鱼骨状水平井分段耦合的产能预测方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及油气田开发提高油藏采收率领域，特别是涉及到一种鱼骨状水平井分 段耦合的产能预测方法。
【背景技术】
[0002] 与常规直井和水平井相比，多分支水平井具有进一步增大泄油面积，增加油井产 量，提高采油速度，提高储量控制程度，增加可采储量，提高采收率及节约钻井成本等优势， 成为二十一世纪国内外石油开发技术发展与研究的热点。实践表明，鱼骨状水平井作为多 分支水平井的一种类型，随着其钻采技术的不断进步，已在不同类型油藏实施钻探和开发， 取得较高的初期产能和良好的经济效益。
[0003] 然而，与钻采技术相比，与鱼骨状水平井相适应的油藏工程研究尚未成熟。一是具 有比较特殊复杂的流动动态，目前对其渗流机理的认识尚不明确。具体体现在四个方面： (1)沿水平井筒趾端到跟端，流体质量流量逐渐增加（变质量流），油藏内渗流与水平井筒 内管流相互耦合；（2)由于井筒内变质量流的存在使得沿程流速不断增加，必然会产生一 个附加的加速度压降；（3)水平井筒内沿井筒方向平行流动的流体受到井筒周围油藏径向 流体的干扰，发生流体转向，从而引起主流剖面变形；（4)分支井的存在，在分主支交汇处， 两种不同流向的流体汇合会发生相互的干扰。因此，揭示鱼骨状水平井井筒及近井流动动 态特征，对于完善鱼骨状水平井渗流理论具有十分重要的意义。二是缺乏适用可靠的鱼骨 状水平井产能预测分析方法。关于分支水平井井形优化的产能预测模型研究国内外学者 普遍关注，分别通过不同的方法建立了相应的解析模型。但早期的预测模型主要针对的是 辐射状的多底分支水平井，不适合鱼骨状水平井的计算。目前具有代表性的适合于鱼骨状 水平井产能预测的（半）解析模型在描述分支水平井形态及流动特征方面存在以下缺点： (1)模型只适合于单相；（2)多数模型未综合考虑井筒压降的影响；（3)模型大都只适合无 限大地层稳定渗流条件；（4)多数模型无法考虑非均质储层的影响；（5)方法简化，计算精 度低。
[0004]因此，建立能够精确描述其复杂的井身结构，能够合理反应其复杂的井筒流动特 征，满足矿场应用研究精度和要求且适应性强的产能计算方法，对于鱼骨状水平井产能预 测、井形优化设计具有十分现实的理论价值。
【发明内容】
[0005] 本发明的目的是提供一种改进鱼骨状水平井的油藏工程应用水平，提高产能预测 精度，为该类井形的油藏工程应用提供更加精确的技术支持的鱼骨状水平井分段耦合的产 能预测方法。
[0006] 本发明的目的可通过如下技术措施来实现：鱼骨状水平井分段耦合的产能预测方 法，该鱼骨状水平井分段耦合的产能预测方法包括：步骤1，采用分割法对复杂结构井进行 分段处理；步骤2,建立井筒流动模型；步骤3,采用迭代方法求解油藏内流体流动和井筒内 流动耦合的方程组；步骤4,进行空间变换后进行模型的求解；以及步骤5,采用s-K*方法 对地层非均质的情况进行处理。
[0007] 本发明的目的还可通过如下技术措施来实现：
[0008] 在步骤1中，根据该分段处理方法，求出生产井段上某一小段在油藏中任意一点 产生的势，再根据镜像反映和势迭加原理推导出该井段在油藏边界产生的势和井筒内边界 产生的势。
[0009] 在步骤1中，沿着井轨迹将井筒分成若干一维小段，每一段作为井筒流动模拟的 控制体积，由段节点和段的流动路径组成，其参数包括长度、内径、摩擦系数和倾角，所有关 于水平井井筒内的流动控制方程和参数都定义在这些段上，并针对每一段进行油藏渗流和 井筒流动的耦合，即通过井筒的分段处理，考虑各段沿井筒方向流动和油藏径向的入流影 响，描述井筒变质量流动。
[0010] 在步骤2中，根据动量方程建立包含摩擦压力压降、重力压力压降和加速度压力 压降等三部分的该井筒流动模型。
[0011] 在步骤2中，考虑井壁地层入流干扰对井筒加速度压降及摩擦压降的影响，实现 地层渗流与井筒管流耦合条件下的井筒流动特征描述。
[0012] 在步骤3中，联立耦合的油藏渗流与井筒流动模型进行数值求解，求得每一井段 的压力和流入量分布，从而得到整个井筒的压力和流量。
[0013] 在步骤4中，为了考虑储层渗透率的各向异性因素，根据各向异性油藏渗流理论， 引入转换矩阵D进行空间变换，将各向异性渗透率空间转换为等价的各向同性空间，然后 再进行模型的求解。
[0014] 在步骤5中，计算表皮s以及全局渗透率K*，即将各向渗透率对每一小井段的影响 以表皮因子的形式加到每一个井段中，从而体现地层非均质性对井产能的影响。
[0015] 本发明中的鱼骨状水平井分段耦合的产能预测方法，是一种更加准确的鱼骨状水 平井分段耦合产能预测方法，主要是综合研究目前的分支水平井产能预测的解析方法，利 用其基本的研究思想，针对目前方法适应性差的问题，将油藏非均质、井筒综合压降、井筒 变质量流、油藏储层各向异性等综合因素进行考虑，建立非均质油藏鱼骨状水平井分段耦 合模型。本发明中的鱼骨状水平井分段耦合的产能预测方法能够精确描述其复杂的井身结 构，合理反应其复杂的井筒流动特征，满足矿场应用研究精度和要求。本发明提出的方法具 有机理描述更加准确、可操作性强以及适应性更广泛等特点，因而具有很好的推广应用价 值。
【附图说明】
[0016] 图1为本发明的鱼骨状水平井分段耦合的产能预测方法的一具体实施例的流程 图；
[0017] 图2是本发明的一具体实施例中空间小井段位置示意图；
[0018] 图3是本发明的一具体实施例中水平井筒微元段示意图；
[0019]图4是本发明的一具体实施例中各向异性对鱼骨状水平井压力分布影响图。
【具体实施方式】
[0020] 为使本发明的上述和其他目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举出较佳实施 例，并配合所附图式，作详细说明如下。
[0021] 如图1所示，图1为本发明的鱼骨状水平井分段耦合的产能预测方法的流程图。由 于鱼骨状水平井在储层中的生产段长度比直井/水平井长得多，因此井筒内部的流动状况 对鱼骨状水平井的生产动态会产生一定的影响。鱼骨状水平井在生产时，流体在油藏中呈 三维流动流向鱼骨状水平井主、分支井筒，然后流体又沿着分支井筒向主支井筒汇合，最后 沿主支水平井筒流向井的跟端。因此，鱼骨状水平井的渗流除了流体在地层中的渗流以外， 还有在井筒内的流动，这两个流动过程既相互联系又相互影响。为了正确反映鱼骨状水平 井的生产动态，将描述这两个流动过