一种滑套完井管柱流动表皮计算方法及系统与流程

1.本发明涉及完井管柱技术领域，特别是关于一种滑套完井管柱流动表皮计算方法及系统。


背景技术：

2.水平井单井的控制面积大、生产压差小且产量高，但是，受跟趾效应、储层非均质性和注采不均等因素影响，水平井单井容易在局部位置产生水锥现象，严重时将造成水淹，油井开发进入中后期后，水淹现象更加突出。为有效缓解油井过早见水问题，现有技术公开了变密度射孔完井方式、中心管完井方式、流入控制装置完井方式和基于滑套的控制阀完井方式等。
3.基于滑套的控制阀完井方式可以实现滑套开度的无限调节和实时控制，能够最有效地保证均衡入流，且可以根据实际情况进行局部关井。滑套-储层流动的准确表征与油藏流入动态的快速预测，有助于指导滑套开启度调整。
4.然而，滑套的尺寸小、结构复杂且内部流动复杂，对井筒、井周流动干扰大，增加了滑套完井管柱近井地带表皮计算与预测难度，现有技术中也并没有有效的滑套完井管柱流动表皮的计算方法。


技术实现要素：

5.针对上述问题，本发明的目的是提供一种滑套完井管柱流动表皮计算方法及系统，能够对近井地带的储层-滑套流动系统进行有效且统一的表征。
6.为实现上述目的，本发明采取以下技术方案：第一方面，提供一种滑套完井管柱流动表皮计算方法，包括：
7.根据滑套完井管柱流动过程中的压力分布特征，划分储层流体的流动区域；
8.基于几何边界，确定流动区域中线性流动区域的边界；
9.基于几何边界和圆度，确定流动区域中径向流动区域的边界；
10.基于划分的流动区域和确定的边界，根据储层流体通过滑套完井管柱与裸眼井的压力降差异，确定滑套完井管柱在近井地带引起的表皮系数。
11.进一步地，所述储层流体的流动区域包括滑套孔眼内的线性流动区域、割缝内的线性流动区域、单个割缝引起的径向流动区域、割缝单元引起的径向流动区域、远离割缝筛管的径向流动区域和滑套孔眼引起的汇聚流动区域。
12.进一步地，所述线性流动区域为：
[0013][0014]
其中，dp/ds为沿流线方向的压力梯度；dp/dn为沿流线法向方向上的压力梯度，；c0为线性流与径向流的转变临界值；p为压力；s为流线切线方向的位移；n为流线法线方向的位移；
[0015]
径向流动区域为：
[0016][0017]
进一步地，所述流动区域中线性流动区域的下边界a为：
[0018][0019]
其中，为线性流动区域的最小压力值；为流线上所有切线压力与法线压力梯度之比小于转变临界值的压力；
[0020]
流动区域中线性流动区域的上边界b为：
[0021][0022]
其中，为线性流动区域的最大压力值。
[0023]
进一步地，所述流动区域中径向流动区域的上边界c为：
[0024][0025]
其中，为径向流动区域中同一压力等值线的平均半径；
[0026]
流动区域中径向流动区域的下边界d为：
[0027][0028]
其中，d0为引起径向流动的孔眼、割缝的特征长度。
[0029]
进一步地，所述基于划分的流动区域和确定的边界，根据储层流体通过滑套完井管柱与裸眼井的压力降差异，确定滑套完井管柱在近井地带引起的表皮系数，包括：
[0030]
基于确定的流动区域中的割缝内的线性流动区域、单个割缝引起的径向流动区域、割缝单元引起的径向流动区域和远离割缝筛管的径向流动区域的流动特征和确定的边界，建立对应的表皮系数；
[0031]
基于确定的流动区域中的滑套孔眼内的线性流动区域、滑套孔眼引起的汇聚流动区域的流动特征和确定的边界，建立对应的表皮系数；
[0032]
根据割缝内的线性流动区域、单个割缝引起的径向流动区域、割缝单元引起的径向流动区域、远离割缝筛管的径向流动区域、滑套孔眼内的线性流动区域和滑套孔眼引起的汇聚流动区域的表皮系数，得到滑套完井管柱在近井地带引起的表皮系数。
[0033]
进一步地，所述割缝内的线性流动区域的表皮系数s
sl
为：
[0034][0035]
其中，t
ds
为割缝筛管的无量纲厚度；ns为割缝单元内割缝数；ms为周向上割缝单元的密度；w
ds
为割缝单元的无量纲宽度；k
ds
为无量纲割缝内渗透率；λ为割缝穿透比；
[0036]
所述单个割缝引起的径向流动区域的表皮系数s
sr
为：
[0037][0038]
其中，l为滑套完井管柱长度；lu为割缝单元长度；ls为割缝长度；
[0039]
所述割缝单元引起的径向流动区域的表皮系数s
ur
为：
[0040]
或
[0041][0042]
其中，γ为井筒轴线方向就会产生汇流系数；wu为割缝单元宽度；r为割缝距离；h为割缝单元引起的径向流动的厚度；v为参数；
[0043]
所述远离割缝筛管的径向流动区域的表皮系数s
ar
为：
[0044]
或
[0045][0046]
其中，rw为割缝筛管的半径；rb为远离割缝筛管的径向流动区域的外径；
[0047]
所述滑套孔眼内的线性流动区域的表皮系数s
hl
为：
[0048][0049]
其中，ts为滑套管柱的厚度；k为储层平均渗透率；m
sh
为周向上滑套的密度；w
sh
为滑套宽度；kh为滑套孔眼渗透率；
[0050]
所述滑套孔眼引起的汇聚流动区域的表皮系数s
hr
为：
[0051][0052]
其中，rc为滑套孔眼汇聚流上边界；r0为滑套孔眼汇聚流下边界；a为割缝筛管的总开启面积；h
h2
为滑套孔眼轴向间距；
[0053]
所述滑套完井管柱在近井地带引起的表皮系数s为：
[0054]
s＝s
sl
+s
sr
+s
ur
+s
ar
+s
hr
+s
hr
。
[0055]
第二方面，提供一种滑套完井管柱流动表皮计算系统，包括：
[0056]
流动区域划分模块，用于根据滑套完井管柱流动过程中的压力分布特征，划分储
层流体的流动区域；
[0057]
线性流动区域边界确定模块，用于基于几何边界，确定流动区域中线性流动区域的边界；
[0058]
径向流动区域边界确定模块，用于基于几何边界和圆度，确定流动区域中径向流动区域的边界；
[0059]
表皮系数确定模块，用于基于划分的流动区域和确定的边界，根据储层流体通过滑套完井管柱与裸眼井的压力降差异，确定滑套完井管柱在近井地带引起的表皮系数。
[0060]
第三方面，提供一种处理设备，包括计算机程序指令，其中，所述计算机程序指令被处理设备执行时用于实现上述滑套完井管柱流动表皮计算方法对应的步骤。
[0061]
第四方面，提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序指令，其中，所述计算机程序指令被处理器执行时用于实现上述滑套完井管柱流动表皮计算方法对应的步骤。
[0062]
本发明由于采取以上技术方案，其具有以下优点：
[0063]
1、本发明根据滑套完井管柱流动过程中的压力分布特征划分流动区域，确定基于沿流线方向的压力梯度和沿流线法向方向的压力梯度，再将二者进行整合，确定线性流与径向流的转变临界值，使得在笛卡尔直角坐标系中较难研究的流动划分，在流线坐标中得以实现，因而能够更加准确地表征线性流与径向流的流动特性。
[0064]
2、本发明的表皮系数是根据流体通过滑套完井管柱与裸眼井的压力降差异确定的，泛用性强，计算效率高。
[0065]
3、本发明基于不同流动区域的特征，建立不同区域的表皮系数模型，能够有效、统一地表征滑套完井管柱结构对近井地带流动的影响，从而能够准确描述储层流体在近井地带的流动行为，为油藏资源的有效开发提供理论指导，进而提高开发效率、节约开发成本。
[0066]
综上所述，本发明可以广泛应用于完井管柱技术领域中。
附图说明
[0067]
通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本发明的限制。在整个附图中，用相同的附图标记表示相同的部件。在附图中：
[0068]
图1是本发明一实施例提供的方法流程示意图；
[0069]
图2是本发明一实施例提供的井筒附近复杂流动示意图；
[0070]
图3是本发明一实施例提供的滑套结构示意图；
[0071]
图4是本发明一实施例提供的井筒滑套管柱近井地带各个流动区域示意图；
[0072]
图5是本发明一实施例提供的结合几何边界和圆度确定径向流动边界示意图；
[0073]
图6是本发明一实施例提供的防砂割缝筛管的近井地带流动示意图；
[0074]
图7是本发明一实施例提供的滑套内部和滑套与井筒环空之间的流动示意图，其中，图7(a)为滑套内部示意图，图7(b)为井筒环空之间的示意图。
具体实施方式
[0075]
下面将参照附图更详细地描述本发明的示例性实施方式。虽然附图中显示了本发
明的示例性实施方式，然而应当理解，可以以各种形式实现本发明而不应被这里阐述的实施方式所限制。相反，提供这些实施方式是为了能够更透彻地理解本发明，并且能够将本发明的范围完整地传达给本领域的技术人员。
[0076]
应理解的是，文中使用的术语仅出于描述特定示例实施方式的目的，而无意于进行限制。除非上下文另外明确地指出，否则如文中使用的单数形式“一”、“一个”以及“所述”也可以表示包括复数形式。术语“包括”、“包含”、“含有”以及“具有”是包含性的，并且因此指明所陈述的特征、步骤、操作、元件和/或部件的存在，但并不排除存在或者添加一个或多个其它特征、步骤、操作、元件、部件、和/或它们的组合。文中描述的方法步骤、过程、以及操作不解释为必须要求它们以所描述或说明的特定顺序执行，除非明确指出执行顺序。还应当理解，可以使用另外或者替代的步骤。
[0077]
尽管可以在文中使用术语第一、第二、第三等来描述多个元件、部件、区域、层和/或部段，但是，这些元件、部件、区域、层和/或部段不应被这些术语所限制。这些术语可以仅用来将一个元件、部件、区域、层或部段与另一区域、层或部段区分开。除非上下文明确地指出，否则诸如“第一”、“第二”之类的术语以及其它数字术语在文中使用时并不暗示顺序或者次序。因此，以下讨论的第一元件、部件、区域、层或部段在不脱离示例实施方式的教导的情况下可以被称作第二元件、部件、区域、层或部段。
[0078]
本发明实施例提供的滑套完井管柱流动表皮计算方法及系统，根据滑套完井管柱流动过程中的压力分布特征划分流动区域；根据几何边界确定线性流动边界；结合几何边界和圆度确定径向流动边界；根据流体通过滑套完井管柱与裸眼井的压力降差异确定表皮系数，能够实现不同区域的流动特征识别和流动阻力的计算，有助于指导筛管和滑套设计，降低流体通过储层、筛管、滑套、井筒的阻力，提高油井产能。
[0079]
实施例1
[0080]
如图1所示，本实施例提供一种滑套完井管柱流动表皮计算方法，包括以下步骤：
[0081]
1)根据滑套完井管柱流动过程中的压力分布特征，划分储层流体的流动区域。
[0082]
2)基于几何边界，确定流动区域中线性流动区域的边界。
[0083]
3)基于几何边界和圆度，确定流动区域中径向流动区域的边界。
[0084]
4)基于划分的流动区域和确定的边界，根据储层流体通过滑套完井管柱与裸眼井的压力降差异，确定滑套完井管柱在近井地带引起的表皮系数。
[0085]
上述步骤1)中，如图2所示，为滑套完井管柱的结构示意图，其中，水平井筒的外层采用割缝筛管完井，内部是带滑套的油管。
[0086]
具体地，如图3所示，滑套工具的外径为134mm，滑套工具的内径为104mm，滑套工具的周向布置三排孔，每排对称布置四个，各排孔的尺寸为：
[0087]
第1排：长6mm，宽12mm，两端倒角圆形直径6mm。
[0088]
第2排：长10mm，宽20mm，两端倒角圆形直径10mm。
[0089]
第3排：长20mm，宽20mm，四个倒角圆形直径10mm。
[0090]
该设计可以通过调节滑套的位置，实现不同的滑套开度，共有全开、只第1排开、只开第1、2排、只开第2、3排、只开第3排和全关6种调滑套节孔眼开度的方式。
[0091]
具体地，如图4所示，储层流体从储层远端以径向流方式逐渐汇聚流向割缝筛管，并以线性流方式通过割缝筛管进入割缝筛管与滑套间的环空，然后以径向流方式汇聚流向
滑套孔眼，最后以线性流方式通过滑套孔眼进入井筒。基于不同区域的流动特性，根据滑套完井管柱流动过程中的压力分布特征，划分储层流体的流动区域。储层流体的流动区域包括滑套孔眼内的线性流动区域、割缝内的线性流动区域、单个割缝引起的径向流动区域、割缝单元引起的径向流动区域、远离割缝筛管的径向流动区域和滑套孔眼引起的汇聚流动区域。
[0092]
具体地，线性流动区域为：
[0093][0094]
其中，dp/ds为沿流线方向的压力梯度，单位为pa/m；dp/dn为沿流线法向方向上的压力梯度，单位为pa/m；c0为线性流与径向流的转变临界值，无量纲；p为压力；s为流线切线方向的位移；n为流线法线方向的位移。
[0095]
径向流动区域为：
[0096][0097]
具体地，滑套孔眼引起的汇聚流动区域由于存在环空区域的特殊限制，其边界划分在下述步骤4)中给出。
[0098]
上述步骤2)中，流动区域中线性流动区域的下边界a为：
[0099][0100]
其中，为线性流动区域的最小压力值，单位为pa；为流线上所有切线压力与法线压力梯度之比小于转变临界值的压力。
[0101]
流动区域中线性流动区域的上边界b为：
[0102][0103]
其中，为线性流动区域的最大压力值，单位为pa。
[0104]
上述步骤3)中，如图4所示，通过观察滑套完井管柱径向截面的压力等值线图可知，当近井地带的某一点随着与滑套之间距离的增大(即距井筒轴线的距离增大)，近井地带的压力等值线越趋于一个圆，圆内的流体以滑套为圆心径向流动。当距离足够大时，圆外的流体均以井筒中心为圆心径向流动，因此，本步骤基于几何边界和圆度，确定流动区域中径向流动区域的边界，包括：
[0105]
3.1)确定滑套引起的径向流动外径rv：
[0106]rv
＝(1+v)rwꢀꢀ
(5)
[0107]
其中，rw为割缝筛管的半径，单位为m，v为外径修正参数，无量纲。
[0108]
3.2)当压力等值线的压力取值增大时，压力等值线越趋于一个圆，为判断该压力等值线是否满足其为滑套径向流和远离滑套的径向流的分界线，引入圆度的概念，确定圆度dr为：
[0109][0110]
其中，r
max
为径向流动区域同一压力下的最大半径，单位为m；r
min
为径向流动区域同一压力下的最小半径，单位为m；为径向流动区域中同一压力等值线的平均半径。
[0111]
3.3)对滑套完井管柱的近井地带的流入动态进行数值模拟，提取近井地带的压力等值线的数据点，计算所有压力等值线的半径，其中，压力等值线的平均半径可取曲线上的多个散点到圆心的距离的平均值，即：
[0112][0113]
其中，ri为压力等值线上第i点的半径；n为同一压力等值线上所有取值点的总数。
[0114]
3.4)由定义可知：如图5所示，圆度指的是曲线接近理论圆的程度，最大半径与最小半径之差为0时，圆度为0。对于近井地带的压力等值线，随着压力取值增大，压力等值线上点的平均半径逐渐增大，压力等值线越趋于一个理论圆，压力等值线的圆度越接近于0。随着压力等值线上点的平均半径的增大，圆度减小，也就说明压力等值线越接近理论圆。取圆度dr小于或等于临界圆度，此时压力等值线形状可以认为接近于理论圆，流体的流动为远离滑套管柱的径向流动；当圆度dr大于临界圆度时，压力等值线可以认为是由以割缝筛管每一个割缝单元为圆心的圆组成的曲线，流体的流动为割缝单元引起的径向流动，所以临界圆度对应的圆的平均半径即为割缝单元引起的径向流的外径，即进而能够确定参数v的取值。
[0115]
具体地，流动区域中径向流动区域的上边界c为其大小为临界圆度c1条件下所对应的压力等值线的平均半径，且临界圆度c1：
[0116][0117]
流动区域中径向流动区域的下边界d为：
[0118][0119]
其中，d0为引起径向流动的孔眼、割缝的特征长度，单位为m。
[0120]
上述步骤4)中，关于井筒表皮的定义，一切引起定产量井的实际井底压力与理论计算压力偏差的效应均称为表皮效应，这个附加表皮压降可正可负，表皮系数也可正可负：
[0121][0122][0123]
其中，s为表皮系数，无量纲；δps为表皮压降，单位为mpa；q为油井产量，单位为cm3/s；μ为流体粘度，单位为mpa
·
s；k为储层平均渗透率，单位为d；l为井筒长度，单位为m；ξ0为实际流道起点；ξ1为实际流道终点；ξ
′0为理想流道起点；ξ
′1为理想流道终点；a(ξ)为实际流道横截面积，单位为m2；a(ξ
′
)为理想流道横截面积，单位为m2。
[0124]
因此，上述步骤4)中，结合表皮效应与附加压降的关系，基于划分的流动区域和确
定的边界，根据储层流体通过滑套完井管柱与裸眼井的压力降差异，确定滑套完井管柱在近井地带引起的表皮系数，包括：
[0125]
4.1)如图6、图7所示，基于确定的流动区域中的割缝内的线性流动区域、单个割缝引起的径向流动区域、割缝单元引起的径向流动区域和远离割缝筛管的径向流动区域的流动特征和确定的边界，建立对应的表皮系数：
[0126]
4.1.1)割缝内的线性流动区域的表皮系数s
sl
。
[0127]
割缝筛管的总开启面积为：
[0128]
a＝n
smsws
lλ
ꢀꢀ
(12)
[0129]
其中，a为割缝筛管的总开启面积，单位为πrh；ns为割缝单元内割缝数，无量纲；ms为周向上割缝单元的密度，无量纲；ws为割缝宽度，单位为m；l为滑套完井管柱长度，单位为m；λ为割缝穿透比，且：
[0130][0131]ws
＝w
ds
*rwꢀꢀ
(14)
[0132]
其中，ls为单个割缝的长度，lu为割缝单元的长度；w
ds
为割缝单元的无量纲宽度；rw为割缝筛管的半径。
[0133]
割缝筛管的总开启面积a的无量纲形式ad为：
[0134][0135]
其中，ao为割缝筛管周向的外壁总面积。
[0136]
假设割缝筛管内的渗透率为k，对上述公式(11)进行积分：
[0137][0138][0139]
公式(17)的无量纲形式为：
[0140][0141]
其中，t
ds
为割缝筛管的无量纲厚度，且t
ds
＝ts/rw；s(x)为全井段的表皮系数，无量纲；s
sl
为割缝内的线性流动区域的表皮系数；ξ
d0
为无量纲实际流道起点；ξ
d1
为无量纲实际流道终点；k(x,ξ)为渗透率，单位为md；a(x,ξ)为实际流道横截面积，单位为m2；a(x,ξ
′
)为理想流道横截面积，单位为m2；为储层平均渗透率，单位为md；ks为割缝内渗透率，单位为md；kd(x,ξ)为无量纲渗透率，单位md；ad(x,ξ)为无量纲实际流道横截面积；k
ds
为无量纲割缝内渗透率，单位为md。
[0142]
4.1.2)单个割缝引起的径向流动区域的表皮系数s
sr
。
[0143]
分别采用r1和r2表示单个割缝引起的径向流动区域中径向流动单元的内径和外径，与裂缝的等效井径类似，内径r1的等效半径为ws/4，外径r2的等效半径为ru/ns，ru为割缝
单元半径。假设ru＝wu/2，wu为割缝单元宽度，外径r2即为wu/2ns。径向流动面积为与割缝距离r的函数。
[0144]
单个割缝引起的径向流动的厚度h为：
[0145][0146]
其中，h1为随割缝距离r变化的积分系数，无量纲；h2为单个割缝的积分初始长度，单位为m；ls为割缝长度，单位为m；lu为割缝单元长度，单位为m。
[0147]
沿径向对流动区域进行积分：
[0148][0149]
其中，为轴向上的割缝数。
[0150]
对流动面积部分进行积分：
[0151][0152][0153]
4.1.3)割缝单元引起的径向流动区域的表皮系数s
ur
。
[0154]
分别采用r2和r3表示井筒周围割缝单元引起的径向流动区域的内径和外径，其中，单个割缝引起的径向流动区域中径向流动的外径等于割缝单元引起的径向流动区域的内径，所以，割缝单元引起的径向流动区域的内径r2＝ru，割缝单元引起的径向流动区域的外径r3＝vrw，流动区域a
ur
为与割缝距离r的函数：
[0155]aur
＝ms(λl/ls)πrh
ꢀꢀ
(23)
[0156]
流动区域a
ur
的无量纲形式a
urd
为：
[0157][0158]
其中，l
ds
为无量纲割缝长度；rd为无量纲半径；hd为无量纲积分长度。
[0159]
割缝单元引起的径向流动的厚度h为上述公式(23)。
[0160]
若割缝筛管上的割缝穿透较大，即γ《v，γ为井筒轴线方向就会产生汇流系数，且γ＝lu/2rw，对无量纲形式的流动区域a
urd
进行积分：
[0161][0162][0163]
若割缝筛管上的割缝穿透较小，即γ》v，对无量纲形式的流动区域a
urd
进行积分：
[0164][0165][0166]
4.1.4)远离割缝筛管的径向流动区域的表皮系数s
ar
。
[0167]
越远离割缝筛管的径向流动，则割缝筛管的径向流动面积最大，分别采用r3和r4表示远离割缝筛管的径向流动区域的内径和外径，其中，远离割缝筛管的径向流动区域的内径等于远离割缝筛管的径向流动区域的外径，因此，远离割缝筛管的径向流动区域的内径r3＝(1+v)rw，远离割缝筛管的径向流动区域的外径为rb，流动区域a
ar
为与割缝距离r的函数：
[0168]
a＝2π(λl/ls)rh
ꢀꢀ
(28)
[0169]
流动区域a
ar
的无量纲形式a
ard
为：
[0170]aard
＝(λ/l
ds
)rdhdꢀꢀ
(29)
[0171]
对无量纲形式的流动区域a
ard
进行积分：
[0172][0173]
若割缝筛管上的割缝穿透较大，即γ《v，则：
[0174][0175]
其中，s
ar
为远离割缝筛管的径向流动区域的表皮系数。
[0176]
若割缝筛管上的割缝穿透较小，即γ》v，则：
[0177][0178]
4.2)基于确定的流动区域中的滑套孔眼内的线性流动区域、滑套孔眼引起的汇聚
流动区域的流动特征和确定的边界，建立对应的表皮系数：
[0179]
4.2.1)滑套孔眼内的线性流动区域的表皮系数s
hl
。
[0180]
滑套孔眼是流动变化最剧烈的区域，滑套孔眼内呈现出典型的线性流动特征。线性汇流的过流面积即为滑套的总开启面积a
hl
：
[0181]ahl
＝m
sh
lλw
sh
ꢀꢀ
(33)
[0182]
其中，ah为滑套的总开启面积，单位为πrh；m
sh
为周向上滑套的密度，无量纲；w
sh
为滑套宽度，单位为m。
[0183]
滑套孔眼内的线性流动区域的表皮系数s
hl
为：
[0184][0185]
其中，ts为滑套管柱的厚度，单位为m；kh为滑套孔眼内的渗透率。
[0186]
4.2.2)滑套孔眼引起的汇聚流动区域的表皮系数s
hr
。
[0187]
滑套孔眼近似呈方形，储层流体通过滑套孔眼产生显著的汇聚现象，包括径向汇聚流动和轴向汇聚流动。
[0188]
滑套孔眼引起的汇聚流动面积a
hr
为：
[0189]ahr
＝πrh
hr
ꢀꢀ
(35)
[0190]
其中：
[0191][0192]
其中，h
hr
为滑套孔眼引起的径向流动厚度，单位为m；h
h1r
为滑套汇聚流随割缝距离r变化的动态边界，单位为m；h
h2
为滑套孔眼轴向间距，单位为m；rc为滑套孔眼汇聚流上边界，单位为m；ro为滑套孔眼汇聚流下边界，单位为m。
[0193]
滑套孔眼引起的汇聚流动区域的表皮系数s
hr
为：
[0194][0195]
其中，ξ2为滑套汇聚流的积分起点；ξ3为滑套汇聚流的积分终点。
[0196]
4.3)根据割缝内的线性流动区域、单个割缝引起的径向流动区域、割缝单元引起的径向流动区域、远离割缝筛管的径向流动区域、滑套孔眼内的线性流动区域和滑套孔眼引起的汇聚流动区域的表皮系数，得到滑套完井管柱在近井地带引起的表皮系数s：
[0197]
s＝s
sl
+s
sr
+s
ur
+s
ar
+s
hr
+s
hr
ꢀꢀ
(38)
[0198]
下面通过具体实施例详细说明本发明的滑套完井管柱流动表皮计算方法：
[0199]
割缝筛管直径为0.18542m，割缝筛管壁厚为0.0127m，割缝单元密度为4条/周，割缝单元长度为0.3m，割缝单元内缝数为2，割缝内渗透率和滑套孔眼内渗透率均为52500md，割缝长度为0.28m，割缝宽度为0.006m，远离割缝的流动半径为50m，储层渗透率为500md。滑套完井管柱长度为0.26m，滑套管柱半径为0.067m，滑套管壁厚度为0.015m，如图3所示，滑套孔眼尺寸为第1排：长6mm，宽12mm，两端倒角圆形直径6mm；第2排：长10mm，宽20mm，两端倒角圆形直径10mm；第3排：长20mm，宽20mm，四个倒角圆形直径10mm，生产过程中三排滑套孔眼全开。
[0200]
具体计算过程为：
[0201]
1)根据滑套完井管柱流动过程中的压力分布特征，划分储层流体的流动区域。
[0202]
2)基于几何边界，确定流动区域中线性流动区域的边界。
[0203]
3)基于几何边界和圆度，确定流动区域中径向流动区域的边界。
[0204]
4)基于划分的流动区域和确定的边界，根据储层流体通过滑套完井管柱与裸眼井的压力降差异，确定滑套完井管柱在近井地带引起的表皮系数：
[0205]
a)割缝内的线性流动区域的表皮系数s
sl
。
[0206]
割缝筛管的总开启面积a＝n
smsws
lλ＝0.01165，且割缝穿透比λ＝0.9333。因此，割缝内的线性流动区域的表皮系数s
sl
为：
[0207][0208]
b)单个割缝引起的径向流动区域的表皮系数s
sr
为：
[0209][0210]
c)割缝单元引起的径向流动区域的表皮系数s
ur
。
[0211]
通过计算，井筒轴线方向就会产生汇流系数γ＝lu/2rw＝1.6179，割缝筛管上的割缝穿透较小，即γ》v，因此割缝单元引起的径向流动区域的表皮系数s
ur
为：
[0212][0213]
d)远离割缝筛管的径向流动区域的表皮系数s
ar
。
[0214]
由于割缝筛管上的割缝穿透较小，即γ》v，则：
[0215][0216]
e)滑套孔眼内的线性流动区域的表皮系数s
hl
。
[0217]
滑套的总开启面积a
hl
为：
[0218]ahl
＝m
sh
lλw
sh
＝0.002419
[0219]
因此，滑套孔眼内的线性流动区域的表皮系数s
hl
为：
[0220][0221]
f)滑套孔眼引起的汇聚流动区域的表皮系数s
hr
为：
[0222][0223]
最后得到总的表皮系数为：
[0224]
s＝s
sl
+s
sr
+s
ur
+s
ar
+s
hr
+s
hr
＝7.368308
[0225]
通过数值模拟计算得到的表皮为7.162151，与理论计算结果对比后的相对误差为2.88％，说明本发明的方法能够有效地对滑套完井管柱的流动表皮进行计算。
[0226]
实施例2
[0227]
本实施例提供一种滑套完井管柱流动表皮计算系统，包括：
[0228]
流动区域划分模块，用于根据滑套完井管柱流动过程中的压力分布特征，划分储层流体的流动区域。
[0229]
线性流动区域边界确定模块，用于基于几何边界，确定流动区域中线性流动区域的边界。
[0230]
径向流动区域边界确定模块，用于基于几何边界和圆度，确定流动区域中径向流动区域的边界。
[0231]
表皮系数确定模块，用于基于划分的流动区域和确定的边界，根据储层流体通过滑套完井管柱与裸眼井的压力降差异，确定滑套完井管柱在近井地带引起的表皮系数。
[0232]
本实施例提供的系统是用于执行上述各方法实施例，具体流程和详细内容请参照上述实施例，此处不再赘述。
[0233]
实施例3
[0234]
本实施例提供一种与本实施例1所提供的滑套完井管柱流动表皮计算方法对应的处理设备，处理设备可以适用于客户端的处理设备，例如手机、笔记本电脑、平板电脑、台式机电脑等，以执行实施例1的方法。
[0235]
所述处理设备包括处理器、存储器、通信接口和总线，处理器、存储器和通信接口通过总线连接，以完成相互间的通信。存储器中存储有可在处理设备上运行的计算机程序，处理设备运行计算机程序时执行本实施例1所提供的滑套完井管柱流动表皮计算方法。
[0236]
在一些实现中，存储器可以是高速随机存取存储器(ram：random access memory)，也可能还包括非不稳定的存储器(non-volatile memory)，例如至少一个磁盘存储器。
[0237]
在另一些实现中，处理器可以为中央处理器(cpu)、数字信号处理器(dsp)等各种类型通用处理器，在此不做限定。
[0238]
此外，上述的存储器中的逻辑指令可以通过软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：u盘、移动硬盘、只读存储器(rom，read-only memory)、随机存取存储器(ram，random access memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
[0239]
本领域技术人员可以理解，上述计算设备的结构，仅仅是与本技术方案相关的部分结构，并不构成对本技术方案所应用于其上的计算设备的限定，具体的计算设备可以包括更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者具有不同的部件布置。
[0240]
实施例4
[0241]
本实施例提供一种与本实施例1所提供的滑套完井管柱流动表皮计算方法对应的计算机程序产品，计算机程序产品可以包括计算机可读存储介质，其上载有用于执行本实施例1所述的滑套完井管柱流动表皮计算方法的计算机可读程序指令。
[0242]
计算机可读存储介质可以是保持和存储由指令执行设备使用的指令的有形设备。计算机可读存储介质例如可以是但不限于电存储设备、磁存储设备、光存储设备、电磁存储设备、半导体存储设备或者上述的任意组合。
[0243]
上述实施例提供的一种计算机可读存储介质，其实现原理和技术效果与上述方法实施例类似，在此不再赘述。
[0244]
本技术是参照根据本技术实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实
现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
[0245]
这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
[0246]
这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
[0247]
上述各实施例仅用于说明本发明，其中各部件的结构、连接方式和制作工艺等都是可以有所变化的，凡是在本发明技术方案的基础上进行的等同变换和改进，均不应排除在本发明的保护范围之外。