CN114059988B - 一种裸眼水平井的分段酸化方法及分段酸化系统 - Google Patents

一种裸眼水平井的分段酸化方法及分段酸化系统 Download PDF

Info

Publication number
CN114059988B
CN114059988B CN202111640542.1A CN202111640542A CN114059988B CN 114059988 B CN114059988 B CN 114059988B CN 202111640542 A CN202111640542 A CN 202111640542A CN 114059988 B CN114059988 B CN 114059988B
Authority
CN
China
Prior art keywords
sub
horizontal
sections
section
acid
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN202111640542.1A
Other languages
English (en)
Other versions
CN114059988A (zh
Inventor
肖勇
武新民
徐涛
张文中
汪伟光
曹献平
岑玉达
陈哲
邓祺
张博宁
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Chengdu North Petroleum Exploration And Development Technology Co ltd
Original Assignee
Chengdu North Petroleum Exploration And Development Technology Co ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Chengdu North Petroleum Exploration And Development Technology Co ltd filed Critical Chengdu North Petroleum Exploration And Development Technology Co ltd
Priority to CN202111640542.1A priority Critical patent/CN114059988B/zh
Publication of CN114059988A publication Critical patent/CN114059988A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN114059988B publication Critical patent/CN114059988B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E21EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21BEARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B43/00Methods or apparatus for obtaining oil, gas, water, soluble or meltable materials or a slurry of minerals from wells
    • E21B43/25Methods for stimulating production
    • E21B43/26Methods for stimulating production by forming crevices or fractures
    • E21B43/27Methods for stimulating production by forming crevices or fractures by use of eroding chemicals, e.g. acids
    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E21EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21BEARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B47/00Survey of boreholes or wells
    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E21EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21BEARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B49/00Testing the nature of borehole walls; Formation testing; Methods or apparatus for obtaining samples of soil or well fluids, specially adapted to earth drilling or wells
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/10Geothermal energy

Landscapes

  • Geology (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mining & Mineral Resources (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Fluid Mechanics (AREA)
  • General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Geochemistry & Mineralogy (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Geophysics (AREA)
  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
  • Complex Calculations (AREA)

Abstract

本发明公开了一种裸眼水平井的分段酸化方法及分段酸化系统,获取待酸化裸眼水平井在水平段的第一测井解释参数,以每一个测井解释长度为基础对所述水平段进行离散,获得n段离散段;以渗透率两倍差异为边界,将n段所述离散段划分为m段第一子水平段;以储层系数两倍差异为边界,将m段所述第一子水平段划分为c段第二子水平段;分别计算所述第二子水平段在酸化时的用酸量,在基于该用酸量对相应的第二子水平段进行酸化;本发明的有益效果为考虑了水平井段渗透率与储层系数的非均质特征,使得水平井分段酸化段数更为明确;其次,考虑了酸岩反应焓控制的综合溶蚀系数和非均匀泥浆伤害程度,使得分段酸化每一段的用酸量更为准确。

Description

一种裸眼水平井的分段酸化方法及分段酸化系统
技术领域
本发明涉及碳酸盐岩储层水平井酸化改造领域,具体而言,涉及一种裸眼水平井的分段酸化方法及分段酸化系统。
背景技术
长井段裸眼水平井是高效、低成本开发低渗碳酸盐岩储层的最有效手段之一,钻井过程的适当正压差是保障正常钻进和井壁稳定性的有效措施,这往往导致整个裸眼水平井段存在一定程度的泥浆伤害。酸化则是低渗碳酸盐岩储层解除泥浆伤害,降表皮系数和恢复产能的最有效手段之一。裸眼水平段在地质特征上存在着渗透率和储层系数的非均质性,正压差钻井又将导致水平段泥浆伤害程度的非均匀性,为达到整个水平井段的均匀酸化,必须对水平井段的不同物性和伤害程度进行差异化布酸。
目前,裸眼水平井主要采用笼统酸化技术,用酸量则通过储层一定范围内的总孔隙体积代替,该方法仅仅考虑储层孔隙被酸液完全填充,不仅忽略了泥浆侵入的滤液和固体伤害,也无法针对物性非均质进行精细化布酸,这将导致小部分井段大量吸酸而过度溶蚀,大部分伤害井段无法吸酸而达不到酸化目的,使得优化设计的用酸量小于伤害储层的实际需求。
有鉴于此,特提出本申请。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是现有技术中,采用笼统酸化技术,使得在对水平段进行酸化的时候,忽略了泥浆侵入的滤液和固体伤害,同时也无法针对物性非均质进行精细化布酸,目的在于提供一种裸眼水平井的分段酸化方法及分段酸化系统,能够通过对水平段进行分段酸化,达到酸化目的。
本发明通过下述技术方案实现:
一种裸眼水平井的分段酸化方法,方法步骤包括:
步骤S1:获取待酸化裸眼水平井在水平段的第一测井解释参数,以每一个测井解释长度为基础对所述水平段进行离散,获得n段离散段;所述第一测井解释参数包括所述水平段的长度、储层厚度、孔隙度以及渗透率;
步骤S2:以渗透率两倍差异为边界,将n段所述离散段划分为m段第一子水平段;
步骤S3:以储层系数两倍差异为边界,将m段所述第一子水平段划分为c段第二子水平段;
步骤S4:分别计算所述第二子水平段在酸化时的用酸量,在基于该用酸量对相应的第二子水平段进行酸化。
传统的在对水平段进行酸化过程中,采用笼统酸化技术,用酸量则通过储层一定范围内的总孔隙体积代替,该方法仅仅考虑储层孔隙被酸液完全填充,不仅忽略了泥浆侵入的滤液和固体伤害,也无法针对物性非均质进行精细化布酸,这将导致小部分井段大量吸酸而过度溶蚀,大部分伤害井段无法吸酸而达不到酸化目的;本发明提供了一种裸眼水平井的分段酸化方法,将水平段划分为若干段,并分别计算划分后的第二子水平段的用酸量,在将计算之后的用酸量来酸化水平井的水平段,考虑了水平井段渗透率与储层系数的非均质特征,增强了对水平井的分段酸化目的。
优选地,所述步骤S2的子步骤包括:
S21:以渗透率2倍差异为边界,从跟部到趾部,以第i=1段开始,计算相邻离散段的渗透率差异Pi,i=1,2,3,······,n:
Figure GDA0004150701170000021
ki为第一子水平段的渗透率,mD;j为计算使用的计数值;
S22:若0.5<Pi<2,则该离散段向前合并,向前合并离散段后,令j=j+1,返回步骤S21,直到不满足条件0.5<Pi<2或j=n-1为止,合并后的离散段划分为第一子水平段;若Pi≥2或Pi≤0.5,则令i=i+1,返回步骤S21,直到i=n-1或j=n-1为止,获得第一子水平段;
S23:当i=n-1且完成最后一次合并计算后,将所述水平段划分为m段所述第一子水平段。
优选地,所述步骤S3的子步骤包括:
S31:从跟部到趾部,以a=1段开始,计算相邻段的储层差异ba,a=1,2,3,······,m;
Figure GDA0004150701170000022
Na为第一子水平段的储层厚度,m;ka为第一子水平段的渗透率,mD;j为计算使用的计数值;
S32:若0.5<ba<2,向前合并所述第一子水平段,向前合并后,令j=j+1,返回步骤S31,直到不满足条件0.5<ba<2或j=m-1为止,合并后的所述第一子水平段为第二子水平段;若ba≥2或ba≤0.5,则令a=a+1,返回步骤S31,直到a=m-1或j=m-1为止,获得第二子水平段;
S33:当a=m-1且完成最后一次合并计算后,将m段所述第一子水平段划分为c段所述第二子水平段。
优选地,所述步骤S4的子步骤包括:
步骤S41:获取所述待酸化裸眼水平井的钻井参数,所述钻井参数包括水平段钻井时间、裸眼水平井井径以及钻井泥浆粘度;
步骤S42:选择任意一段所述第二子水平段,并获取所述第二子水平段的第二测井解释参数,并结合所述钻井参数,计算获得所述第二子水平段的泥浆伤害深度de
步骤S43:获取所述待酸化裸眼水平井在酸化时的高温高压参数,并基于所述高温高压参数计算所述待酸化裸眼水平井的综合溶蚀系数Spt,所述高温高压参数包括储层温度、储层压力以及泥浆酸液溶蚀率;
步骤S44:基于参数所述泥浆伤害深度de与所述综合溶蚀系数Spt,计算获得所述第二子水平段的用酸量Vacid
步骤S45:遍历c段所述第二子水平段,获得c个用酸量,并将所述用酸量酸化对应的所述第二子水平段。
优选地,所述步骤S42的具体子步骤包括:
基于参数水平段钻井时间、储层厚度以及第二子水平段的长度,计算获得第二子水平段的泥浆浸泡平均时间;
基于泥浆浸泡平均时间,计算获得钻井泥浆侵入后的伤害渗透率;
基于裸眼水平井井径、第二测井解释参数以及伤害渗透率,计算获得所述第二子水平段的泥浆伤害深度。
优选地,所述步骤S43的子步骤包括:
根据碳酸盐岩储层灰岩等压摩尔热熔值,计算第二子水平段进行酸化时,所述第二子水平段的酸岩反应摩尔反应焓;
根据石灰岩与盐酸标准反应方程式,利用各物质的标准摩尔生成焓值,获得在T=298.15K下,酸岩反应标准摩尔生成焓之差为:ΔHm(298.15K,1atm)=-15.31kJ/mol;
基于参数摩尔反应焓、标准摩尔生成焓之差以及泥浆酸液溶蚀率,计算获得综合溶蚀系数Spt
优选地,所述综合溶蚀系数Spt的具体表达式为:
Figure GDA0004150701170000041
rmud为泥浆酸液溶蚀率,无因次;racid为酸液浓度,无因次;ΔHm(298.15K,1atm)为T=298.15K酸岩反应标准摩尔生成焓之差,ΔHm(Tr,p)为酸岩反应摩尔反应焓,kJ/mol。
优选地,所述用酸量的具体表达式为:
Figure GDA0004150701170000042
ρmud为泥浆的密度,Kg/m3;ρacid为酸液的密度,Kg/m3;γrock为碳酸盐岩储层岩石的酸溶蚀率,无因次;
Figure GDA0004150701170000043
为所述第二子水平段的孔隙度,小数。
本发明还提供了一种裸眼水平井的分段酸化系统,包括数据获取模块、第一分段模块、第二分段模块以及第一酸化模块;
所述数据获取模块,用于获取待酸化裸眼水平井在水平段的第一测井解释参数,以每一个测井解释长度为基础对所述水平段进行离散,获得n段离散段;所述第一测井解释参数包括所述水平段的长度、储层厚度、孔隙度以及渗透率;
所述第一分段模块,用于以渗透率两倍差异为边界,将n段所述离散段划分为m段第一子水平段;
所述第二分段模块,用于以储层系数两倍差异为边界,将m段所述第一子水平段划分为c段第二子水平段;
所述第一酸化模块,用于分别对所述第二子水平段进行分段酸化。
优选地,所述第一酸化模块还包括参数获取模块、泥浆伤害深度计算模块、综合溶蚀系数计算模块、酸量计算模块以及第二酸化模块。
所述参数获取模块,用于获取所述待酸化裸眼水平井的钻井参数,所述钻井参数包括水平段钻井时间、裸眼水平井井径以及钻井泥浆粘度;
所述泥浆伤害深度计算模块,用于选择任意一段所述第二子水平段,并获取所述第二子水平段的第二测井解释参数,并结合所述钻井参数,计算获得所述第二子水平段的泥浆伤害深度de
所述综合溶蚀系数计算模块,用于获取所述待酸化裸眼水平井在酸化时的高温高压参数,并基于所述高温高压参数计算所述待酸化裸眼水平井的综合溶蚀系数Spt,所述高温高压参数包括储层温度、储层压力以及泥浆酸液溶蚀率;
所述酸量计算模块,用于基于参数所述泥浆伤害深度de与所述综合溶蚀系数Spt,计算获得所述第二子水平段的用酸量Vacid
所述第二酸化模块,用于遍历c段所述第二子水平段,获得c个用酸量,并将所述用酸量酸化对应的所述第二子水平段。
本发明与现有技术相比,具有如下的优点和有益效果:
本发明实施例提供的一种裸眼水平井的分段酸化方法及分段酸化系统,考虑了水平井段渗透率与储层系数的非均质特征,使得水平井分段酸化段数更为明确;其次,考虑了酸岩反应焓控制的综合溶蚀系数和非均匀泥浆伤害程度,使得分段酸化每一段的用酸量更为准确。
附图说明
为了更清楚地说明本发明示例性实施方式的技术方案,下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍,应当理解,以下附图仅示出了本发明的某些实施例,因此不应被看作是对范围的限定,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
图1为分段酸化方法示意图
图2为分段酸化系统示意图
图3为第一酸化模块具体结构示意图
图4为水平段上的渗透率和孔隙度分布示意图
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白,下面结合实施例和附图,对本发明作进一步的详细说明,本发明的示意性实施方式及其说明仅用于解释本发明,并不作为对本发明的限定。
在以下描述中,为了提供对本发明的透彻理解阐述了大量特定细节。然而,对于本领域普通技术人员显而易见的是:不必采用这些特定细节来实行本本发明。在其他实施例中,为了避免混淆本本发明,未具体描述公知的结构、电路、材料或方法。
在整个说明书中,对“一个实施例”、“实施例”、“一个示例”或“示例”的提及意味着:结合该实施例或示例描述的特定特征、结构或特性被包含在本本发明至少一个实施例中。因此,在整个说明书的各个地方出现的短语“一个实施例”、“实施例”、“一个示例”或“示例”不一定都指同一实施例或示例。此外,可以以任何适当的组合和、或子组合将特定的特征、结构或特性组合在一个或多个实施例或示例中。此外,本领域普通技术人员应当理解,在此提供的示图都是为了说明的目的,并且示图不一定是按比例绘制的。这里使用的术语“和/或”包括一个或多个相关列出的项目的任何和所有组合。
在本发明的描述中,术语“前”、“后”、“左”、“右”、“上”、“下”、“竖直”、“水平”、“高”、“低”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本发明和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本发明保护范围的限制。
实施例一
本实施例公开了一种裸眼水平井的分段酸化方法,本实施例是通过对水平井的水平段进行两次分段之后,获得若干个第二子水平段,在在考虑高温高压的情况下对水平段进行酸化的参数,分别计算第二子水平段的用酸量,在将计算出来的用酸量来对对应的第二子水平段进行酸化,采用分段酸化的目的,增加了对水平段的酸化强度,且能够基于泥浆伤害程度和高温、高压酸岩反应焓,准确计算每一段需要的用酸量,实现了对水平段的精准酸化。如图1所示,方法步骤包括:
S1:获取待酸化裸眼水平井在水平段的第一测井解释参数,从水平段跟部到趾部,以每一个测井解释长度为基础对水平段进行离散,以每一个测井解释长度为基础对所述水平段进行离散,获得n段离散段;所述第一测井解释参数包括所述水平段的长度、储层厚度、孔隙度以及渗透率;
在步骤S1中,获得的n个离散段中,得到每一个离散段上的参数为:Ni
Figure GDA0004150701170000061
ki,其中i=1,2,3,······,n,/>
Figure GDA0004150701170000062
S2:以渗透率两倍差异为边界,将n段所述离散段划分为m段第一子水平段;
所述步骤S2的子步骤包括:
S21:以渗透率2倍差异为边界,从跟部到趾部,以第i=1段开始,计算相邻离散段的渗透率差异Pi,i=1,2,3,······,n;
Figure GDA0004150701170000063
ki为第一子水平段的渗透率,mD;j为计算使用的计数值;
S22:若0.5<Pi<2,则该离散段向前合并,向前合并离散段后,令j=j+1,返回步骤S21,直到不满足条件0.5<Pi<2或j=n-1为止,合并后的离散段划分为第一子水平段;若Pi≥2或Pi≤0.5,则令i=i+1,返回步骤S21,直到i=n-1或j=n-1为止,获得第一子水平段;
在将离散段进行合并后,合并后的离散段物性的参数为:
Figure GDA0004150701170000071
/>
ki为水平段第i段的渗透率,mD;
Figure GDA0004150701170000072
为水平段第i段的孔隙度,小数;Ni为水平段第i段的储层厚度,m。
S23:当i=n-1且完成最后一次合并计算后,将所述水平段划分为m段所述第一子水平段。
将水平段划分为m个第一子水平段后,获得的第一子水平段中,每段上的参数为重新计算后的ka
Figure GDA0004150701170000073
Na,其中a=1,2,3,······,m,且存在以下关系:m≤n、
Figure GDA0004150701170000074
S3:以储层系数两倍差异为边界,将m段所述第一子水平段划分为c段第二子水平段;
所述步骤S3的子步骤包括:
S31:从跟部到趾部,以a=1段开始,计算相邻段的储层差异ba,a=1,2,3,······,m;
Figure GDA0004150701170000075
Na为第一子水平段的储层厚度,m;ka为第一子水平段的渗透率,mD;j为计算使用的计数值;
S32:若0.5<ba<2,向前合并所述第一子水平段,向前合并后,令j=j+1,返回步骤S31,直到不满足条件0.5<ba<2或j=m-1为止,合并后的所述第一子水平段为第二子水平段;若ba≥2或ba≤0.5,则令a=a+1,返回步骤S31,直到a=m-1或j=m-1为止,获得第二子水平段;
对于合并后的第二子水平段,每一段合并后的物性参数的计算方法和步骤S22中的计算的参数方法是类似的,合并后的物性参数为:ka
Figure GDA0004150701170000081
Na
S33:当a=m-1且完成最后一次合并计算后,将m段所述第一子水平段划分为c段所述第二子水平段。
当合并之后获得c段第二子水平段后,每段上的参数为重新计算后的Ne
Figure GDA0004150701170000082
ke,其中e=1,2,3,······,c,且存在以下关系:c≤m、/>
Figure GDA0004150701170000083
S4:分别计算所述第二子水平段在酸化时的用酸量,在基于该用酸量对相应的第二子水平段进行酸化。
所述步骤S4的子步骤包括:
S41:获取所述待酸化裸眼水平井的钻井参数,所述钻井参数包括水平段钻井时间T、裸眼水平井井径rw、钻井泥浆粘度μ;
S42:选择任意一段所述第二子水平段,并获取所述第二子水平段的第二测井解释参数,并结合所述钻井参数,计算获得所述第二子水平段的泥浆伤害深度de
所述步骤S42的具体子步骤包括:
基于参数水平段钻井时间、储层厚度以及第二子水平段的长度,计算获得第二子水平段的泥浆浸泡平均时间;
按照公式(4),计算每一段的泥浆浸泡平均时间ti
Figure GDA0004150701170000084
基于泥浆浸泡平均时间,计算获得钻井泥浆侵入后的伤害渗透率;
按照公式(5),计算钻井泥浆侵入后的伤害渗透率Kde
Figure GDA0004150701170000085
式中:T为水平井水平段钻井时间,day;ti为水平段第i段的泥浆浸泡平均时间,day;Kde为水平段第i段的伤害渗透率,mD。
基于裸眼水平井井径、第二测井解释参数以及伤害渗透率,计算获得所述第二子水平段的泥浆伤害深度。
按照公式(6),计算每一段的钻井泥浆伤害深度de,m:
Figure GDA0004150701170000091
式中:rw为裸眼水平井井径,m;ΔP为钻井正压差,MPa;μ为泥浆粘度,mPa·s。
S43:获取所述待酸化裸眼水平井在酸化时的高温高压参数,并基于所述高温高压参数计算所述待酸化裸眼水平井的综合溶蚀系数Spt,所述高温高压参数包括储层温度、储层压力以及泥浆酸液溶蚀率;
所述步骤S43的子步骤包括:
根据碳酸盐岩储层灰岩等压摩尔热熔值,计算第二子水平段进行酸化时,所述第二子水平段的酸岩反应摩尔反应焓;
根据碳酸盐岩储层灰岩等压摩尔热熔值,按照公式(7)计算酸化过程储层温度条件下的标准反应焓:
Figure GDA0004150701170000092
式中:Tr为裸眼水平井储层温度,K。
根据石灰岩与盐酸标准反应方程式,利用各物质的标准摩尔生成焓值,获得在T=298.15K下,酸岩反应标准摩尔生成焓之差为:ΔHm(298.15K,1atm)=-15.31kJ/mol;
裸眼水平井酸化过程中,酸岩反应处于几十兆帕的高压环境,反应过程中CO2为游离态,其余反应物为凝聚态,忽略反应前后凝聚态物质的体积变化,考虑游离态CO2对酸岩反应焓的影响,按照公式(8)计算高温、高压条件下的酸岩反应摩尔反应焓:
Figure GDA0004150701170000093
公式(8)中,fg为游离态CO2的摩尔分数,表示为:
Figure GDA0004150701170000094
公式(9)中,Vacid为1molCO2生成时产生的残酸体积,L;酸岩反应前后溶液残酸的体积约等于鲜酸的体积,按照公式(10)计算残酸体积:
Figure GDA0004150701170000095
式中,racid为酸液浓度,小数。
公式(9)中,
Figure GDA0004150701170000096
为相应的温度和压力下CO2在残酸中的溶解度,m3/m3,按照公式(11)计算/>
Figure GDA0004150701170000097
Figure GDA0004150701170000101
采用复化辛普森求积公式,对公式(8)右边进行积分求解,得到:
Figure GDA0004150701170000102
式中,f(p)为各压力节点的辛普森积分函数。
根据石灰岩与盐酸标准反应方程式,查询化学手册,利用各物质的标准摩尔生成焓值,得到T=298.15K酸岩反应标准摩尔生成焓之差为:ΔHm(298.15K,1atm)=-15.31kJ/mol。
基于参数摩尔反应焓、标准摩尔生成焓之差以及泥浆酸液溶蚀率,计算获得综合溶蚀系数Spt
按照公式(13),计算裸眼水平井酸化过程中,高温高压环境影响下的综合溶蚀系数Spt
Figure GDA0004150701170000103
rmud为泥浆酸液溶蚀率,无因次;racid为酸液浓度,无因次;ΔHm(298.15K,1atm)为T=298.15K酸岩反应标准摩尔生成焓之差,ΔHm(Tr,p)为酸岩反应摩尔反应焓,KJ/mol。
S44:基于参数所述泥浆伤害深度de与所述综合溶蚀系数Spt,计算获得所述第二子水平段的用酸量Vacid
假设钻井泥浆完全占据伤害深度范围内的储层孔隙,酸液完全与可溶物发生接触并反应,按照公式(14)计算最终分段后每一段的酸化用酸量Vacid:
Figure GDA0004150701170000104
式中,ρmud为泥浆的密度,Kg/m3;ρacid为酸液的密度,Kg/m3;γrock为碳酸盐岩储层岩石的酸溶蚀率,无因次;
Figure GDA0004150701170000105
为所述第二子水平段的孔隙度,小数。
S45:遍历c段所述第二子水平段,获得c个用酸量,并将所述用酸量酸化对应的所述第二子水平段。
具体的实施方式如下:
步骤S1,获取需要开展酸化作业的裸眼水平井水平段测井参数,参数必须包括:渗透率、孔隙度和水平段长度。本实例水平段测深为2000~3000m,长度为1000m,测井解释的间隔为10m,水平段上的渗透率和孔隙度分布如图4所示。
利用公式(1)、(2),以离散段渗透率2倍差异为边界,完成水平段的第一次分段,裸眼水平井被分为6段,分段后的长度、渗透率和孔隙度如表1所示:
表1裸眼水平井第一次分段后的每段长度、渗透率和孔隙度
编号 一次分段 每段长度,m 渗透率,mD 孔隙度,小数
1 2000-2260 260 0.52 0.24
2 2270-2450 190 3.31 0.25
3 2460-2530 80 12.38 0.27
4 2540-2740 210 5.64 0.30
5 2750-2930 190 1.30 0.26
6 2940-3000 70 7.10 0.25
步骤S2与步骤S3,利用公式(3)、(1),以离散段储层系数2倍差异为边界,完成水平段的最终分段,裸眼水平井被分为5段,分段后的长度、渗透率和孔隙度如表2所示:
表2裸眼水平井最终分段后的每段长度、渗透率和孔隙度
编号 最终分段 每段长度,m 渗透率,mD 孔隙度,小数
1 2000-2260 260 0.52 0.24
2 2270-2530 270 6.00 0.25
3 2540-2740 210 5.64 0.30
4 2750-2930 190 1.30 0.26
5 2940-3000 70 7.10 0.25
步骤S4中的S41与S42,获取需要开展酸化作业的裸眼水平井钻井参数如下:水平段钻井时间T=20day、裸眼水平井井径rw=0.1524m、钻井泥浆粘度μ=26mPa·s,钻井正压差ΔP=5MPa。按照公式(4)~(6)计算得到最终分段后每一段的钻井泥浆侵入后的钻井泥浆伤害深度如表3所示。
表3裸眼水平井最终分段后每一段的钻井泥浆伤害深度
编号 最终分段 每段长度,m 钻井泥浆伤害深度,m
1 2000-2260 260 0.8741
2 2270-2530 270 0.3982
3 2540-2740 210 0.4036
4 2750-2930 190 0.7139
5 2940-3000 70 0.6318
步骤S4中的S43,获取需要开展酸化作业的裸眼水平井高温高压参数如下:裸眼水平井储层温度Tr=100℃、裸眼水平井储层压力P=50MPa、泥浆酸液溶蚀率rmud=0.08,根据公式(7),计算得出100℃(373.15K)时灰岩与盐酸反应的标准反应焓为ΔHm(Tr)=-13.255KJ/mol。
根据公式(10)、(11)分别计算出Vacid=0.2297L、
Figure GDA0004150701170000121
代入公式(9)得出游离态CO2的摩尔分数fg=0.938;将储层压力以1MPa为间距离散为50等分即压力区间为[1MPa,50MPa],采用复化辛普森求积公式求取积分函数f(p),按照公式(12)计算得到;
Figure GDA0004150701170000122
/>
根据公式(8),计算得出酸液在高温、高压条件下(Tr=100℃、P=50MPa)的酸岩反应摩尔反应焓为ΔHm(Tr,p)=-19.23KJ/mol。
根据公式(13),计算得出需要开展酸化作业的裸眼水平井,在高温、高压条件下(Tr=100℃、P=50MPa)的综合溶蚀系数Spt=0.359。
步骤S4中的S44,根据公式(14),计算得出需要开展酸化作业的裸眼水平井,最终分段后每一段的酸化用酸量如表4所示。
表4裸眼水平井最终分段后每一段的酸化用酸量
编号 最终分段 每段长度,m 酸化用酸量,m3
1 2000-2260 260 504
2 2270-2530 270 95
3 2540-2740 210 75
4 2750-2930 190 240
5 2940-3000 70 69
合计 2000-3000 1000 983
在将计算获得的用酸量,分别去酸化每一个用酸量所对应的第二子水平段,实现对水平井水平段的酸化过程。
实施例二
本实施例提供了一种裸眼水平井的分段酸化系统,如图2与图3所示,本实施例是实现如实施例一中的分段酸化方法包括数据获取模块、第一分段模块、第二分段模块以及第一酸化模块;
所述数据获取模块,用于获取待酸化裸眼水平井在水平段的第一测井解释参数,以每一个测井解释长度为基础对所述水平段进行离散,获得n段离散段;所述第一测井解释参数包括所述水平段的长度、储层厚度、孔隙度以及渗透率;
所述第一分段模块,用于以渗透率两倍差异为边界,将n段所述离散段划分为m段第一子水平段;
所述第二分段模块,用于以储层系数两倍差异为边界,将m段所述第一子水平段划分为c段第二子水平段;
所述第一酸化模块,用于分别对所述第二子水平段进行分段酸化。
所述第一酸化模块还包括参数获取模块、泥浆伤害深度计算模块、综合溶蚀系数计算模块、酸量计算模块以及第二酸化模块;
所述参数获取模块,用于获取所述待酸化裸眼水平井的钻井参数,所述钻井参数包括水平段钻井时间、裸眼水平井井径以及钻井泥浆粘度;
所述泥浆伤害深度计算模块,用于选择任意一段所述第二子水平段,并获取所述第二子水平段的第二测井解释参数,并结合所述钻井参数,计算获得所述第二子水平段的泥浆伤害深度de
所述综合溶蚀系数计算模块,用于获取所述待酸化裸眼水平井在酸化时的高温高压参数,并基于所述高温高压参数计算所述待酸化裸眼水平井的综合溶蚀系数Spt,所述高温高压参数包括储层温度、储层压力以及泥浆酸液溶蚀率;
所述酸量计算模块,用于基于参数所述泥浆伤害深度de与所述综合溶蚀系数Spt,计算获得所述第二子水平段的用酸量Vacid
所述第二酸化模块,用于遍历c段所述第二子水平段,获得c个用酸量,并将所述用酸量酸化对应的所述第二子水平段。
以上所述的具体实施方式,对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明,所应理解的是,以上所述仅为本发明的具体实施方式而已,并不用于限定本发明的保护范围,凡在本发明的精神和原则之内,所做的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种裸眼水平井的分段酸化方法,其特征在于,方法步骤包括:
步骤S1:获取待酸化裸眼水平井在水平段的第一测井解释参数,以每一个测井解释长度为基础对所述水平段进行离散,获得n段离散段;所述第一测井解释参数包括所述水平段的长度、储层厚度、孔隙度以及渗透率;
步骤S2:以渗透率2倍差异为边界,将n段所述离散段划分为m段第一子水平段;
S21:以渗透率2倍差异为边界,从跟部到趾部,以第i=1段开始,计算相邻离散段的渗透率差异Pi,i=1,2,3,······,n:
Figure FDA0004150701160000011
k i为第一子水平段的渗透率,mD;j为计算使用的计数值;
S22:若0.5<Pi<2,则该离散段向前合并,向前合并离散段后,令j=j+1,返回步骤S21,直到不满足条件0.5<Pi<2或j=n-1为止,合并后的离散段划分为第一子水平段;若Pi≥2或Pi≤0.5,则令i=i+1,返回步骤S21,直到i=n-1或j=n-1为止,获得第一子水平段;
S23:当i=n-1且完成最后一次合并计算后,将所述水平段划分为m段所述第一子水平段;
步骤S3:以储层系数2倍差异为边界,将m段所述第一子水平段划分为c段第二子水平段;
S31:从跟部到趾部,以a=1段开始,计算相邻段的储层差异ba,a=1,2,3,······,m;
Figure FDA0004150701160000012
Na为第一子水平段的储层厚度,m;ka为第一子水平段的渗透率,mD;j为计算使用的计数值;
S32:若0.5<ba<2,向前合并所述第一子水平段,向前合并后,令j=j+1,返回步骤S31,直到不满足条件0.5<ba<2或j=m-1为止,合并后的所述第一子水平段为第二子水平段;若ba≥2或ba≤0.5,则令a=a+1,返回步骤S31,直到a=m-1或j=m-1为止,获得第二子水平段;
S33:当a=m-1且完成最后一次合并计算后,将m段所述第一子水平段划分为c段所述第二子水平段;
步骤S4:分别计算所述第二子水平段在酸化时的用酸量,在基于该用酸量对相应的第二子水平段进行酸化。
2.根据权利要求1所述的一种裸眼水平井的分段酸化方法,其特征在于,所述步骤S4的子步骤包括:
步骤S41:获取所述待酸化裸眼水平井的钻井参数,所述钻井参数包括水平段钻井时间、裸眼水平井井径以及钻井泥浆粘度;
步骤S42:选择任意一段所述第二子水平段,并获取所述第二子水平段的第二测井解释参数,并结合所述钻井参数,计算获得所述第二子水平段的泥浆伤害深度de
步骤S43:获取所述待酸化裸眼水平井在酸化时的高温高压参数,并基于所述高温高压参数计算所述待酸化裸眼水平井的综合溶蚀系数Spt,所述高温高压参数包括储层温度、储层压力以及泥浆酸液溶蚀率;
步骤S44:基于参数所述泥浆伤害深度de与所述综合溶蚀系数Spt,计算获得所述第二子水平段的用酸量Vacid
步骤S45:遍历c段所述第二子水平段,获得c个用酸量,并将所述用酸量酸化对应的所述第二子水平段。
3.根据权利要求2所述的一种裸眼水平井的分段酸化方法,其特征在于,所述步骤S42的具体子步骤包括:
基于参数水平段钻井时间、储层厚度以及第二子水平段的长度,计算获得第二子水平段的泥浆浸泡平均时间;
基于泥浆浸泡平均时间,计算获得钻井泥浆侵入后的伤害渗透率;
基于裸眼水平井井径、第二测井解释参数以及伤害渗透率,计算获得所述第二子水平段的泥浆伤害深度。
4.根据权利要求2所述的一种裸眼水平井的分段酸化方法,其特征在于,所述步骤S43的子步骤包括:
根据碳酸盐岩储层灰岩等压摩尔热熔值,计算第二子水平段进行酸化时,所述第二子水平段的酸岩反应摩尔反应焓;
根据石灰岩与盐酸标准反应方程式,利用各物质的标准摩尔生成焓值,获得在T=298.15K下,酸岩反应标准摩尔生成焓之差为:ΔHm(298.15K,1atm)=-15.31kJ/mol;
基于参数摩尔反应焓、标准摩尔生成焓之差以及泥浆酸液溶蚀率,计算获得综合溶蚀系数Spt
5.根据权利要求4所述的一种裸眼水平井的分段酸化方法,其特征在于,所述综合溶蚀系数Spt的具体表达式为:
Figure FDA0004150701160000031
rmud为泥浆酸液溶蚀率,无因次;racid为酸液浓度,无因次;ΔHm(298.15K,1atm)为T=298.15K酸岩反应标准摩尔生成焓之差,ΔHm(Tr,p)为酸岩反应摩尔反应焓,kJ/mol。
6.根据权利要求2所述的一种裸眼水平井的分段酸化方法,其特征在于,所述用酸量的具体表达式为:
Figure FDA0004150701160000032
ρmud为泥浆的密度,Kg/m3;ρacid为酸液的密度,Kg/m3;γrock为碳酸盐岩储层岩石的酸溶蚀率,无因次;
Figure FDA0004150701160000033
为所述第二子水平段的孔隙度,小数。
7.一种裸眼水平井的分段酸化系统,其特征在于,包括数据获取模块、第一分段模块、第二分段模块以及第一酸化模块;
所述数据获取模块,用于获取待酸化裸眼水平井在水平段的第一测井解释参数,以每一个测井解释长度为基础对所述水平段进行离散,获得n段离散段;所述第一测井解释参数包括所述水平段的长度、储层厚度、孔隙度以及渗透率;
所述第一分段模块,用于以渗透率两倍差异为边界,将n段所述离散段划分为m段第一子水平段,所述第一子水平段获取过程如下:
A1:以渗透率2倍差异为边界,从跟部到趾部,以第i=1段开始,计算相邻离散段的渗透率差异Pi,i=1,2,3,······,n:
Figure FDA0004150701160000034
ki为第一子水平段的渗透率,mD;j为计算使用的计数值;
A2:若0.5<Pi<2,则该离散段向前合并,向前合并离散段后,令j=j+1,返回步骤A1,直到不满足条件0.5<Pi<2或j=n-1为止,合并后的离散段划分为第一子水平段;若Pi≥2或Pi≤0.5,则令i=i+1,返回步骤A1,直到i=n-1或j=n-1为止,获得第一子水平段;
A3.当i=n-1且完成最后一次合并计算后,将所述水平段划分为m段所述第一子水平段;
所述第二分段模块,用于以储层系数两倍差异为边界,将m段所述第一子水平段划分为c段第二子水平段,所述第二子水平段获取过程如下:
B1:从跟部到趾部,以a=1段开始,计算相邻段的储层差异ba,a=1,2,3,······,m;
Figure FDA0004150701160000041
Na为第一子水平段的储层厚度,m;ka为第一子水平段的渗透率,mD;j为计算使用的计数值;
B2:若0.5<ba<2,向前合并所述第一子水平段,向前合并后,令j=j+1,返回步骤B1,直到不满足条件0.5<ba<2或j=m-1为止,合并后的所述第一子水平段为第二子水平段;若ba≥2或ba≤0.5,则令a=a+1,返回步骤B1,直到a=m-1或j=m-1为止,获得第二子水平段;
B3:当a=m-1且完成最后一次合并计算后,将m段所述第一子水平段划分为c段所述第二子水平段;
所述第一酸化模块,用于分别对所述第二子水平段进行分段酸化。
8.根据权利要求7所述的一种裸眼水平井的分段酸化系统,其特征在于,所述第一酸化模块还包括参数获取模块、泥浆伤害深度计算模块、综合溶蚀系数计算模块、酸量计算模块以及第二酸化模块;
所述参数获取模块,用于获取所述待酸化裸眼水平井的钻井参数,所述钻井参数包括水平段钻井时间、裸眼水平井井径以及钻井泥浆粘度;
所述泥浆伤害深度计算模块,用于选择任意一段所述第二子水平段,并获取所述第二子水平段的第二测井解释参数,并结合所述钻井参数,计算获得所述第二子水平段的泥浆伤害深度de
所述综合溶蚀系数计算模块,用于获取所述待酸化裸眼水平井在酸化时的高温高压参数,并基于所述高温高压参数计算所述待酸化裸眼水平井的综合溶蚀系数Spt,所述高温高压参数包括储层温度、储层压力以及泥浆酸液溶蚀率;
所述酸量计算模块,用于基于参数所述泥浆伤害深度de与所述综合溶蚀系数Spt,计算获得所述第二子水平段的用酸量Vacid
所述第二酸化模块,用于遍历c段所述第二子水平段,获得c个用酸量,并将所述用酸量酸化对应的所述第二子水平段。
CN202111640542.1A 2021-12-29 2021-12-29 一种裸眼水平井的分段酸化方法及分段酸化系统 Active CN114059988B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202111640542.1A CN114059988B (zh) 2021-12-29 2021-12-29 一种裸眼水平井的分段酸化方法及分段酸化系统

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202111640542.1A CN114059988B (zh) 2021-12-29 2021-12-29 一种裸眼水平井的分段酸化方法及分段酸化系统

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN114059988A CN114059988A (zh) 2022-02-18
CN114059988B true CN114059988B (zh) 2023-06-06

Family

ID=80230454

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202111640542.1A Active CN114059988B (zh) 2021-12-29 2021-12-29 一种裸眼水平井的分段酸化方法及分段酸化系统

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN114059988B (zh)

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2318999C1 (ru) * 2007-03-01 2008-03-10 Открытое акционерное общество "Татнефть" им. В.Д. Шашина Способ поинтервальной обработки призабойной зоны горизонтальной скважины
CN112983368A (zh) * 2021-03-25 2021-06-18 中国石油大学(华东) 一种注采优化协同化学驱实现原油均衡驱替的方法
CN113673096A (zh) * 2021-08-09 2021-11-19 中海油田服务股份有限公司 一种解堵增注剂处理半径的计算方法

Family Cites Families (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4883124A (en) * 1988-12-08 1989-11-28 Mobil Oil Corporation Method of enhancing hydrocarbon production in a horizontal wellbore in a carbonate formation
FR2898382B1 (fr) * 2006-03-10 2008-04-18 Inst Francais Du Petrole Methode pour modeliser et simuler a grande echelle la stimulation des puits carbonates
RU2533393C1 (ru) * 2013-11-12 2014-11-20 Открытое акционерное общество "Татнефть" им. В.Д. Шашина Способ большеобъемной кислотной обработки карбонатного пласта
WO2015112208A1 (en) * 2014-01-24 2015-07-30 Landmark Graphics Corporation Optimized acidizing of production and injection wells
CA2922814A1 (en) * 2016-03-04 2017-09-04 Radu-Mircea Comsa Stimulation systems and methods
US20190249523A1 (en) * 2018-02-14 2019-08-15 The Board Of Regents Of The University Of Oklahoma Enhancing Productivity of Subterranean Formations
CN110847878A (zh) * 2018-08-01 2020-02-28 中国石油化工股份有限公司 非均质碳酸盐岩水平井分段酸化的注酸量确定方法和系统
CN109236254B (zh) * 2018-11-27 2019-07-19 西南石油大学 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
US11407933B2 (en) * 2019-10-28 2022-08-09 King Fahd University Of Petroleum And Minerals Location and orientation control by acid etching process
CN110630240B (zh) * 2019-11-01 2022-04-22 成都北方石油勘探开发技术有限公司 一种碳酸盐岩储层多级交替酸压排量优化方法
CN112780237B (zh) * 2019-11-11 2023-01-10 中国石油天然气股份有限公司 水平井分段的方法、装置及计算机存储介质
CN113094864B (zh) * 2020-01-09 2022-10-04 中国石油天然气股份有限公司 强非均质碳酸盐岩水平井分段设计方法
EP3922811A1 (en) * 2020-06-12 2021-12-15 Abu Dhabi National Oil Company A method for matrix-acid stimulation design in limited entry liners

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2318999C1 (ru) * 2007-03-01 2008-03-10 Открытое акционерное общество "Татнефть" им. В.Д. Шашина Способ поинтервальной обработки призабойной зоны горизонтальной скважины
CN112983368A (zh) * 2021-03-25 2021-06-18 中国石油大学(华东) 一种注采优化协同化学驱实现原油均衡驱替的方法
CN113673096A (zh) * 2021-08-09 2021-11-19 中海油田服务股份有限公司 一种解堵增注剂处理半径的计算方法

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
气藏水平井水平段产气剖面的影响因素分析;刘宁;王英敏;杨蕾;朱江海;刘辉;;复杂油气藏(04);全文 *

Also Published As

Publication number Publication date
CN114059988A (zh) 2022-02-18

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US10689972B1 (en) Automatic diagnosis method for wellhead pressure curve of hydraulic fracturing in shale gas horizontal well
CN107577831B (zh) 一种缝洞型碳酸盐岩油气藏溶洞规模大小计算方法
CN107676064B (zh) 一种水驱油藏含水率预测方法及其预测装置
CN111353205B (zh) 用于致密气藏产水气井地层压力和动态产能的计算方法
CN114059988B (zh) 一种裸眼水平井的分段酸化方法及分段酸化系统
CN109242364A (zh) 一种高温高压气井模拟井筒体积置换产能评价法
CN113863920B (zh) 一种气窜通道体积检测方法
CN109918769A (zh) 利用瞬时方程计算缝洞型油藏非稳态水侵水侵量的方法
CN112443323B (zh) 基于单位压降采出程度的水驱气藏生产动态分析方法
CN110766562B (zh) 一种油井间抽时间确定方法
CN116776041A (zh) 一种超高压边底水凝析气藏水侵程度的图版计算方法
CN109723424A (zh) 一种井下钻孔放水量预测方法
CN109184663A (zh) 一种利用放水试验获取钻孔单位涌水量的方法
CN109403934A (zh) 一种储层酸化半径的确定方法
CN212054672U (zh) 一种水平井井筒储层非均质程度判别管柱
CN113177363A (zh) 一种储层大孔道参数定量表征的油藏工程方法
CN112761582B (zh) 一种缝洞型油藏储层参数计算方法
CN110318742B (zh) 基于压裂井生产数据确定裂缝闭合长度的方法和系统
CN112709547A (zh) 一种产水气井堵水时机的判别方法
CN114718513B (zh) 煤层气的产气量预估方法及装置
CN110905494A (zh) 一种水平井井筒储层非均质程度判别管柱及判别方法
CN115126473B (zh) 一种页岩气井标准化测试产量的计算方法
CN112360449B (zh) 一种应用于低渗透气藏和气井的可采气量预测方法
CN112145162B (zh) 水油体积比计算方法及系统
CN104533348B (zh) 油井举升用的防偏磨控制系统以及控制方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant