一种气藏水平井分段射孔及酸化改造参数优化方法及系统技术方案

本发明专利技术属于油气开采技术领域，公开了一种气藏水平井分段射孔及酸化改造参数优化方法，该方法分为不考虑酸岩反应的射孔参数优化和考虑酸岩反应的射孔参数优化，两种优化方案均通过获取水平井渗透率、孔隙度数据对水平井进行分段；由现有的数据，获取各射孔段的产气剖面以及各个层段的压差；由于渗透率的差异，根据产量以及压差等参数进行射孔参数的优化；根据各个层段的产量数据，计算出各个层段的孔密，形成了孔密优化方法。本发明专利技术对射孔参数的优化分别从不考虑酸岩反应的射孔参数优化方法和考虑酸岩反应的射孔参数优化方法全面进行考虑，有效地均衡吸酸剖面以及产气剖面，提高气井产能，指导气井生产开发。

【技术实现步骤摘要】
一种气藏水平井分段射孔及酸化改造参数优化方法及系统
本专利技术属于油气开采
，尤其涉及一种气藏水平井分段射孔及酸化改造参数优化方法及系统。
技术介绍
目前，业内常用的现有技术是这样的：国内深层碳酸盐岩致密气藏埋藏深，储集空间主要以裂缝、孔洞为主，物性较差，孔隙度，渗透率低，非均质性强，开采难度大，且产能较低。为了增大产能，气井在完井方式中选择了水平井分段射孔，在后续过程中采取了酸化改造。在酸化过程中，由于渗透率的差异，导致水平井中各个井段吸酸量不同，吸酸剖面严重的不均衡，致使酸液流向高渗透层，低渗层得不到改造。因此，就可以通过调整射孔参数来均衡吸酸剖面，提高气井产能。调整射孔参数来均衡吸酸剖面时主要分为两个方面：考虑酸岩反应的射孔参数优化和未考虑酸岩反应时射孔参数的优化。在考虑了酸岩反应的影响下，岩性的改变以及酸岩反应放热使得温度的改变，对水平井各个层段的吸酸量会产生影响，进而影响射孔参数，因此，在射孔参数的优化过程中必须考虑储层温度以及岩性的影响。对于射孔参数优化的设计方法，目前常用的方法有变孔密、变射孔弹、控制打开程度和打开位置等方法。对于射孔参数的优化，国内外学者进行了大量的研究。现有技术一对在非均质油藏中，基于孔密参数对水平井入流剖面的均衡性影响以孔密参数作为优化对象，提出了非均质油藏井筒——油藏耦合模型，应用数值模拟方法对水平井射孔参数进行优化。现有技术二分析射孔打开位置和打开程度对水平井产能影响，优选了射孔枪弹参数及打开位置和打开程度。现有技术三分析了影响水平井完井产能的参数，包括孔密、孔径、孔深、相位角等因素。通过正交试验法对各种参数进行分析，得到最优结果，确定出最优参数组合。目前国内对射孔－酸化一体化完井参数优化方法少有研究，在研究的过程中，考虑了酸液改造过程中温度、岩石类型等因素对完井参数优化的影响。所以目前急需一种方法进行完井参数优化，提高气井的产能。综上所述，现有技术存在的问题是：目前国内对射孔－酸化一体化完井参数优化方法少有研究，目前对射孔参数的优化中均没有将酸液改造过程中温度、岩石类型等因素对完井参数优化的影响进行考虑完全，气井的产能较低；在考虑酸岩反应时，为了均衡产气剖面，各个层段的吸酸量也会发生改变，低渗段相对于高渗段需要进更多的酸，使得产气剖面变化幅度不大，因此吸酸量的获取较难。解决上述技术问题的难度和意义：难度在于：在考虑酸岩反应时，温度、岩石类型对地层的吸酸量影响大，对于酸液量的求取不容易；在得到各个层段的吸酸量后要如何转化为流量(吸酸)剖面，进行各个层段的孔密设计是个重大难点。解决现有技术的问题后，带来的意义为：通过对深层碳酸盐岩致密气藏水平井分段射孔及酸化改造一体化完井参数的优化，能够均衡产气剖面，吸酸剖面，使得产能进一步提高。
技术实现思路
针对现有技术存在的问题，本专利技术提供了一种气藏水平井分段射孔及酸化改造参数优化方法及系统。本专利技术是这样实现的，一种气藏水平井分段射孔及酸化改造参数优化方法，包括：(A)水平井进行分段，并获得每段的渗透率，孔隙度数据；(B)根据水平井各段渗透率数据，在注入酸时不考虑酸岩反应的情况下获取各射孔段的产气剖面以及各个层段的压差；(C)渗透率的差异，引起产气剖面差异性较大时，根据产量以及压差参数进行射孔参数的优化；(D)与常规射孔参数优化方法不同的是，在射孔－酸化一体化的参数优化中，考虑酸岩反应的影响，酸化后渗透率增大时，使产气剖面不断的发生变化，选择假设3组酸化后的渗透率分布方案；(E)利用假设后的3组渗透率分布方案，分别求出各个层段的产气剖面，判断出哪种方案使得产气剖面更均匀，且产能大，优化出渗透率分布方案；(F)射孔参数优化；根据各个层段的酸液用量数据、压差分布以及原始渗透率的分布，计算出各个层段的孔密。进一步，步骤(E)中，在射孔孔密为16孔的情况下分别求出各个层段的产气剖面，判断出哪种方案使得产气剖面更均匀；具体包括：(E1)通过酸化后的渗透率分布，求取酸化后的孔隙度，以及酸岩反应时间和酸液穿透距离，求出酸液的溶蚀体积；最终求取出酸液用量；(E2)为了表征岩石溶解导致的孔隙介质中的物性改变，利用下式确定酸化后的孔隙度式中：k——岩石酸化过后的渗透率，mD；——岩石酸化过后的孔隙度；(E3)利用酸液反应速率方程公式求取酸化过程中酸液完全反应时所需的反应时间；式中：C——酸液浓度，mol/L；J——酸岩反应速率，mol/(cm2s)；V0——酸液体积，L；S——圆盘的表面积，cm2；t——酸岩反应时间，s；为求取酸液用量，利用迭代法进行求解；首先假设酸液用量V1；(E4)利用公式求解出碳酸盐岩酸化过程中蚓孔等效半径，即酸液的有效作用距离；式中：b——实验常数，通过实验获取；M——岩石的摩尔质量；kg/mol；df——蚓孔的分形维数；D——扩散常数；q——酸液注入速度或排量，m/s；ρ——岩石的密度，kg/m3；α——溶解系数，g/mol；(E5)对在酸液完全反应t时间内酸液作用距离范围内孔隙度的变化，等于酸岩反应溶蚀的岩石体积为式中：L——水平井长度，m；(E6)利用溶解系数求取酸液用量V＝V岩石/X20式中：V——酸液用量，L；X20——体积溶解力；将假设的酸液用量V1与求取的酸液用量V进行对比，当误差小于0.005，所述酸液用量是最终求取结果；本专利技术的另一目的在于提供一种实现所述气藏水平井分段射孔及酸化改造参数优化方法的计算机程序。本专利技术的另一目的在于提供一种终端，所述终端至少搭载实现所述气藏水平井分段射孔及酸化改造参数优化方法的控制器。本专利技术的另一目的在于提供一种计算机可读存储介质，包括指令，当其在计算机上运行时，使得计算机执行所述的气藏水平井分段射孔及酸化改造参数优化方法。本专利技术的另一目的在于提供一种实现所述气藏水平井分段射孔及酸化改造参数优化方法的气藏水平井分段射孔及酸化改造参数优化控制系统，所述气藏水平井分段射孔及酸化改造参数优化控制系统包括：水平井分段单元，用于对水平井进行分段，并获得每段的渗透率，孔隙度数据；各射孔段的产气剖面以及各个层段的压差获取单元，用于根据水平井各段渗透率数据，在注入酸时不考虑酸岩反应的情况下获取各射孔段的产气剖面以及各个层段的压差；射孔参数优化单元，用于对渗透率的差异，引起产气剖面差异性较大时，根据产量以及压差参数进行射孔参数的优化；假设3组酸化后的渗透率分布方案单元，用于在射孔－酸化一体化的参数优化中，考虑酸岩反应的影响，酸化后渗透率增大时，使产气剖面不断的发生变化，采取假设3组酸化后的渗透率分布方案；渗透率分布方案优化单元，用于利用假设后的3组渗透率分布方案，分别求出各个层段的产气剖面，判断出哪种方案使得产气剖面更均匀，且产能大，优化出渗透率分布方案；各个层段孔密获取单元，用于射孔参数优化；根据各个层段的酸液用量数据、压差分布以及原始渗透率的分布，计算出各个层段的孔密。本专利技术的另一目的在于提供一种至少搭载所述气藏水平井分段射孔及酸化改造参数优化控制系统的气藏水平井分段射孔及酸化改造参数优化设备。综上所述，本专利技术的优点及积极效果为：本专利技术对射孔参数的优化分别从不考虑酸岩反应的射孔参数优化方法和考虑酸岩反应的射孔参数优化方法全面进行考虑，将酸液改造过程中温度、岩石类型等因素对完本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种气藏水平井分段射孔及酸化改造参数优化方法，其特征在于能有效均衡吸酸剖面以及产气剖面，所述气藏水平井分段射孔及酸化改造参数优化方法包括：(A)水平井进行分段，并获得每段的渗透率，孔隙度数据；(B)根据水平井各段渗透率数据，在注入酸时获取各射孔段的产气剖面以及各个层段的压差；(C)根据产量以及压差参数进行射孔参数的优化；(D)选择3组酸化后的渗透率分布方案；(E)利用3组渗透率分布方案，分别求出各个层段的产气剖面，优化出渗透率分布方案；(F)射孔参数优化；根据各个层段的酸液用量数据、压差分布以及原始渗透率的分布，计算出各个层段的孔密。

【技术特征摘要】
1.一种气藏水平井分段射孔及酸化改造参数优化方法，其特征在于能有效均衡吸酸剖面以及产气剖面，所述气藏水平井分段射孔及酸化改造参数优化方法包括：(A)水平井进行分段，并获得每段的渗透率，孔隙度数据；(B)根据水平井各段渗透率数据，在注入酸时获取各射孔段的产气剖面以及各个层段的压差；(C)根据产量以及压差参数进行射孔参数的优化；(D)选择3组酸化后的渗透率分布方案；(E)利用3组渗透率分布方案，分别求出各个层段的产气剖面，优化出渗透率分布方案；(F)射孔参数优化；根据各个层段的酸液用量数据、压差分布以及原始渗透率的分布，计算出各个层段的孔密。2.如权利要求1所述的气藏水平井分段射孔及酸化改造参数优化方法，其特征在于，步骤(E)中，在射孔孔密为16孔的情况下分别求出各个层段的产气剖面，判断出哪种方案使得产气剖面更均匀；具体包括：(E1)通过酸化后的渗透率分布，求取酸化后的孔隙度，以及酸岩反应时间和酸液穿透距离，求出酸液的溶蚀体积；最终求取出酸液用量；(E2)为了表征岩石溶解导致的孔隙介质中的物性改变，利用下式确定酸化后的孔隙度式中：k——岩石酸化过后的渗透率，mD；——岩石酸化过后的孔隙度；(E3)利用酸液反应速率方程公式求取酸化过程中酸液完全反应时所需的反应时间；式中：C——酸液浓度，mol/L；J——酸岩反应速率，mol/(cm2s)；V0——酸液体积，L；S——圆盘的表面积，cm2；t——酸岩反应时间，s；为求取酸液用量，利用迭代法进行求解；其中，酸液用量V1；(E4)利用公式求解出碳酸盐岩酸化过程中蚓孔等效半径，为酸液的有效作用距离；式中：b——实验常数，通过实验获取；M——岩石的摩尔质量；kg/mol；df——蚓孔的分形维数；D——扩散常数；q——酸液注入速度或排量，m/s；ρ——岩石的密度，kg/m3；α——溶解系数，g/mol；(E5)对在酸液完全反应t时间内酸液作用距离范围内孔隙度的变化，等于酸岩反应溶蚀...

【专利技术属性】
技术研发人员：蒋贝贝，王坤，刘为明，张华礼，李玉飞，汪传磊，
申请(专利权)人：西南石油大学，
类型：发明
国别省市：四川,51