具有的高度非線性映射能力，通過(guò)訓(xùn)練油嘴、深度、產(chǎn)油量、產(chǎn)氣量、產(chǎn)水量、油壓套壓和原油密度等特征參數(shù)和井底壓力的實(shí)測(cè)值的關(guān)系，對(duì)井底壓力進(jìn)行預(yù)測(cè)，該方法依賴(lài)于訓(xùn)練樣本的質(zhì)量和數(shù)量，且難以建立井底壓力預(yù)測(cè)和停噴時(shí)間預(yù)測(cè)的關(guān)系。
[0006]對(duì)于最小井口壓力法：只適用于特定油嘴尺寸的情況。王青華的《伊拉克Ahdeb油田停噴時(shí)間預(yù)測(cè)》考慮在油嘴尺寸不變的情況下，井口油壓隨時(shí)間呈指數(shù)式下降，通過(guò)擬合井口壓力下降趨勢(shì)得出油井停噴時(shí)間。由于井口壓力受到配產(chǎn)影響，考慮為指數(shù)式遞減的方法并不典型。
[0007]因此對(duì)于自噴井停噴時(shí)間預(yù)測(cè)上述方式均無(wú)法對(duì)自噴井動(dòng)態(tài)分析進(jìn)行長(zhǎng)期預(yù)測(cè)，以及無(wú)法克服油井自噴期油嘴大小調(diào)整依賴(lài)人的經(jīng)驗(yàn)、人工工作量大的缺點(diǎn)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

[0008]本專(zhuān)利技術(shù)的目的在于提供一種自噴井停噴時(shí)間預(yù)測(cè)方法及油嘴大小優(yōu)化方法，本方法充分考慮地層壓力、含水率、氣油比、流體物性、油管摩阻及產(chǎn)能指數(shù)等的影響，在考慮時(shí)變流入動(dòng)態(tài)曲線和時(shí)變沿程壓力損失的基礎(chǔ)上，預(yù)測(cè)當(dāng)前油嘴下油井的停噴時(shí)間，結(jié)合自噴期時(shí)間最長(zhǎng)和單井累產(chǎn)油目標(biāo)，自動(dòng)獲取優(yōu)化的油井生產(chǎn)油嘴大小，既克服了傳統(tǒng)方法中將井筒和油藏參數(shù)考慮為靜態(tài)參數(shù)而無(wú)法對(duì)自噴井動(dòng)態(tài)分析進(jìn)行長(zhǎng)期預(yù)測(cè)的缺點(diǎn)，又同時(shí)克服了油井自噴期油嘴大小調(diào)整依賴(lài)人的經(jīng)驗(yàn)、人工工作量大的缺點(diǎn)。
[0009]為達(dá)到上述技術(shù)目的，本專(zhuān)利技術(shù)通過(guò)下述技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：
[0010]一種自噴井停噴時(shí)間預(yù)測(cè)方法，包括如下步驟：
[0011](1)對(duì)不同時(shí)刻油井壓力測(cè)試數(shù)據(jù)進(jìn)行擬合，得到不同測(cè)試時(shí)刻井筒與流體性質(zhì)的不確定參數(shù)U
i
，i＝1,2,...,i,...k，k為測(cè)試總次數(shù)；
[0012](2)根據(jù)步驟(1)中得到的不同測(cè)試時(shí)刻的不確定參數(shù)擬合值，分析累計(jì)產(chǎn)油量和不確定參數(shù)間的關(guān)系，建立目標(biāo)井不確定參數(shù)預(yù)測(cè)模型；
[0013](3)根據(jù)物質(zhì)平衡原理，建立地層壓力與累產(chǎn)液量間的回歸模型，用于油井地層壓力的計(jì)算和預(yù)測(cè)；
[0014](4)結(jié)合目標(biāo)井不確定參數(shù)預(yù)測(cè)模型以及油井實(shí)際生產(chǎn)數(shù)據(jù)，進(jìn)行不同時(shí)刻的油井井底壓力的準(zhǔn)確計(jì)算，再結(jié)合油井地層壓力實(shí)時(shí)預(yù)測(cè)，計(jì)算油井歷史產(chǎn)能指數(shù)，并建立油井產(chǎn)能指數(shù)預(yù)測(cè)模型；
[0015](5)結(jié)合油井含水率歷史數(shù)據(jù)，建立回歸方程獲得油井含水率預(yù)測(cè)模型；
[0016](6)結(jié)合步驟(2)、(3)、(4)以及(5)中得到的預(yù)測(cè)模型，建立不同累產(chǎn)下的油井流入動(dòng)態(tài)模型，用于計(jì)算不同累計(jì)采油量下油井井底壓力，再結(jié)合井筒和流體性質(zhì)不確定參數(shù)建立不同累產(chǎn)下的油井井口壓力預(yù)測(cè)模型，用于計(jì)算相應(yīng)累計(jì)采油量下不同產(chǎn)油量下的油井井口壓力，以及結(jié)合油嘴嘴流模型，求解停噴時(shí)間預(yù)測(cè)模型，用于獲取油井停噴時(shí)間。
[0017]進(jìn)一步地，上述步驟(1)中所述不同時(shí)刻油井壓力測(cè)試數(shù)據(jù)包括壓力剖面W
ip
、溫度剖面W
it
和流體密度剖面W
id
，所述步驟(1)還包括井筒剖面計(jì)算模型F1，通過(guò)井筒剖面計(jì)算模型F1建立確定性參數(shù)P
i
，并通過(guò)如下貝葉斯優(yōu)化公式對(duì)不同測(cè)試時(shí)刻井筒與流體性質(zhì)的不確定參數(shù)U
i
進(jìn)行優(yōu)化調(diào)整：
[0018][0019]其中：ω
p
、ω
t
、ω
d
分別為壓力剖面、溫度剖面和流體密度剖面的擬合損失函數(shù)權(quán)重；分別表示在第i次測(cè)試中，給定的參數(shù)P
i
和U
i
，根據(jù)F1模型計(jì)算得到的壓力剖面、溫度剖面、流體密度剖面。
[0020]進(jìn)一步地，將上述優(yōu)化后的不確定參數(shù)U
i
和第i次測(cè)試時(shí)累計(jì)產(chǎn)油量NP
i
(i＝1，2，...，i，...k)進(jìn)行擬合，獲得所述目標(biāo)井不確定參數(shù)預(yù)測(cè)模型為U＝F2(NP)其中F2(
·
)為通過(guò)回歸方程獲得的累計(jì)產(chǎn)油量NP與不確定性參數(shù)U
i
的函數(shù)。
[0021]進(jìn)一步地，所述步驟(3)中地層壓力與累產(chǎn)液量間的回歸模型如下式：
[0022][0023]其中m通過(guò)油井實(shí)際生產(chǎn)數(shù)據(jù)擬合方程獲得；為平均地層壓力，單位psi；p
i
為初始地層壓力，單位psi；r
e
為井控半徑，單位m；φ為孔隙度，無(wú)量綱；h為射孔厚度，單位m；c
t
為綜合壓縮系數(shù)，單位1/Mpa，p
wf
為井底流壓，單位psi。
[0024]進(jìn)一步地，根據(jù)不確定參數(shù)預(yù)測(cè)模型U＝F2(NP)與確定的實(shí)時(shí)生產(chǎn)參數(shù)通過(guò)井筒剖面計(jì)算模型F1獲得油井井底流壓歷史數(shù)據(jù)再結(jié)合地層壓力與累產(chǎn)液量間的回歸模型和實(shí)際產(chǎn)油量數(shù)據(jù)計(jì)算油井實(shí)時(shí)產(chǎn)能指數(shù)獲得產(chǎn)能指數(shù)預(yù)測(cè)模型P
I
＝F3(NP)其中P
I
為產(chǎn)能指數(shù)，單位m3/d
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【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】

【技術(shù)特征摘要】
1.一種自噴井停噴時(shí)間預(yù)測(cè)方法，其特征在于，包括如下步驟：(1)對(duì)不同時(shí)刻油井壓力測(cè)試數(shù)據(jù)進(jìn)行擬合，得到不同測(cè)試時(shí)刻井筒與流體性質(zhì)的不確定參數(shù)U
i
，i＝1,2,...,i,...k，k為測(cè)試總次數(shù)；(2)根據(jù)步驟(1)中得到的不同測(cè)試時(shí)刻的不確定參數(shù)擬合值，分析累計(jì)產(chǎn)油量和不確定參數(shù)間的關(guān)系，建立目標(biāo)井不確定參數(shù)預(yù)測(cè)模型；(3)根據(jù)物質(zhì)平衡原理，建立地層壓力與累產(chǎn)液量間的回歸模型，用于油井地層壓力的計(jì)算和預(yù)測(cè)；(4)結(jié)合目標(biāo)井不確定參數(shù)預(yù)測(cè)模型以及油井實(shí)際生產(chǎn)數(shù)據(jù)，進(jìn)行不同時(shí)刻的油井井底壓力的準(zhǔn)確計(jì)算，再結(jié)合油井地層壓力實(shí)時(shí)預(yù)測(cè)，計(jì)算油井歷史產(chǎn)能指數(shù)，并建立油井產(chǎn)能指數(shù)預(yù)測(cè)模型；(5)結(jié)合油井含水率歷史數(shù)據(jù)，建立回歸方程獲得油井含水率預(yù)測(cè)模型；(6)結(jié)合步驟(2)、(3)、(4)以及(5)中得到的預(yù)測(cè)模型，建立不同累產(chǎn)下的油井流入動(dòng)態(tài)模型，用于計(jì)算不同累計(jì)采油量下油井井底壓力，再結(jié)合井筒和流體性質(zhì)不確定參數(shù)建立不同累產(chǎn)下的油井井口壓力預(yù)測(cè)模型，用于計(jì)算相應(yīng)累計(jì)采油量下不同產(chǎn)油量下的油井井口壓力，以及結(jié)合油嘴嘴流模型，求解停噴時(shí)間預(yù)測(cè)模型，用于獲取油井停噴時(shí)間。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種自噴井停噴時(shí)間預(yù)測(cè)方法，其特征在于，所述不同時(shí)刻油井壓力測(cè)試數(shù)據(jù)包括壓力剖面W
ip
、溫度剖面W
it
和流體密度剖面W
id
，所述步驟(1)還包括井筒剖面計(jì)算模型F1，通過(guò)井筒剖面計(jì)算模型F1確定確定性參數(shù)P
i
，并通過(guò)如下貝葉斯優(yōu)化公式對(duì)不同測(cè)試時(shí)刻井筒與流體性質(zhì)的不確定參數(shù)U
i
進(jìn)行優(yōu)化調(diào)整：其中：ω
p
、ω
t
、ω
d
分別為壓力剖面、溫度剖面和流體密度剖面的擬合損失函數(shù)權(quán)重；分別表示在第i次測(cè)試中，給定的參數(shù)P
i
和U
i
，根據(jù)F1模型計(jì)算得到的壓力剖面、溫度剖面、流體密度剖面。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種自噴井停噴時(shí)間預(yù)測(cè)方法，其特征在于，通過(guò)對(duì)不確定參數(shù)U
i
和第i次測(cè)試時(shí)累計(jì)產(chǎn)油量NP
i
(i＝1,2,...,i,...k)進(jìn)行擬合，獲得所述目標(biāo)井不確定參數(shù)預(yù)測(cè)模型為U＝F2(NP)，其中F2(
·
)為通過(guò)回歸方程獲得的累計(jì)產(chǎn)油量NP與不確定性參數(shù)U
i
的函數(shù)。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種自噴井停噴時(shí)間預(yù)測(cè)方法，其特征在于，所述地層壓力與累產(chǎn)液量間的回歸模型如下式：其中m通過(guò)油井實(shí)際生產(chǎn)數(shù)據(jù)擬合方程獲得；為平均地層壓力，單位psi；p
i
為初始地層壓力，單位psi；r
e
為井控半徑，單位m；φ為孔隙度，無(wú)量綱；h為射孔厚度，單位m；c
t
為綜合壓縮系數(shù)，單位1/Mpa，p
wf
為井底流壓，單位psi。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種自噴井停噴時(shí)間預(yù)測(cè)方法，其特征在于，根據(jù)不確定參數(shù)預(yù)測(cè)模型U＝F2(NP)與確定的實(shí)時(shí)生產(chǎn)參數(shù)通過(guò)井筒剖面計(jì)算模型F1獲得油井井底流壓
歷史數(shù)據(jù)再結(jié)合地層壓力與累產(chǎn)液...

【專(zhuān)利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：王賀華，張亮，鄧睿，張博寧，鄧祺，羅毅，崔小江，武新民，張文中，李鑫，汪偉光，徐兵，米中榮，鄧云輝，
申請(qǐng)(專(zhuān)利權(quán))人：成都北方石油勘探開(kāi)發(fā)技術(shù)有限公司，
類(lèi)型：發(fā)明
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