[发明专利]一种一体化油藏数值模拟方法

摘要

本发明公开了一种一体化油藏数值模拟方法，本发明包括如下步骤：(1)建立油藏数值模型；(2)建立井筒模型；(3)建立管网模型；(4)对油藏与井筒管网模型进行一体化耦合并不断进行迭代求解。本发明中通过将油藏模型、井筒模型、管网三种模型一体化耦合，打破了油藏工程、采油工程与地面工程三者之间的专业壁垒，建模时充分考虑了油藏流体供给能力、抽油机系统与管网系统约束，从而量化了从地下油藏到地面管网的一系列生产指标。

主权项

1.一种一体化油藏数值模拟方法，其特征在于，包括如下步骤：(1)建立油藏数值模型，通过数值矩阵迭代求解，对井底流压、单井静压与含水率等参数进行逐一拟合计算，输出所有井静压与生产指数：产量计算公式：Qp,j＝TwjMp,j(Pj‑Pw‑Hwj)，其中，Pj代表某射孔连接静压，即为单井静压，Pw代表井底流压，Hwj代表某射孔连接静水压头，单位均为：MPa；Mp,j代表流度，单位：μm2/(Mpa·s)；Twj代表某连接井传导率，单位：m3；Qp,j代表某射孔连接产量，单位：m3/d；生产指数计算公式：其中，J代表生产指数，单位m3/(MPa·d)，ro为Peaceman半径，其中，Dx和Dy代表X和Y方向网格尺寸，Kx和Ky代表X和Y方向渗透率；S代表表皮系数；Kh代表地层系数；θ为井筒与网格连接夹角；c为单位转换系数英制单位为0.001127，米制为0.008527，实验室单位制为3.6；K为相对渗透率，无量纲；kpj是某一流体的相对渗透率；Bp,j为体积系数，无量纲；μ为粘度，单位cP，rw为井直径；(2)建立井筒模型，以步骤(1)的单井静压Pj与生产指数J为输入数据，选择流体管流Beggs&Brown多相流公式进行压降与持液率计算，其中压降公式为：其中，P为管段内流动的平均绝对压力，单位：Pa；G为流体质量流量，计算公式G＝ρmωmA，单位：kg/s；ρm代表气液混合物的密度；X为管段长度，单位：m；Hl为截面持液率，无量纲；λ为两相混输水力摩阻系数，无量纲；ρl为液相密度，单位：kg/m3；ρg为气相密度，单位：kg/m3；ωm为气液混合物速度，单位：m/s；ωsg为气相折算速度，单位：m/s；D为管内径，单位：m；θ为管段倾角，单位：rad；g为重力加速度，单位：m/s2；根据抽油机冲程与冲次等参数，以调整泵漏失参数为主，对井口压力与产量进行回归与模型校正；校正后，通过人工举升方程与井筒多相流方程代表此生产制度下的流体运动特征；其中，回归与模型校正步骤如下：1)井筒模型边界条件输入：步骤(1)计算的单井静压、采液指数与井口压力，其中，采液指数是指单位生产压差下油井的日产液量，2)校正前井筒模型，3)对比产液量与观测值，4)若对比产液量与观测值在合理误差范围以内，则完成井筒后管网模型；若两者不在合理误差范围以内，则调整地层参数和抽油机滑脱系数后重复回归与模型校正步骤2)、3)、4)直至控制在合理误差范围以内；(3)建立管网模型，根据井口压力、井口产量、地面系统温度与压力等参数对管网模型进行校正，使之能代表实际生产状态；同时，耦合井筒与管网模型，再次对井筒模型进一步校验；其中，校验步骤如下：1)管网模型边界条件输入：各井产液量、外输压力、加热炉出口温度与步骤(2)中计算的压降，2)校正前管网模型，3)对比井口压力与观测值，4)若对比井口压力与观测值在合理误差范围以内，则校正完成；若两者不在合理误差范围以内，则调整流动相关式和摩擦系数系数后重复校验步骤2)、3)、4)直至控制在合理误差范围以内；(4)对油藏与井筒管网模型进行一体化耦合并不断进行迭代求解，分析剩余油分布特征并提出生产制度建议。