恭喜中国石油大学(华东)袁彬获国家专利权
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龙图腾网恭喜中国石油大学(华东)申请的专利一种页岩油立体压裂井网压后返排生产优化设计方法获国家发明授权专利权,本发明授权专利权由国家知识产权局授予,授权公告号为:CN118657005B 。
龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-03-18发布的发明授权授权公告中获悉:该发明授权的专利申请号/专利号为:202411148823.9,技术领域涉及:G06F30/20;该发明授权一种页岩油立体压裂井网压后返排生产优化设计方法是由袁彬;张洪彬;张硕;田建泉设计研发完成,并于2024-08-21向国家知识产权局提交的专利申请。
本一种页岩油立体压裂井网压后返排生产优化设计方法在说明书摘要公布了:本发明公开了一种页岩油立体压裂井网压后返排生产优化设计方法,属于油气田开发技术领域,包括如下步骤:步骤1、整理页岩油藏基础参数;步骤2、建立页岩油藏压裂水平井返排生产过程数学模型;步骤3、基于Newton‑Raphson方法求解页岩油藏压裂水平井返排生产过程数学模型;步骤4、对油藏‑井筒‑油嘴流动系统动态节点进行分析;步骤5、基于遗传算法进行油嘴工作制度优化;步骤6、设计岩油藏立体压裂井网返排生产方案。本发明能够实现页岩油藏立体压裂井网返排生产过程模拟与生产方案优化,为页岩油藏立体开发提供理论指导与技术支撑。
本发明授权一种页岩油立体压裂井网压后返排生产优化设计方法在权利要求书中公布了:1.一种页岩油立体压裂井网压后返排生产优化设计方法,其特征在于,包括如下步骤:步骤1、整理页岩油藏基础参数;步骤2、建立页岩油藏压裂水平井返排生产过程数学模型;所述步骤2中,分别建立储层基质、裂缝网络、人工裂缝不同区域的物质平衡方程;储层基质区域的物质平衡方程为: 式中,Ns,m、Ws,m分别是基质内累计产油量、累积产水量;qo,mf、qw,mf分别是基质区域产油量、产水量;Δt是时间步长;qo,imb是单位时间渗吸速度;nf是人工裂缝条数;yinv,m是压力波在基质区域内传播的距离;Amatrix,DDA为基质动态泄流区域的几何面积;φim是基质区域内初始孔隙度;Boi、Bwi分别是原始条件下油相、水相的体积系数;Bo、Bw分别是油相、水相的体积系数;Soi,m、Swi,m分别是基质区域内初始含油饱和度、含水饱和度;φm是基质区域内孔隙度;是基质动态泄流区域内的平均压力;分别是基质动态泄流区域内含油、含水饱和度;裂缝网络区域的物质平衡方程为: 式中,Ns,f、Ws,f分别为裂缝网络区域的累积产油量、累积产水量;qo,fF、qw,fF分别是裂缝网络区域内油产量、水产量;xf为裂缝半长;yinv为裂缝网络区域内压力波到达的距离;h是储层厚度;是原始地层压力下裂缝网络动态泄流区域内平均孔隙度;Soi,f、Swi,f分别是裂缝网络区域内初始含油饱和度、含水饱和度;是平均压力下裂缝网络动态泄流区域内的平均孔隙度;是裂缝网络动态泄流区域内的平均压力;分别是裂缝网络动态泄流区域内含油饱和度、含水饱和度;针对人工裂缝区域的不同压力情况,建立人工裂缝不同区域的物质平衡方程;人工裂缝压力大于裂缝网络压力时的物质平衡方程为: 人工裂缝压力小于裂缝网络压力时的物质平衡方程为: 式中,NP、WP分别为人工裂缝区域内累积产油量、累积产水量;qo、qw分别是油相产量、水相产量;Wleak,w是人工裂缝区域向裂缝网络累积滤失量;qleak是滤失速度;wf是人工裂缝的裂缝宽度;xinv是人工裂缝区域内压力波到达的距离;hf是人工裂缝高度;φiF是人工裂缝区域内的初始孔隙度;Soi,F、Swi,F分别是人工裂缝区域内初始含油、含水饱和度;φF是人工裂缝区域平均压力下的孔隙度;是人工裂缝动态泄流区域内的平均压力;分别是人工裂缝动态泄流区域内含油、含水饱和度;步骤3、基于Newton-Raphson方法求解页岩油藏压裂水平井返排生产过程数学模型;所述步骤3中,将油水两相在人工裂缝、裂缝网络与基质中的物质平衡方程抽象为以下形式: 式中,x1代表人工裂缝动态泄流面积内平均压力;x2代表人工裂缝动态泄流面积内平均含水饱和度;x3代表缝网动态泄流面积内平均压力;x4代表缝网动态泄流面积内平均含水饱和度;x5代表基质动态泄流面积内平均压力;x6代表基质动态泄流面积内平均含水饱和度;F1至F6为所需求解非线性方程的方程符号;利用Newton-Raphson迭代法求解物质平衡方程,解的形式如式10所示: 式中,XK+1、KK分别是第K+1次、第K次迭代后的压力与饱和度数据;FXK是所需求解的非线性物质平衡方程组;F′XK是方程组对XK的偏导;步骤4、对油藏-井筒-油嘴流动系统动态节点进行分析;具体过程为:步骤4.1、基于页岩油藏压裂水平井返排生产过程数学模型,模拟不同井底流压下生产规律,获得对应生产条件的多相速度、动态泄流面积内平均压力与饱和度、含水率;步骤4.2、根据步骤4.1计算结果,绘制流入动态曲线,横坐标为产油量,纵坐标为井底流压;步骤4.3、给定含水率初值,基于井筒气液两相流模型与油嘴临界流动模型计算不同产油量下压降损失,生成流出动态曲线,流出曲线与流入曲线的交点即为协调点;井筒气液两相流模型的计算公式为: 式中,p为水平井管道内平均压力;Z为轴向流动的距离;Hl为持液率,表示流动过程中气液混合物中液相的体积分数;ρl为液相密度;ρg为气相密度;g为重力加速度;θ为管道与水平的夹角;λ为流动阻力系数;G为混合液体的质量流量;v为混合物的平均流速;D为油管的内径;A为油管的流动截面积;vsg为气相表观流速;油嘴临界流动模型的计算公式为: 式中,qt是产液量;d为油嘴直径;Rs为生产气油比;Pt为井口油管压力;fw是含水率;步骤4.4、基于收敛后的协调点参数获得动态泄流面积内的平均压力与平均饱和度,进而作为下一个时间步长模拟的初始参数;步骤4.5、重新进行步骤4.1至步骤4.4,直至模拟完最后一个时间步,完成所有计算;基于各时间步计算结果,获得不同油嘴尺寸下储层压力、饱和度以及产能的变化规律;步骤5、基于遗传算法进行油嘴工作制度优化;步骤6、设计岩油藏立体压裂井网返排生产方案。
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