确定砂岩储层水平井钻井液侵入表皮系数的方法技术

一种确定砂岩储层水平井钻井液侵入表皮系数的方法。所述方法包括如下步骤：第一步，建立水平井水平段井眼与储层损害区的椭圆台状物理模型；第二步，测试岩心钻井液动态损害滤失量，建立单位长度滤失速率与时间的函数，计算出钻井液等效侵入半径；第三步，通过测试岩心经钻井液损害前后的线性渗透率，建立渗透率恢复率与测量位置的函数，计算出井筒周围损害后径向渗透率；第四步，根据所获得的钻井液等效侵入半径和径向渗透率，确定出水平井钻井液侵入表皮系数。本种方法考虑了径向渗流对储层损害的影响因素和储层渗透率和钻井液侵入半径沿损害区的变化对钻井液侵入表皮系数的影响因素，所以更能够真实地反映出钻井液的侵入导致储层所遭受到的损害。导致储层所遭受到的损害。

【技术实现步骤摘要】
确定砂岩储层水平井钻井液侵入表皮系数的方法

：
[0001]本专利技术涉及一种应用于储层损害评价领域中的确定砂岩储层水平井钻井液侵入表皮系数的方法。

技术介绍
：
[0002]随着油气田开采技术的不断进步，水平井采油工艺在薄差砂岩油气层的开发中得到了越来越广泛的应用。在水平井钻进过程中，钻井液的侵入导致储层遭受不同程度的损害，降低了储层的产能，为此，技术人员采用水平井钻井液侵入表皮系数来表征钻井液对储层的侵害程度。获得精确的水平井钻井液侵入表皮系数不仅能够优化钻井液体系，而且对于评价水平井酸化增产的效果有重要意义。
[0003]申请号为CN202010844468.4的专利申请《一种致密砂岩气藏钻井液储层伤害评价方法》，通过储层损害比进行储层损害程度的评价，而实际储层损害不止反映在渗透率变化上，还有侵入半径变化。申请号为CN201710823011.3的专利申请《一种模拟井下条件储层损害评价系统》，利用该系统模拟了井下实际工况条件下钻井液对储层的损害过程，然而系统中未能体现出评价损害程度的具体方法。
[0004]综上，现有评价技术还存在以下问题：一是储层渗透率和钻井液侵入半径的计算是在室内线性渗流条件下进行的，并非实际井况的径向渗流条件，其中，Ferguson C K建立了钻井液滤失速率与时间的经验公式见式2
‑
1；二是没有同时考虑储层渗透率和钻井液侵入半径沿损害区的变化对评价储层损害程度的影响。

技术实现思路
：
[0005]为了解决
技术介绍
中所提到的技术问题，本专利技术提供了一种确定砂岩储层水平井钻井液侵入表皮系数的方法，该种方法考虑了径向渗流对储层损害的影响因素和储层渗透率和钻井液侵入半径沿损害区的变化对钻井液侵入表皮系数的影响因素，利用该方法所确定的钻井液侵入表皮系数具有更高的精准度。
[0006]本专利技术的技术方案是：该确定砂岩储层水平井钻井液侵入表皮系数的方法，其特征在于，所述方法包含如下步骤：
[0007]第一步，建立水平井水平段井眼与储层损害区的椭圆台状物理模型，路径如下：
[0008]椭圆台状物理模型体积计算公式见式1
‑
1，
[0009][0010]式中：
[0011]V
cone
—椭圆台状物理模型体积，cm3；
[0012]a
H,min
—椭圆台状物理模型中的最小水平轴长度，cm；
[0013]a
V,min
—椭圆台状物理模型中的最小垂直轴长度，cm；
[0014]a
H,max
—椭圆台状物理模型中的最大水平轴长度，cm；
[0015]a
V,max
—椭圆台状物理模型中的最大垂直轴长度，cm；
[0016]L—水平井水平段长度，cm；
[0017]定义各向异性系数β为：
[0018][0019]式中：
[0020]β—各向异性系数，无量纲；
[0021]K
H
—水平渗透率，10
‑3μm2；
[0022]K
V
—垂向渗透率，10
‑3μm2；
[0023]水平轴长度与垂直轴长度的比值：
[0024]a
H
＝β
·
a
V
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(1
‑
3)
[0025]式中：
[0026]a
H
—椭圆台状物理模型中的水平轴长度，cm；
[0027]a
V
—椭圆台状物理模型中的垂直轴长度，cm；
[0028]由于椭圆台状物理模型中的最小水平轴长度a
H,min
或最小垂直轴长度a
V,min
为井眼半径r
w
可得，
[0029][0030]式中：
[0031]r
w
—井眼半径，cm；
[0032]考虑储层损害区岩石孔隙体积后，椭圆台状物理模型体积计算公式简化为：
[0033][0034]式中：
[0035]φ—孔隙度，无量纲；
[0036]第二步，测试岩心钻井液动态损害滤失量，建立单位长度滤失速率与时间的函数，见式2
‑
1，之后，利用式2
‑
6计算出钻井液等效侵入半径r
s
′
；
[0037]q
m
＝ae
‑
bt
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(2
‑
1)
[0038]式中：
[0039]q
m
—单位长度滤失速率，cm3/(cm
·
h)；
[0040]a—滤失系数，cm3/(cm
·
h)；
[0041]b—滤失指数，1/h；
[0042]t—钻井液侵入时间，h；
[0043]建立实验数据与椭圆台状物理模型体积的联系见式2
‑
2：
[0044][0045]式中：
[0046]V—实验过程中钻井液滤失体积，cm3；
[0047]对式2
‑
2进行分离变量和积分，得到式2
‑
3，
[0048][0049][0050]式中：
[0051]L
e
—水平井等效长度，cm；
[0052]ROP—机械钻速，cm/h；
[0053]利用式2
‑
3可计算出a
H,max
，带入式1
‑
5可得到椭圆台状物理模型体积，将其等效为圆柱体，利用式2
‑
5计算出钻井液等效侵入半径r
s
′
；
[0054][0055]式中：
[0056]r
s
′
—钻井液等效侵入半径，cm；
[0057]第三步，通过测试岩心经钻井液损害前后的线性渗透率，建立渗透率恢复率与测量位置的函数(式3
‑
1)，将该函数适用于井筒周围岩心损害，利用(式3
‑
2)计算出井筒周围损害后径向渗透率K
rR
；
[0058][0059]式中：
[0060]c—损害系数，无量纲；
[0061]d—损害指数，无量纲；
[0062]x—钻井液线性侵入深度，cm；
[0063]l
d
—岩心损害最大深度，cm；
[0064][0065]其中：
[0066]f
K
(r)＝f
K
(x)
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(3
‑
3)
[0067]式中：
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种确定砂岩储层水平井钻井液侵入表皮系数的方法，其特征在于，所述方法包含如下步骤：第一步，建立水平井水平段井眼与储层损害区的椭圆台状物理模型，路径如下：椭圆台状物理模型体积计算公式见式1
‑
1，式中：V
cone
—椭圆台状物理模型体积，cm3；a
H,min
—椭圆台状物理模型中的最小水平轴长度，cm；a
V,min
—椭圆台状物理模型中的最小垂直轴长度，cm；a
H,max
—椭圆台状物理模型中的最大水平轴长度，cm；a
V,max
—椭圆台状物理模型中的最大垂直轴长度，cm；L—水平井水平段长度，cm；定义各向异性系数β为：式中：β—各向异性系数，无量纲；K
H
—水平渗透率，10
‑3μm2；K
V
—垂向渗透率，10
‑3μm2；水平轴长度与垂直轴长度的比值：a
H
＝β
·
a
V
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(1
‑
3)式中：a
H
—椭圆台状物理模型中的水平轴长度，cm；a
V
—椭圆台状物理模型中的垂直轴长度，cm；由于椭圆台状物理模型中的最小水平轴长度a
H,min
或最小垂直轴长度a
V,min
为井眼半径r
w
，可得，式中：r
w
—井眼半径，cm；考虑储层损害区岩石孔隙体积后，椭圆台状物理模型体积计算公式简化为：式中：
φ—孔隙度，无量纲；第二步，测试岩心钻井液动态损害滤失量，建立单位长度滤失速率与时间的函数，见式2
‑
1，之后，利用式2
‑
5计算出钻井液等效侵入半径r
′
s
；q
m
＝ae
‑
bt
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(2
‑
1)式中：q
m
—单位长度滤失速率，cm3/(cm
·
h)；a—滤失系数，cm3/(cm
·
h)；b—滤失指数，...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘书杰，黄熠，孟文波，刘和兴，蒋东雷，余意，王恒，张健，张崇，董钊，任冠龙，郭春萍，
申请(专利权)人：中海石油中国有限公司湛江分公司，
类型：发明
国别省市：