一種石油領域的油田區塊模擬分析方法技術

本發明專利技術公開了一種石油領域的油田區塊模擬分析方法，包括步驟：(a)首先，模擬區塊的基本概況；(b)然后，物理模型的選取；(c)接著，計算力學參數；(d)最后，計算結果及分析。本發明專利技術能快速完成石油領域的油田區塊模擬分析，且分析結果精確，分析步驟簡單，大大分析了校正成本。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及。
技術介紹
油田的套管失效，在石油工程領域，通常被稱為套管損壞和套管變形，簡稱“套損套變”。套管失效是指在油田生產過程中由于工程、地質、生產動態變化等因素對套管產生的載荷超過套管承載能力時造成套管的變形、破裂、錯斷等損壞形式的總稱。油氣田開發過程中，特別是油氣田開發中后期的套管失效問題是目前困擾我國乃至整個世界石油工業發展的的一個痼疾。也是影響著石油工業開發、提高效益的關鍵難題之一。幾十年來，有關油氣田套管失效的研究從未間斷，各國的油田對套管失效的研究都投入了巨大的人力物力，人們從石油地質、油藏工程、材料科學與工程、巖石力學、材料力學、地質力學、滲流力學、腐蝕電化學等多學科不同的角度對套管失效的形式、套管失效產生的原因，套管失效的數值模擬、套管失效的測量方式、套管失效的機理以及套管失效的防治、修復等方面進行了大量的研究，并取得了一定的成果。但由于套管失效問題的復雜性，上述的研究一般都是針對某一油田、區塊、特定井況進行的，數值模擬也往往是根據單井周圍的很小的局部區域范圍進行的有限元分析，缺乏對上述問題的多學科大范圍的總體考慮，并且由于套管失效中的很多問題似乎更適合采用數值模擬的方式進行分析，因此到目前為止，也還沒有人將幾十年來的人們進行套管失效分析的經驗、知識進行歸納，進行專家系統處理，所以目前套管失效問題的治理收效仍然甚微，油田套管失效問題仍然頻頻發生，成了制約油田發展的一大難題。總括起來說，造成油田套管失效的原因很多。習慣上人們將套管失效的原因歸結于地質因素如泥巖吸水膨脹、巖層蠕變、斷層運動、地層出砂等；工程因素；如工程設計不當，生產過程中的長期的高壓注水開發、壓裂酸化等各種施工作業不當等等；其他因素如射孔問題、腐蝕問題等等。并且這種失效往往并不是一種因素作用的結果，而是由于多種不同的因素的相互作用的共同結果。這給套管失效的研究工作帶來了很大的困難。從科學的角度來說，油田開發過程中的套管失效，實際上是深埋于地層結構中的油水井套管在巖層地應力和其它物理化學因素的作用之下的變形和損壞的結果。實際上是套管結構物與巖層地應力和其它的物理化學等因素相互作用的結果。除了像腐蝕等損壞是受化學作用或電化學作用因素影響外，油田的套管失效問題幾乎都與油井周圍地應力的變化有關。所以從某種意義上說，套管失效問題實際上就是套管結構物與具有孔隙流體的巖體相互作用相互耦合問題，這里既包括套管材料的抗擠毀強度問題又包括了在生產過程中油水井周圍的圍巖應力的變化問題。已有的大量的研究工作已經證明，要解決好一個油田的套管失效問題，其核心的關鍵問題是搞清楚這個油田的套管失效機理，這個問題在套管失效防治中起著決定性的作用。正是由于這個原因，幾十年來，大量的套管失效與防治的研究工作者，分別針對不同的油田具體情況，提出了許多不同的套管失效機理理論。但是由于套管失效問題的復雜性，并且套管失效問題涉及到油田的幾乎所有的生產
，從油田地質、鉆井設計到完井技術；從油水井生產規程到開發方案的調整、生產措施的實施以及工程措施的采納，使探討油田的套管失效機理問題變得非常復雜。特別是近幾年，隨著現代科學技術的發展，石油工業進入了一個嶄新的發展階段，稠油的開采、深井、超深井的出現以及定向井、水平井、多底井及分支井技術的大量使用，使得在鉆井過程中對套管的損傷的可能增大，更增大了套管失效的幾率，增大了確定套管失效機理的難度。因此，如何能夠從錯綜復雜的油田地質、工程、設計、施工、生產開發、修井的大量資料及過程中，盡快的、正確的找出導致油田套管失效主要原因，正確的判斷油田套管失效機理，對解決和防止油田套管失效問題是十分重要的。套管失效的機理分析,是一項復雜的、艱苦的創造性的勞動。是一項涉及到油田地質、鉆井工程，整體開發方案的制定與調整，生產措施的采用等方方面面的系統工程；是針對性的防治、延緩、解決油田套管失效問題的核心。這項工作，同樣對油田進行新井建設的的地質、工程設計，以及油田開發方案的調整，生產措施的制定，均具有很強的指導意義。但是油田套管失效原因和機理的研究判斷，早期全部是由這個領域中的專家們完成的，近年來，隨著計算機技術的發展和有限元方法的廣泛應用，以及人類對巖石力學、滲流力學以及彈塑性力學的認識的不斷深入，在一部分套管變形的原因分析中人們越來越多的使用了數值模擬的方法來分析套管失效問題，形成了對套管失效問題采用知識分析與數值分析并重的方式。任何一種方式的偏廢都不可能全部解決油田的套管失效問題。而采用知識分析為主或者即使能夠采用數值分析，但數值分析又不可能解決全部問題的領域恰好是專家系統施展能力的天地。到目前為止，油田套管失效的研究基本上停留在針對單一的套管失效形式的知識分析或數值分析上，還沒有人從事建立一個能夠覆蓋整個油田的對所有發生的套管失效問題，進行統一分析處理的高效、快捷的專家系統研究。建立一個涵蓋整個油田套管失效的專家系統對我國乃至全世界的油田對套管失效的治理均具有重要的理論意義與現時意義。
技術實現思路
本專利技術的目的為了克服現有技術的不足與缺陷，提供，該分析方法能快速完成石油領域的油田區塊模擬分析，且分析結果精確，分析步驟簡單，大大分析了校正成本。本專利技術的目的通過下述技術方案實現，包括以下步驟(a)首先，模擬區塊的基本概況；(b)然后，物理模型的選取；(C)接著，計算力學參數；(d)最后，計算結果及分析。所述步驟(a)的具體步驟為根據建立的流固耦合有限元計算模型，利用FEPG軟件進行了模擬計算。所述步驟(b)包括以下步驟(bl)以井組作為基本的計算對象，井組以外的井是作為邊界條件來處理；(b2)所選區塊足夠大，相對井組計算精度而言，區塊邊界上絕流并無側向位移；(b3)只計算大層，例如姚一段、青三+青二段、泉四段、泉三段等，不區分小層進行計算，這樣簡化認為在油層中各井之間是連通的；(b4)大層的材料參數由大層中所包含的泥巖和砂巖按加權計算得到；(b5)不考慮射孔對套管強度的影響；(b6)區塊內無斷層的影響。所述步驟(d)的具體步驟為計算載荷考慮只有自重載荷，沒有構造載荷，初始地應力場按自重應力場考慮，且認為水泥環與套管無初始應力時計算模型的第一主應力分布和第三主應力分布；計算變形以井組為計算單元，時間步長t = 10△天，從最早的井的投產時間計算到近期計算變形場。 綜上所述，本專利技術的有益效果是能快速完成石油領域的油田區塊模擬分析，且分析結果精確，分析步驟簡單，大大分析了校正成本。具體實施例方式下面結合實施例，對本專利技術作進一步地的詳細說明，但本專利技術的實施方式不限于此。實施例本專利技術涉及，包括以下步驟(a)首先，模擬區塊的基本概況；(b)然后，物理模型的選取；(C)接著，計算力學參數；(d)最后，計算結果及分析。所述步驟(a)的具體步驟為根據建立的流固耦合有限元計算模型，利用FEPG軟件進行了模擬計算。所述步驟(b)包括以下步驟(bl)以井組作為基本的計算對象，井組以外的井是作為邊界條件來處理；(b2)所選區塊足夠大，相對井組計算精度而言，區塊邊界上絕流并無側向位移；(b3)只計算大層，例如姚一段、青三+青二段、泉四段、泉三段等，不區分小層進行計算，這樣簡化認為在油層中各井之間是連通的；(b4)大層的材料參數由大層中所包含的泥巖本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種石油領域的油田區塊模擬分析方法，其特征在于，包括以下步驟：(a)首先，模擬區塊的基本概況；(b)然后，物理模型的選取；(c)接著，計算力學參數；(d)最后，計算結果及分析。

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發人員：蔡雨江，
申請(專利權)人：蔡雨江，
類型：發明
國別省市：