CN111810108B - 一种页岩气水平井压后返排油嘴动态调整系统及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种页岩气水平井压后返排油嘴动态调整系统及方法，包括参数设定单元，用于据开井前返排制度设定洗井冲砂流量、开井临界流速、开井时间参数；初始油嘴确定单元，用于开井临界流速来确定初始油嘴的直径；产能因子计算单元，用于产能因子的计算；流量因子计算单元，用于流量因子的计算；应力因子计算单元，用于应力因子的计算；伤害因子计算单元，用于伤害因子的计算；测试标准判断单元，用于油嘴直径的判断。本发明可以提高单井产能和采收率EUR目标。

Description

一种页岩气水平井压后返排油嘴动态调整系统及方法
技术领域
本发明属于水力压裂工艺技术领域，具体涉及一种页岩气水平井压后返排油嘴动态调整系统及方法。
背景技术
目前对致密储层的压裂使用支撑剂的目的是支撑水力裂缝，在地层中形成较长的、有一定导流能力的填砂裂缝，从而增加油气井有效渗流面积。经过大量现场施工后发现，油气井压后返排特别是生产过程中，常常会使支撑剂进入井筒而产生回流。现在较多的油气井采用管外封隔器分段压裂，该技术自身的特点决定了一旦水平井出砂造成砂埋井筒则会影响油气井产量，而且后期处理困难，最终导致降产生产或关井。
压裂液返排施工时，为了降低压裂液对地层的伤害，必须使压裂液及时返排出地层。返排施工时，压裂液返排速度越大，支撑剂越容易发生回流。返排速度过小，压裂液在裂缝中的滞留时间越长，压裂液会对地层造成伤害。因此，压裂液返排过程中，返排速度必须适当，在控制支撑剂回流的前提下，尽量提高压裂液返排速度，来减小压裂液对地层的伤害。目前来说，大部分现场都是依靠以往的经验选择放喷油嘴大小，容易导致放喷油嘴选择不够准确。
发明内容
为了克服现有技术中的缺点，本发明提供一种可以提高单井产能和采收率EUR目标的页岩气水平井压后返排油嘴动态调整系统及方法。
本发明解决上述技术问题所提供的技术方案是：一种页岩气水平井压后返排油嘴动态调整方法，包括以下步骤：
步骤一、根据开井前返排制度确定洗井冲砂流量、开井临界流速、开井时间；
步骤二、然后根据开井临界流速确定初始油嘴的直径；
步骤三、采用初始油嘴模拟对已压裂完成的页岩气水平井进行开井排液，并记录下初始油嘴的瞬时气量、瞬时液量、瞬时砂量以及井口压力；
步骤四、对返排液进行水分析，确定返排液的物性参数；
步骤五、再根据瞬时气量确定产能因子，瞬时液量确定流量因子，井口压力确定应力因子，瞬时砂量和返排液的物性参数确定伤害因子；
步骤六、根据产能因子、流量因子、应力因子、伤害因子调整油嘴的直径；
步骤七、判断调整后的油嘴直径是否符合要求，若不符合则继续调整油嘴的直径，然后重复步骤三至七，直到油嘴的直径符合要求；其要求为调整后的油嘴生产产能大于调整前的油嘴生产产能。
进一步的技术方案是，所述步骤一中所述开井临界流速通过公式计算得到：
Figure 929216DEST_PATH_IMAGE002
式中：
Figure 178932DEST_PATH_IMAGE004
表示临界速度；
Figure 88506DEST_PATH_IMAGE006
表示返排液密度；
Figure 398265DEST_PATH_IMAGE008
表示支撑剂颗粒密度；
Figure 672252DEST_PATH_IMAGE010
表示支撑剂颗粒直径。
Figure DEST_PATH_IMAGE011
进一步的技术方案是，所述步骤五中产能因子通过以下公式计算得到：
Figure DEST_PATH_IMAGE013
式中：K表示产能因子；Q表示瞬时气量；D表示产能指数。
进一步的技术方案是，所述步骤五中流量因子通过以下公式计算得到：
Figure DEST_PATH_IMAGE015
式中：
Figure DEST_PATH_IMAGE017
表示流量因子；
Figure 850292DEST_PATH_IMAGE006
表示返排液密度；q表示瞬时液量；A表示油嘴横截面；
Figure DEST_PATH_IMAGE019
表示油嘴的压力差。
进一步的技术方案是，所述步骤五中应力因子通过以下公式计算得到：
Figure DEST_PATH_IMAGE021
式中：k表示流量因子；
Figure DEST_PATH_IMAGE023
表示井口压力；p表示地层应力。
进一步的技术方案是，所述步骤五中伤害因子通过以下公式计算得到：
Figure DEST_PATH_IMAGE025
Figure DEST_PATH_IMAGE027
Figure DEST_PATH_IMAGE029
式中：f表示伤害因子；
Figure DEST_PATH_IMAGE031
表示初始支撑裂缝渗透率；
Figure DEST_PATH_IMAGE033
表示初始油嘴喷砂后的支撑裂缝渗透率；
Figure DEST_PATH_IMAGE035
表示压裂液的粘度；
Figure DEST_PATH_IMAGE037
表示返排液的粘度；
Figure DEST_PATH_IMAGE039
表示洗井冲砂流量；
Figure DEST_PATH_IMAGE041
表示瞬时砂量；
Figure DEST_PATH_IMAGE042
表示返排液密度；w表示裂缝宽度。
与现有技术相比，具有以下优点：本发明可以提高单井产能和采收率EUR目标。
附图说明
图1是本发明的流程框图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明做更进一步的说明。
如图1所示，本发明的一种页岩气水平井压后返排油嘴动态调整方法，包括以下步骤：
步骤一、根据开井前返排制度确定洗井冲砂流量、开井临界流速、开井时间；
其中根据开井临界流速通过公式计算得到：
Figure 998727DEST_PATH_IMAGE002
式中：
Figure DEST_PATH_IMAGE043
表示临界速度；
Figure 541704DEST_PATH_IMAGE006
表示返排液密度；
Figure 834145DEST_PATH_IMAGE008
表示支撑剂颗粒密度；
Figure 691242DEST_PATH_IMAGE010
表示支撑剂颗粒直径；
步骤二、然后根据开井临界流速确定初始油嘴的直径；
步骤三、采用初始油嘴模拟对已压裂完成的页岩气水平井进行开井排液，并记录下初始油嘴的瞬时气量、瞬时液量、瞬时砂量以及井口压力；
步骤四、对返排液进行水分析，确定返排液的物性参数；
步骤五、再根据瞬时气量确定产能因子，瞬时液量确定流量因子，井口压力确定应力因子，瞬时砂量和返排液的物性参数确定伤害因子；
产能因子通过以下公式计算得到：
Figure 306900DEST_PATH_IMAGE013
式中：K表示产能因子；Q表示瞬时气量；D表示产能指数。
流量因子通过以下公式计算得到：
Figure 958461DEST_PATH_IMAGE015
式中：
Figure 3778DEST_PATH_IMAGE017
表示流量因子；
Figure 602249DEST_PATH_IMAGE006
表示返排液密度；q表示瞬时液量；A表示油嘴横截面；
Figure 151042DEST_PATH_IMAGE019
表示油嘴的压力差。
应力因子通过以下公式计算得到：
Figure 239084DEST_PATH_IMAGE021
式中：k表示流量因子；
Figure 568434DEST_PATH_IMAGE023
表示井口压力；p表示地层应力。
伤害因子通过以下公式计算得到：
Figure 767334DEST_PATH_IMAGE025
Figure DEST_PATH_IMAGE044
Figure 232951DEST_PATH_IMAGE029
式中：f表示伤害因子；
Figure 491894DEST_PATH_IMAGE031
表示初始支撑裂缝渗透率；
Figure 308540DEST_PATH_IMAGE033
表示初始油嘴喷砂后的支撑裂缝渗透率；
Figure 45552DEST_PATH_IMAGE035
表示压裂液的粘度；
Figure 568937DEST_PATH_IMAGE037
表示返排液的粘度；
Figure 61098DEST_PATH_IMAGE039
表示洗井冲砂流量；
Figure 37145DEST_PATH_IMAGE041
表示瞬时砂量；
Figure 643094DEST_PATH_IMAGE042
表示返排液密度；w表示裂缝宽度；
步骤六、根据产能因子、流量因子、应力因子、伤害因子调整油嘴的直径；
步骤七、根据测试标准判断调整后的油嘴直径是否符合要求，若不符合标准则继续调整油嘴的直径，然后重复步骤三至七，直到油嘴的直径符合要求，然后进行测试投产。其测试标准为调整后的油嘴生产产能大于调整前的油嘴生产产能。
上述方法是采用以下系统进行的，其系统包括参数设定单元，用于据开井前返排制度设定洗井冲砂流量、开井临界流速、开井时间参数；初始油嘴确定单元，用于开井临界流速来确定初始油嘴的直径；产能因子计算单元，用于产能因子的计算；流量因子计算单元，用于流量因子的计算；应力因子计算单元，用于应力因子的计算；伤害因子计算单元，用于伤害因子的计算；测试标准判断单元，用于油嘴直径的判断。
以上所述，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已通过上述实施例揭示，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容作出些变动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims (5)

1.一种页岩气水平井压后返排油嘴动态调整方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤一、根据开井前返排制度确定洗井冲砂流量、开井临界流速、开井时间；
步骤二、然后根据开井临界流速确定初始油嘴的直径；
步骤三、采用初始油嘴模拟对已压裂完成的页岩气水平井进行开井排液，并记录下初始油嘴的瞬时气量、瞬时液量、瞬时砂量以及井口压力；
步骤四、对返排液进行水分析，确定返排液的物性参数；
步骤五、再根据瞬时气量确定产能因子，瞬时液量确定流量因子，井口压力确定应力因子，瞬时砂量和返排液的物性参数确定伤害因子；
步骤六、根据产能因子、流量因子、应力因子、伤害因子调整油嘴的直径；
步骤七、判断调整后的油嘴直径是否符合要求，若不符合要求则继续调整油嘴的直径，然后重复步骤三至七，直到油嘴的直径符合要求；其要求为调整后的油嘴生产产能大于调整前的油嘴生产产能。
2.根据权利要求1所述的一种页岩气水平井压后返排油嘴动态调整方法，其特征在于，所述步骤五中产能因子通过以下公式计算得到：
Figure FDA0002752193870000011
式中：K表示产能因子；Q表示瞬时气量；D表示产能指数。
3.根据权利要求2所述的一种页岩气水平井压后返排油嘴动态调整方法，其特征在于，所述步骤五中流量因子通过以下公式计算得到：
Figure FDA0002752193870000012
式中：α表示流量因子；ρ表示返排液密度；q表示瞬时液量；A表示油嘴横截面；Δp表示油嘴的压力差。
4.根据权利要求2所述的一种页岩气水平井压后返排油嘴动态调整方法，其特征在于，所述步骤五中应力因子通过以下公式计算得到：
Figure FDA0002752193870000021
式中：k表示流量因子；p(t)表示井口压力；p表示地层应力。
5.根据权利要求2所述的一种页岩气水平井压后返排油嘴动态调整方法，其特征在于，所述步骤五中伤害因子通过以下公式计算得到：
Figure FDA0002752193870000022
Figure FDA0002752193870000023
Figure FDA0002752193870000024
式中：f表示伤害因子；k0表示初始支撑裂缝渗透率；k2表示初始油嘴喷砂后的支撑裂缝渗透率；μ0表示压裂液的粘度；μ2表示返排液的粘度；Q0表示洗井冲砂流量；Q2表示瞬时砂量；p表示地层应力；w表示裂缝宽度。
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