CN107832515B - 油藏与井筒的耦合模拟方法和装置 - Google Patents

油藏与井筒的耦合模拟方法和装置 Download PDF

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Abstract

本说明书实施例提供一种油藏与井筒的耦合模拟方法和装置。所述方法应用于水平井；所述水平井包括至少一个完井段。所述方法包括：提供完井方式与节点流动单元的对应关系；基于所述对应关系，确定每个所述完井段对应的节点流动单元；基于确定的节点流动单元，构建所述水平井的耦合节点网络模型；求解所述耦合节点网络模型，获取所述水平井的油藏与井筒的耦合模拟实验结果。

Description

油藏与井筒的耦合模拟方法和装置
技术领域
本说明书实施例涉及石油天然气技术领域，特别涉及一种油藏与井筒的耦合模拟方法和装置。
背景技术
水平井井筒与油藏之间的耦合，通常是指水平井井筒中流体流动与油藏渗流之间相互作用、相互影响的过程。在实际生产时，水平井井筒与油藏之间通常存在能量传递。即，油藏通过改变压力场、温度场等物理场来影响水平井井筒中压力场、温度场等物理场的分布；相应地，水平井井筒中压力场、温度场等物理场的变化也会造成油藏中压力场、温度场等物理场的变化。在二者物理场发生变化的作用下，油藏中的能量向水平井井筒发生传递，从而在压力差的作用下使得油藏中的流体流入水平井井筒中。研究水平井井筒与油藏之间的耦合过程，对预测水平井产量有重要意义。
现有技术中，通常采用解析模型或半解析模型来对水平井井筒与油藏之间的耦合过程进行模拟。其中，所述解析模型通常将水平井筒作为一个整体；对于完井方式的处理，则是添加一个附加的压力降进行计算，从而导致求解结果的不精确。所述半解析模型是在解析模型的基础上将水平井进行分段处理，结果上比解析模型更为准确。但是，所述解析模型通常将水平井的完井管柱处理为单一流通通道；不同完井方式只是影响了流入井筒的阻力或者完井表皮，从而导致无法描述复杂的完井段管柱结构。所述半解析模型例如可以包括Dikken模型、Novy模型、Ozkan模型等。
上述现有技术中，水平井井筒与油藏之间耦合过程模拟的准确度较低，导致水平井产量预测的准确度较低。
发明内容
本说明书实施例的目的是提供一种油藏与井筒的耦合模拟方法和装置，以更加准确地模拟水平井井筒与油藏之间的耦合过程，提高水平井产量预测的准确性。
为实现上述目的，本申请实施例提供一种油藏与井筒的耦合模拟方法，应用于水平井；其中，所述水平井包括至少一个完井段；所述方法包括：提供完井方式与节点流动单元的对应关系；基于所述对应关系，确定每个所述完井段对应的节点流动单元；基于确定的节点流动单元，构建所述水平井的耦合节点网络模型；求解所述耦合节点网络模型，获取所述水平井的油藏与井筒的耦合模拟实验结果。
为实现上述目的，本申请实施例提供一种油藏与井筒的耦合模拟装置，包括：提供单元，用于提供完井方式与节点流动单元的对应关系；确定单元，用于基于所述对应关系，确定水平井中每个完井段对应的节点流动单元；其中，所述水平井包括至少一个完井段；构建单元，用于基于确定的节点流动单元，构建所述水平井的耦合节点网络模型；求解单元，用于求解所述耦合节点网络模型，获取所述水平井的油藏与井筒的耦合模拟实验结果。
由以上本说明书实施例提供的技术方案可见，本说明书实施例可以提供完井方式与节点流动单元的对应关系；可以基于所述对应关系，确定每个所述完井段对应的节点流动单元；可以基于确定的节点流动单元，构建所述水平井的耦合节点网络模型；可以求解所述耦合节点网络模型，获取所述水平井的油藏与井筒的耦合模拟实验结果。与现有技术相比，本实施例中水平井井筒与油藏之间的耦合过程考虑了完井方式，从而可以更加准确地模拟水平井井筒与油藏之间的耦合过程，提高水平井产量预测的准确性。
附图说明
为了更清楚地说明本说明书实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本说明书中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本说明书实施例一种油藏与井筒的耦合模拟方法的流程图；
图2为本说明书实施例一种第一节点流动单元的结构示意图；
图3为本说明书实施例一种第二节点流动单元的结构示意图；
图4为本说明书实施例一种第三节点流动单元的结构示意图；
图5为本说明书实施例一种第四节点流动单元的结构示意图；
图6为本说明书实施例一种对流动节点单元进行排列的示意图；
图7为本说明书实施例一种对水平井各个完井段的节点进行排序的示意图；
图8为本说明书实施例另一种对水平井各个完井段的节点进行排序的示意图；
图9为本说明书实施例一种裸眼完井的水平井示意图；
图10为本说明书实施例一种对图9所示水平井进行节点分析示意图；
图11为本说明书实施例一种图9所示水平井的流入剖面分布图；
图12为本说明书实施例一种图9所示水平井的筒中压力分布图；
图13为本说明书实施例一种图9所示水平井的油管中流量分布图；
图14为本说明书实施例一种油藏与井筒的耦合模拟装置的功能结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本说明书实施例中的附图，对本说明书实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本说明书一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本说明书中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本说明书保护的范围。
在油藏条件的复杂性增加、致密储层等非常规储层开发等背景下，水平井长度不断增长，分支水平井越来越多，完井段的管柱结构也越来越复杂，使得沿水平井段产生的压降以及流体通过完井措施时产生的压降不容忽视。此外，由于完井方式的影响，相当于将整个耦合系统变成了并联的管网。这样，流体通过完井措施不仅会产生压降，而且流入井筒的形式也会发生变化，从而影响水平井井筒与油藏的耦合过程，例如，影响水平完井筒中压力和流量的分布，以及油藏中势的分布。因此，研究和模拟不同完井方式下水平井井筒与油藏的耦合过程对于油藏开发至关重要。
研究水平井井筒与油藏之间的耦合过程，不仅要研究地层中压力和流量的变化情况，也要考虑水平井中变质量流对整个耦合系统的影响，同时还要考虑完井方式对耦合过程中压力和流量的影响。为此，本说明书实施例提供一种油藏与井筒的耦合模拟方法。本说明书实施例的耦合模拟方法可以应用于水平井，并能够针对任意分级、任意分段、任意组合形式的水平井、分支井，构建耦合节点网络模型并求解，从而可以精细描述水平井不同完井方式下流体的流动规律。
请参阅图1。本说明书实施例的油藏与井筒的耦合模拟方法可以包括以下步骤。
步骤S10：提供完井方式与节点流动单元的对应关系。
在本实施例中，完井通常是指裸眼井钻达设计井深后，使井底和油层以一定结构连通起来的工艺。完井方式包括但不限于射孔完井、割缝衬管完井、管外封隔器割缝衬管完井、裸眼完井、砾石充填完井、控水工具完井等。所述射孔完井具体例如可以包括裸眼射孔完井、套管射孔完井等；所述砾石充填完井具体例如可以包括裸眼预充填砾石筛管完井、套管内预充填砾石筛管完井等；所述控水工具完井具体例如可以包括ICD完井(InflowControl Devices，流入控制装置)、ICV完井(Inflow Control Valve，流量控制装置)等。
在本实施例中，所述节点流动单元可以包括第一节点流动单元、第二节点流动单元、第三节点流动单元、第四节点流动单元。
所述第一节点流动单元可以如图2所示。图2中，1、2、3、4、5、6分别表示节点。节点1、2、3分别表示油藏流动节点；节点4、5、6分别表示油管流动节点。需要说明是，本实施例中的节点在水平井井筒或油藏中对应有实际物理位置，具体可以将水平井或油藏中的一个物理位置作为一个节点。所述第一节点流动单元可以包括如下方程组。
Figure BDA0001453842160000041
其中，
Figure BDA0001453842160000042
Figure BDA0001453842160000043
i表示节点；
Δpfi表示节点i处油藏中的近井压降，单位为MPa；
Δpi表示节点i处油管中的压降，单位为MPa；
pi表示节点i处油管中的压力，单位为MPa；
pri表示节点i处油藏中的近井压力，单位为MPa；
qi表示节点i处油管中的流量，单位为m3/d；
Qi表示节点i处油藏中的渗入量，单位为m3/d。
所述第二节点流动单元可以如图3所示。图3中，1、2、3、4、5、6、7、8、9分别表示节点。节点1、2、3分别表示油藏流动节点；节点4、5、6分别表示近井流动节点；节点7、8、9分别表示油管流动节点。所述第二节点流动单元可以包括如下方程组。
Figure BDA0001453842160000051
其中，
Figure BDA0001453842160000052
Figure BDA0001453842160000053
Δpsi表示节点i处流体通过完井措施产生的压降，单位MPa。
所述第三节点流动单元可以如图4所示。图4中，1、2、3、4、5、6、7、8、9分别表示节点。节点1、2、3分别表示油藏流动节点；节点4、5、6分别表示油套环空流动节点；节点7、8、9分别表示油管流动节点。所述第三节点流动单元可以包括如下方程组。
Figure BDA0001453842160000054
其中，
Figure BDA0001453842160000061
Figure BDA0001453842160000062
Figure BDA0001453842160000063
Figure BDA0001453842160000064
αi+βi＝1； (12)
pai表示节点i处油套环空中的压降，单位为MPa；
qai表示节点i处油套环空中的流量，单位为m3/d；
αi表示节点i处油套环空中分配的流量系数；
βi表示节点i处油管中分配的流量系数。
所述第四节点流动单元可以如图5所示。图5中，上层节点表示油藏流动节点；中间层节点表示油套环空流动节点；下层节点表示油管流动节点。需要说明的是，图5中，i可以表示某一节流节点左侧的节点个数；j可以表示该节流节点右侧的节点个数；i+j可以表示从左到右(从最左边1开始)的第i+j个节点。所述第四节点流动单元可以包括如下方程组。
Figure BDA0001453842160000071
其中，
Figure BDA0001453842160000072
Figure BDA0001453842160000073
j表示节点；
p1＝pa(i+1)-Δps1； (16)
q1＝qa(i+1)。 (17)
在本实施例中，不同完井方式具有不同的流动特点；可以根据完井方式的流动特点，确定该完井方式对应的节点流动单元。例如，裸眼完井可以对应第一节点流动单元；裸眼预充填砾石筛管完井、割缝衬管完井、裸眼射孔完井可以对应第二节点流动单元；套管射孔完井、管外封隔器割缝衬管完井、套管内预充填砾石筛管完井可以对应第三节点流动单元；控水工具完井可以对应第四节点流动单元。
步骤S12：基于所述对应关系，确定每个完井段对应的节点流动单元。
在本实施例中，可以根据耦合模拟的需要，将水平井划分为一个或多个完井段。每个完井段可以对应一个完井方式；各个完井段对应的完井方式可以相同或不同。如此，可以基于步骤S10提供的所述对应关系，确定水平井中每个完井段对应的节点流动单元。
例如，水平井可以包括完井段A、B、C。完井段A可以对应套管射孔完井；完井段B可以对应控制工具完井；完井段C可以对应割缝衬管完井。那么，可以确定完井段A对应第三节点流动单元；可以确定完井段B对应第四节点流动单元；可以确定完井段C对应第二节点流动单元。
步骤S13：基于确定的节点流动单元，构建所述水平井的耦合节点网络模型。
在本实施例中，可以根据耦合模拟的需要，确定水平井中每个完井段的节点数量。每个完井段的节点数量可以为自然数，例如可以为1、3、10、15等。可以基于每个完井段的节点数量，以及该完井段对应的节点流动单元，构建该完井段的节点流动模型。
例如，某一完井段的节点数量可以为3。该完井段对应的节点流动单元可以为第一节点流动单元。那么，该完井段的节点流动模型可以包括如下方程组。
Figure BDA0001453842160000081
其中，
Figure BDA0001453842160000082
Figure BDA0001453842160000091
在本实施例中，可以基于完井段在水平井中的位置，将构建的节点流动模型进行组合，以满足水平井的流动规律和耦合特征，从而得到水平井的耦合节点网络模型。
例如，请参阅图6。这里，为了便于描述，可以将基于第一节点流动单元构建的节点流动模型作为第一节点流动模型；可以将基于第二节点流动单元构建的节点流动模型作为第二节点流动模型；可以将基于第三节点流动单元构建的节点流动模型作为第三节点流动模型；可以将基于第四节点流动单元构建的节点流动模型作为第四节点流动模型；
水平井可以包括完井段A、B、C。完井段A可以对应第三节点流动模型；完井段B可以对应第四节点流动模型；完井段C可以对应第二节点流动模型。水平井从井趾到井跟依次为完井段A、B、C。那么，可以按照第三节点流动模型、第四节点流动模型、第二节点流动模型的顺序进行组合。
请参阅图7和图8。在本实施例的一个实施方式中，水平井的耦合节点网络模型可以为方程组，该方程组可以包括一个或多个方程，每个方程可以对应一个节点。如此，为了便于求解方程组，可以对水平井各个完井段的节点进行排序。从而可以在排序后，基于完井段在水平井中的位置，将构建的节点流动模型进行组合。
排序的原则可以为：从井趾到井跟按照自然顺序排序，油藏节点和油套环空节点的序号与主井筒序号相同；即，横向上自然排序，纵向上序号相同。具体可以先对主井筒进行排序；然后如果存在分支井，再对于分支井按照上述排序原则进行排序。
在本实施例的一个实施方式中，考虑在井趾处从地层到井筒存在渗流，可以基于完井段在水平井中的位置，将构建的节点流动模型进行组合；然后可以基于边界条件方程和组合后的节点流动模型，构建水平井的耦合节点网络模型。
在本实施方式中，在水平井为定压内边界的条件下，边界条件方程可以如下。
Figure BDA0001453842160000092
其中，
n表示水平井中节点的总个数；
pwf表示井底压力，单位为MPa；
Δpf0表示井趾处近井压降，单位为MPa；
pr0表示井趾处的供给边界压力，单位为MPa。
在水平井为定产内边界的条件下，边界条件方程可以如下。
F(n+1)＝Qall-Q0-Q1-…-Qn (22)
其中，
Qall表示井底流量，单位为m3/d；
Q0表示井趾处油藏渗入量，单位为m3/d。
需要说明的是，内边界通常指的是井底条件。定压通常指在生产时井底压力保持不变。定产通常指在生产时井底产量保持不变。
步骤S14：求解所述耦合节点网络模型，获取所述水平井的油藏与井筒的耦合模拟实验结果。
在本实施例中，可以将完井参数、油藏物性参数和流体性质参数等代入所述耦合节点网络模型；可以使用牛顿-拉夫森(Newton-Raphson)迭代法，求解所述耦合节点网络模型，得到所述水平井的油藏与井筒的耦合模拟实验结果。所述模拟实验结果例如可以包括水平井各个节点处的压力、流量等。
在本实施例中，可以使用流动方程、油套环空压降方程、油管压降方程、壁面剪切力方程、摩擦因子方程等求解所述耦合节点网络模型。
在本实施例中，所述流动方程可以用来表征流体在地层中的渗流，具体可以如下。
Qi＝JΔpfi (23)
其中，
μ表示流体粘度，单位为mPa.s；
rw表示井筒半径，单位为m；
re表示油藏供给半径，单位为m；
k表示渗透率，单位为μm2；
h表示油层厚度，单位为m。
在本实施例中，所述油套环空压降方程可以如下式25，所述油管压降方程可以如下式26。
Figure BDA0001453842160000111
Figure BDA0001453842160000112
其中，
τ1表示套管内壁壁面剪切力，单位为N；
τ2表示油管外壁壁面剪切力，单位为N；
τw表示油管内壁壁面剪切力，单位为N；
R1表示套管内径，单位为m；
R2表示油管外径，单位为m；
A1表示油套环空流动截面面积，单位为m2；
A2表示油管流动截面面积，单位为m2；
D表示油管直径，单位为m；
ρ表示流体密度，单位为kg/m3；
ΔL表示井筒微元段长度，单位为m。
在本实施例中，所述壁面剪切力方程可以如下。
Figure BDA0001453842160000113
其中，
f表示摩擦因子；
v表示流体速度，
Figure BDA0001453842160000114
单位为m/s2；Q表示流量，单位为m3/s；A表示流体流动截面面积，单位为m2。
在本实施例中，层流时(Re≤2000)，所述摩擦因子方程可以如下式28。湍流时(Re＞2000)，所述摩擦因子方程可以如下式29。
Figure BDA0001453842160000121
Figure BDA0001453842160000122
其中，
Re表示井筒中雷诺数；
Rew表示壁面入流雷诺数；
inflow case表示流入条件下；
outflow case表示流出条件下。
在本实施例中，可以利用牛顿-拉夫森(Newton-Raphson)迭代方法求解耦合节点网络模型。由于耦合节点网络模型的中间节点(井筒中的节点)的变量均可以用流入剖面来表示，从而可以将流入剖面设为初值，并可以将初值带入到整个迭代过程中去，继而可以用计算得到的新值代替初值进行迭代运算。具体地，求解耦合节点网络模型的过程可以如下。
(1)将耦合节点网络模型写为牛顿-拉夫森方法的形式。
Figure BDA0001453842160000123
其中，
Q＝(Q0,Q1,…,Qn)T。
(2)计算方程F(Q(k))的Jacobi矩阵(雅可比矩阵)如下。
Figure BDA0001453842160000124
其中，
Figure BDA0001453842160000131
(3)求解如下方程。
AQ＝B (32)
其中，
A＝DF(Q(k))，B＝-F(Q(k))。
方程AQ＝B的求解过程可以如下。
(3.1)给定迭代初值
Figure BDA0001453842160000132
其中，在求解第三节点流动单元时还需给定初值
Figure BDA0001453842160000133
(3.2)计算中间变量Δpfi，Δpsi，Δpi，pi，qi，Δpai，pai，qai，Δqai。
(3.3)计算系数矩阵DF(Q(0))和右端项-F(Q(0))。
(3.4)求解方程组AΔQ(0)＝B。其中，A＝DF(Q(0))，B＝-F(Q(0))。计算Q(1)＝Q(0)+ΔQ(0)。其中，在求解第三节点流动单元时，还需计算
Figure BDA0001453842160000134
(3.5)计算
Figure BDA0001453842160000135
或||F(Q(1))||。若
Figure BDA0001453842160000136
或||F(Q(1))||＜ε，则解为Q(1)；否则令Q(0)＝Q(1)。其中，在求解第三节点流动单元时，还需令
Figure BDA0001453842160000137
并返回到步骤(2)，直到迭代结束为止。
请参阅图9和图10，以下介绍本实施例的一个场景示例。
在本场景示例中，水平井可包括一个完井段，该完井段的完井方式可以为裸眼完井。如此，可以确定该完井段对应第一节点流动单元。
在本场景示例中，可以确定完井段的节点数量为200个。可以选取所述水平井的边界条件为定产内边界。如此，可以构建如下耦合节点网络模型。
Figure BDA0001453842160000141
在本场景示例中，水平井的完井参数、油藏物性参数、流体参数等可以如下表1所示。
表1
参数 值
油的粘度(mPa·s) 2
油的密度(g/cm<sup>3</sup>) 0.89
油相的流量(m<sup>3</sup>/d) 50
地层渗透率(μm<sup>2</sup>) 1
油层厚度(m) 50
完井长度(m) 1000
完井外径(mm) 139.7(5-1/2")
定压边界压力(MPa) 30
可以将表1中的完井参数、油藏物性参数和流体性质参数等代入所述耦合节点网络模型；可以使用牛顿-拉夫森(Newton-Raphson)迭代法，求解所述耦合节点网络模型，得到所述水平井的油藏与井筒的耦合模拟实验结果。
在本场景示例中，图11展示了水平井裸眼完井方式下流入剖面的分布图。从图10中可以看出，沿着流体的流动方向上(从井趾到井跟)，单位长度上地层渗入量呈现递增的趋势；从数值上来看变化很小，相差不大。
图12展示了水平井裸眼完井方式下井筒中压力分布图。从图中可以看出，沿着流体的流动方向上(从井趾到井跟)，井筒中不同位置处的压力呈现递减的规律；从数值上来看变化很小，相差不大。
图13展示了水平井裸眼完井方式下井筒中流量分布图，用于表征井筒不同位置处的累积流量。从图中可以明显的看出，沿着流体的流动方向上(从井趾到井跟)，井筒中不同位置处流量呈现递增的趋势，且变化梯度均匀。
图11、图12和图13，分别从流入剖面、油管中的压力分布和油管中的流量分布三个维度来描述水平井裸眼完井方式下的流动规律。裸眼完井作为比较简单的完井方式，没有套管和防砂措施的下入，在整个完井段方向上的地层物性和流体性质均相同，故而不论流入剖面、油管中压力的分布，还是油管中压力和流量的分布变化梯度均比较均匀。水平井是一个变质量流的流动规律，越靠近井跟处，流量越大，即流速越快。由伯努利方程可知，压力越小，则与地层之间的压降就越大，地层中的渗入量也越大。所以沿流体流动方向上，流入剖面和井筒中的流量分布呈现递增的规律，井筒中的压力则呈现递减的规律。
在本实施例中，可以提供完井方式与节点流动单元的对应关系；可以基于所述对应关系，确定每个所述完井段对应的节点流动单元；可以基于确定的节点流动单元，构建所述水平井的耦合节点网络模型；可以求解所述耦合节点网络模型，获取所述水平井的油藏与井筒的耦合模拟实验结果。与现有技术相比，本实施例中水平井井筒与油藏之间的耦合过程考虑了完井方式，从而可以更加准确地模拟水平井井筒与油藏之间的耦合过程，提高水平井产量预测的准确性。
进一步地，本实施例提供了一种解决不同完井方式下耦合过程的通用方法，基于4种基本类型的节点流动单元，可以排列组合成现有的任意类型的完井方式，从而可以建立耦合节点网络模型；通过求解所述耦合节点网络模型可以得到水平井不同位置处的压力和流量分布，提高可操作性的同时也提高了其精确度。具体体现在：
(1)基于不同的完井方式，提炼出4种基本类型的节点流动单元；可以基于这4种基本类型的节点流动单元，排列组合成满足现有的任意完井方式；并可以建立耦合节点网络模型进行求解，适用范围广，方便、灵活。
(2)将不同完井方式下的油藏-水平井井筒耦合过程进行了细化，详细阐述耦合过程中各部分的组成及流动特征，使耦合过程的模拟更加全面可靠。
请参阅图14。本申请实施例还提供一种油藏与井筒的耦合模拟装置，包括：
提供单元20，用于提供完井方式与节点流动单元的对应关系；
确定单元22，用于基于所述对应关系，确定水平井中每个完井段对应的节点流动单元；其中，所述水平井包括至少一个完井段；
构建单元24，用于基于确定的节点流动单元，构建所述水平井的耦合节点网络模型；
求解单元26，用于求解所述耦合节点网络模型，获取所述水平井的油藏与井筒的耦合模拟实验结果。
在20世纪90年代，对于一个技术的改进可以很明显地区分是硬件上的改进(例如，对二极管、晶体管、开关等电路结构的改进)还是软件上的改进(对于方法流程的改进)。然而，随着技术的发展，当今的很多方法流程的改进已经可以视为硬件电路结构的直接改进。设计人员几乎都通过将改进的方法流程编程到硬件电路中来得到相应的硬件电路结构。因此，不能说一个方法流程的改进就不能用硬件实体模块来实现。例如，可编程逻辑器件(Programmable Logic Device,PLD)(例如现场可编程门阵列(Field Programmable GateArray，FPGA))就是这样一种集成电路，其逻辑功能由用户对器件编程来确定。由设计人员自行编程来把一个数字系统“集成”在一片PLD上，而不需要请芯片制造厂商来设计和制作专用的集成电路芯片2。而且，如今，取代手工地制作集成电路芯片，这种编程也多半改用“逻辑编译器(logic compiler)”软件来实现，它与程序开发撰写时所用的软件编译器相类似，而要编译之前的原始代码也得用特定的编程语言来撰写，此称之为硬件描述语言(Hardware Description Language，HDL)，而HDL也并非仅有一种，而是有许多种，如ABEL(Advanced Boolean Expression Language)、AHDL(Altera Hardware DescriptionLanguage)、Confluence、CUPL(Cornell University Programming Language)、HDCal、JHDL(Java Hardware Description Language)、Lava、Lola、MyHDL、PALASM、RHDL(RubyHardware Description Language)等，目前最普遍使用的是VHDL(Very-High-SpeedIntegrated Circuit Hardware Description Language)与Verilog2。本领域技术人员也应该清楚，只需要将方法流程用上述几种硬件描述语言稍作逻辑编程并编程到集成电路中，就可以很容易得到实现该逻辑方法流程的硬件电路。
上述实施例阐明的系统、装置、模块或单元，具体可以由计算机芯片或实体实现，或者由具有某种功能的产品来实现。
上述实施例阐明的系统、装置、模块或单元，具体可以由计算机芯片或实体实现，或者由具有某种功能的产品来实现。一种典型的实现设备为计算机。具体的，计算机例如可以为个人计算机、膝上型计算机、蜂窝电话、相机电话、智能电话、个人数字助理、媒体播放器、导航设备、电子邮件设备、游戏控制台、平板计算机、可穿戴设备或者这些设备中的任何设备的组合。
通过以上的实施方式的描述可知，本领域的技术人员可以清楚地了解到本说明书可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现。基于这样的理解，本说明书的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品可以存储在存储介质中，如ROM/RAM、磁碟、光盘等，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本说明书各个实施例或者实施例的某些部分所述的方法。
本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。尤其，对于系统实施例而言，由于其基本相似于方法实施例，所以描述的比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。
本说明书可用于众多通用或专用的计算机系统环境或配置中。例如：个人计算机、服务器计算机、手持设备或便携式设备、平板型设备、多处理器系统、基于微处理器的系统、置顶盒、可编程的消费电子设备、网络PC、小型计算机、大型计算机、包括以上任何系统或设备的分布式计算环境等等。
本说明书可以在由计算机执行的计算机可执行指令的一般上下文中描述，例如程序模块。一般地，程序模块包括执行特定任务或实现特定抽象数据类型的例程、程序、对象、组件、数据结构等等。也可以在分布式计算环境中实践本说明书，在这些分布式计算环境中，由通过通信网络而被连接的远程处理设备来执行任务。在分布式计算环境中，程序模块可以位于包括存储设备在内的本地和远程计算机存储介质中。
虽然通过实施例描绘了本说明书，本领域普通技术人员知道，本说明书有许多变形和变化而不脱离本说明书的精神，希望所附的权利要求包括这些变形和变化而不脱离本说明书的精神。

Claims (9)

1.一种油藏与井筒的耦合模拟方法，应用于水平井；其中，所述水平井包括至少一个完井段；其特征在于，所述方法包括：
提供完井方式与节点流动单元的对应关系；
基于所述对应关系，确定每个所述完井段对应的节点流动单元；
基于确定的节点流动单元，构建所述水平井的耦合节点网络模型；
求解所述耦合节点网络模型，获取所述水平井的油藏与井筒的耦合模拟实验结果；
所述节点流动单元包括第一节点流动单元、第二节点流动单元、第三节点流动单元和第四节点流动单元；其中，
所述第一节点流动单元包括以下方程组：
Figure FDA0002453374690000011
所述第二节点流动单元包括以下方程组：
Figure FDA0002453374690000012
所述第三节点流动单元包括以下方程组：
Figure FDA0002453374690000013
所述第四节点流动单元包括以下方程组：
Figure FDA0002453374690000021
其中，
i和j分别表示节点；
Δpfi表示节点i处油藏中的近井压降；
Δpi表示节点i处油管中的压降；
pi表示节点i处油管中的压力；
pri表示节点i处油藏中的近井压力；
Δpsi表示节点i处流体通过完井措施产生的压降；
pai表示节点i处油套环空中的压降。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述完井方式与节点流动单元的对应关系，包括：
裸眼完井与第一节点流动单元的对应关系；
裸眼预充填砾石筛管完井、割缝衬管完井、和裸眼射孔完井分别与第二节点流动单元的对应关系；
套管射孔完井、管外封隔器割缝衬管完井、和套管内预充填砾石筛管完井分别与第三节点流动单元的对应关系；
控水工具完井与第四节点流动单元的对应关系。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，每个完井段对应有完井方式；相应地，所述确定每个所述完井段对应的节点流动单元，包括：
基于所述对应关系，以及每个完井段对应的完井方式，确定该完井段对应的节点流动单元。
4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，构建所述水平井的耦合节点网络模型，包括：
确定水平井中每个完井段的节点数量；
基于每个完井段的节点数量，以及该完井段对应的节点流动单元，构建该完井段的节点流动模型；
基于完井段在所述水平井中的位置，将构建的节点流动模型进行组合，获取所述水平井的耦合节点网络模型。
5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，所述获取所述水平井的耦合节点网络模型，包括：
基于边界条件方程和组合后的节点流动模型，构建所述水平井的耦合节点网络模型。
6.如权利要求4所述的方法，其特征在于，在将构建的节点流动模型进行组合之前，所述方法还包括：
对所述水平井中各个完井段的节点进行排序。
7.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述求解所述耦合节点网络模型，包括：
将完井参数、油藏物性参数和流体性质参数代入所述耦合节点网络模型，求解所述耦合节点网络模型。
8.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述求解所述耦合节点网络模型，包括：
使用牛顿-拉夫森迭代法，求解所述耦合节点网络模型。
9.一种油藏与井筒的耦合模拟装置，其特征在于，包括：
提供单元，用于提供完井方式与节点流动单元的对应关系；
确定单元，用于基于所述对应关系，确定水平井中每个完井段对应的节点流动单元；其中，所述水平井包括至少一个完井段；
构建单元，用于基于确定的节点流动单元，构建所述水平井的耦合节点网络模型；
求解单元，用于求解所述耦合节点网络模型，获取所述水平井的油藏与井筒的耦合模拟实验结果；
所述节点流动单元包括第一节点流动单元、第二节点流动单元、第三节点流动单元和第四节点流动单元；其中，
所述第一节点流动单元包括以下方程组：
Figure FDA0002453374690000041
所述第二节点流动单元包括以下方程组：
Figure FDA0002453374690000042
所述第三节点流动单元包括以下方程组：
Figure FDA0002453374690000043
所述第四节点流动单元包括以下方程组：
Figure FDA0002453374690000044
其中，
i和j分别表示节点；
Δpfi表示节点i处油藏中的近井压降；
Δpi表示节点i处油管中的压降；
pi表示节点i处油管中的压力；
pri表示节点i处油藏中的近井压力；
Δpsi表示节点i处流体通过完井措施产生的压降；
pai表示节点i处油套环空中的压降。
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