一种人工裂缝区多阶段流体渗流状态判定分析方法及系统技术方案

本发明专利技术公开了一种人工裂缝区多阶段流体渗流状态判定分析方法，涉及采油工程技术领域，包括建立高速非达西渗流等效公式，确定流体从高速非达西渗流状态转变成达西渗流状态的判断条件；建立达西渗流公式，确定流体从达西渗流状态变成拟线性渗流状态的判断条件；判定流体处于拟线性渗流状态，分析拟线性渗流公式计算得出剩余时间步长后，进行渗透率校正直至含水率拟合与实际值相符

【技术实现步骤摘要】
一种人工裂缝区多阶段流体渗流状态判定分析方法及系统


[0001]本专利技术涉及采油工程
，特别是一种人工裂缝区多阶段流体渗流状态判定分析方法及系统
。

技术介绍

[0002]由于低渗透油藏具有储层渗透率低
、
丰度低
、
单井产能低的特点，低渗透油藏通常采取人工压裂措施提高单井产能
。
在开采中人工裂缝具有时变性，随着时间加长人工裂缝逐渐闭合，渗透率逐渐恢复到原始状况，压裂初期流体渗流方式符合高速非达西渗流，随着裂缝渗透率逐渐降低，流体渗流方式从高速非达西渗流转变到达西渗流，最后恢复到拟线性渗流
。
现有的研究考虑了时变渗透率场的问题，但目前多采用基于达西渗流方程而形成的商业软件进行低渗透油藏历史拟合，难以模拟人工裂缝中流体的高速非达西渗流特征，其单井拟合结果精度仅能达到
72.5
％，预测结果准确性较差
。
[0003]本专利技术针对人工裂缝中流体的三种渗流状态建立高速非达等效渗流公式
、
达西渗流公式
、
拟线性渗流公式，并确定了渗流状态转变的条件，与油藏数值模拟软件中利用达西渗流描述流体状态相比，更符合流体真实渗流状态
、
能够提高历史拟合精确度，为油藏开采等工作提供指导作用
。

技术实现思路

[0004]鉴于现有的人工裂缝区流体渗流的预测中存在的问题，提出了本专利技术
。
[0005]因此，本专利技术所要解决的问题在于
。
[0006]为解决上述技术问题，本专利技术提供如下技术方案：
[0007]第一方面，本专利技术实施例提供了一种人工裂缝区多阶段流体渗流状态判定分析方法，其包括，根据人工裂缝区流体渗流建立高速非达西渗流等效公式，确定流体从高速非达西渗流状态转变成达西渗流状态的判断条件；建立达西渗流公式，确定流体从达西渗流状态变成拟线性渗流状态的判断条件；判定流体处于拟线性渗流状态，分析拟线性渗流公式计算得出剩余时间步长后，进行渗透率校正直至含水率拟合与实际值相符
。
[0008]作为本专利技术所述人工裂缝区多阶段流体渗流状态判定分析方法的一种优选方案，其中：所述高速非达西渗透率等效公式为：
[0009][0010]其中，
k'
为常规达西渗流下油藏孔隙介质的绝对渗透率，
mD
；
k
为高速非达西渗流状态下的绝对渗透率，
mD
；
Δ
p/
Δ
L
为压力梯度，
MPa/m
；
n
为渗流指数，其值在
1/2
之间，当
n
＝
1/2
时，流体处于高速渗流状态，当
1/2
＜
n
＜1时，流体处于亚高速渗流状态，当
n
＝1时渗流满足达西线性渗流定律，此处选取
n
＝
1/2
来模拟流体在人工裂缝中的高速非达西渗流
。
[0011]所述高速非达西渗透率等效公式还包括第
m
时间步高速非达西渗流公式：
[0012][0013]其中，
v
m
为第
m
时间步流体渗流速度，
m/s
；
k
m
为第
m
时间步油藏孔隙介质的绝对渗透率，
mD
；
μ
为流体的粘度，
Pa
·
s
；
Δ
p
m
/
Δ
L
第
m
时间步渗流压力梯度，
MPa/m。
[0014]作为本专利技术所述人工裂缝区多阶段流体渗流状态判定分析方法的一种优选方案，其中：所述高速非达西渗透率等效公式还包括第
m+1
时间步的渗透率
k
m+1
：
[0015][0016]则下一个时间步的渗流速度
v
m+1
为：
[0017][0018]如果时间步长足够小，那么
Δ
p
m
≈
Δ
p
m+1
，则有：
[0019][0020]符合高速非达西渗流的公式，能够利用达西渗流公式等效高速非达西渗流
。
[0021]作为本专利技术所述人工裂缝区多阶段流体渗流状态判定分析方法的一种优选方案，其中：所述确定高速非达西渗流转成达西渗流方式的判断条件具体为根据渗流速度计算雷诺数，判定是否属于高速非达西渗流状态
。
[0022]计算第
m+1
个时间步的渗流速度为：
[0023][0024]其中，
ρ
为流体密度，
kg/m3；
μ
为流体动力粘度，
N
·
s/
㎡
；
φ
为孔隙度；
[0025]重新计算第
m+1
个时间步的雷诺数
Re
，若大于
0.2
，则遵循高速非达西渗流，否则为达西渗流，下一个时间步，则按照达西渗流求解；
[0026]m+1
时间步雷诺数计算公式：
[0027][0028]其中，
ρ
为流体密度，
kg/m3；
μ
为流体动力粘度，
N
·
s/
㎡
；
φ
为孔隙度
。
[0029]作为本专利技术所述人工裂缝区多阶段流体渗流状态判定分析方法的一种优选方案，其中：所述建立达西渗流公式具体为当雷诺数
Re≤0.2
时，流体进入达西渗流流态，对高速非达西渗流流态时的渗透率进行转化，即
[0030][0031]人工裂缝逐渐闭合导致的渗透率变化特征，采取以下处理：
[0032][0033]式中，
Q
为日产液量，
103t/d。
[0034]作为本专利技术所述人工裂缝区多阶段流体渗流状态判定分析方法的一种优选方案，其中：所述确定流体从达西渗流状态变成拟线性渗流状态的判断条件具体为在裂缝将闭合时，裂缝的渗透率已低于
50
×
10
‑3μ
m2，喉道半径已经很小，启动压力梯度开始影响流体渗流，流体渗流呈拟线性渗流状态即：
[0035]k
m+2
＜
50
×
10
‑3μ
m2[0036]重新计算第
m+2
个时间步的
k
m+2
，若大于
50
×
10
‑3μ
m2，则流体遵循达西渗流，否则为拟线本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种人工裂缝区多阶段流体渗流状态判定分析方法，其特征在于：包括，根据人工裂缝区流体渗流建立高速非达西渗流等效公式，确定流体从高速非达西渗流状态转变成达西渗流状态的判断条件；建立达西渗流公式，确定流体从达西渗流状态变成拟线性渗流状态的判断条件；判定流体处于拟线性渗流状态，分析拟线性渗流公式计算得出剩余时间步长后，进行渗透率校正直至含水率拟合与实际值相符
。2.
如权利要求1所述的人工裂缝区多阶段流体渗流状态判定分析方法，其特征在于：所述高速非达西渗透率等效公式为：其中，
k'
为常规达西渗流下油藏孔隙介质的绝对渗透率，
mD
；
k
为高速非达西渗流状态下的绝对渗透率，
mD
；
Δ
p/
Δ
L
为压力梯度，
MPa/m
；
n
为渗流指数，其值在
1/2
之间，当
n
＝
1/2
时，流体处于高速渗流状态，当
1/2
＜
n
＜1时，流体处于亚高速渗流状态，当
n
＝1时渗流满足达西线性渗流定律，此处选取
n
＝
1/2
来模拟流体在人工裂缝中的高速非达西渗流；所述高速非达西渗透率等效公式还包括第
m
时间步高速非达西渗流公式：其中，
v
m
为第
m
时间步流体渗流速度，
m/s
；
k
m
为第
m
时间步油藏孔隙介质的绝对渗透率
mD
；
μ
为流体的粘度，
Pa
·
s
；
Δ
p
m
/
Δ
L
第
m
时间步渗流压力梯度，
MPa/m。3.
如权利要求2所述的人工裂缝区多阶段流体渗流状态判定分析方法，其特征在于：所述高速非达西渗透率等效公式还包括第
m+1
时间步的渗透率
k
m+1
：则下一个时间步的渗流速度
v
m+1
为：如果时间步长足够小，那么
Δ
p
m
≈
Δ
p
m+1
，则有：符合高速非达西渗流的公式，能够利用达西渗流公式等效高速非达西渗流
。4.
如权利要求3所述的人工裂缝区多阶段流体渗流状态判定分析方法，其特征在于：所述确定高速非达西渗流转成达西渗流方式的判断条件具体为根据渗流速度计算雷诺数，判定是否属于高速非达西渗流状态；计算第
m+1
个时间步的渗流速度为：
其中，
ρ
为流体密度，
kg/m3；
μ
为流体动力粘度，
N
·
s/
㎡

【专利技术属性】
技术研发人员：陈尚平，何岩峰，徐慧，刘楠楠，
申请(专利权)人：常州大学，
类型：发明
国别省市：