CN115392145A - 一种酸性气藏调流控水完井数值模拟方法及系统 - Google Patents

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CN115392145A CN202110581925.XA CN202110581925A CN115392145A CN 115392145 A CN115392145 A CN 115392145A CN 202110581925 A CN202110581925 A CN 202110581925A CN 115392145 A CN115392145 A CN 115392145A
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Abstract

本发明提供了一种酸性气藏调流控水完井数值模拟方法及系统，属于酸性气藏水平井完井领域。本发明酸性气藏调流控水完井数值模拟方法考虑酸性气藏中硫沉积对控水的影响，模拟酸性气藏的开发特征，对酸性气藏自适应调流控水筛管参数进行优化，进而增强了酸性气藏调流控水完井开发效果，实现了酸性气藏的控水稳气，提高了酸性气藏采收率，本发明能够为酸性气藏中的调流控水完井设计和应用提供指导。

Description

一种酸性气藏调流控水完井数值模拟方法及系统
技术领域
本发明属于酸性气藏水平井完井领域，具体涉及一种酸性气藏调流控水完井数值模拟方法及系统，特别适用于具有边、底水的酸性气藏水平井调流控水完井。
背景技术
酸性气藏在世界范围内广泛分布，全世界已发现了超过400个具有商业价值的酸性气藏，酸性气藏中含有硫化氢，使得酸性气藏具有腐蚀性、堵塞性和剧毒性的特点，增加了该类气藏的开发难度。气相中溶解有元素硫，随着开采进行，储层压力逐渐下降，使得元素硫不断从气体中析出，如果储层温度低于元素硫的凝固点，则析出的硫为固态。部分固态硫会沉积在储层孔隙表面，堵塞气体渗流通道，导致储层孔隙度和渗透率下降。
对于存在边、底水的含水酸性气藏，产出水会造成边、底水侵入井筒，井筒出现积液甚至停喷，导致开发难度更大。对于酸性含水气藏的开发，需要做好酸性气体防腐和防堵措施，并同时做好控水稳气工作。
国内外的研究及应用表明，采用调流控水均衡产液剖面的方法是提高水平井产量，控制边、底水侵入的有效方法。调流控水技术中有代表性的为自适应调流控水技术，该技术加强了对不利流体突破后的进一步抑制作用，实现了延缓不利流体侵入、增加水体波及系数、延长气井生产周期和提高气藏采收率的目的。
中国专利公开文献CN111378423A公开了一种用于高含水低渗气藏的高含硫天然气井控水剂及其制备方法，其采用纳米流体，工艺简单、操作简便、成本低，安全性高，配合分散剂、复合交联剂、增强剂，大大提高了产率，但是该专利提出的高含硫天然气井控水剂及其制备方法是利用化学封堵原理来封堵出水地层，阻止地层水进入井筒，而且该控水剂对流体没有选择性，无法实现自适应调流控水。同时，该专利没有提出酸性气藏调流控水完井的设计方法。
目前还没有一种针对酸性气藏的调流控水完井设计方法，无法指导酸性气藏中的调流控水完井优化设计，导致调流控水技术在酸性气藏中无法有效应用。
发明内容
本发明的目的在于解决上述现有技术中存在的难题，提供一种酸性气藏调流控水完井数值模拟方法及系统，在酸性气藏中合理设计自适应调流控水完井参数，优化适应调流控水筛管参数组合，并预测酸性气藏调流控水完井效果，增强调流控水有效性，实现酸性气藏控水稳气，最终提高酸性气藏采收率。
本发明是通过以下技术方案实现的：
本发明的第一个方面，提供了一种酸性气藏调流控水完井数值模拟方法，所述方法考虑酸性气藏中硫沉积对控水的影响，模拟酸性气藏的开发特征，对酸性气藏自适应调流控水筛管参数进行优化，进而增强酸性气藏调流控水完井开发效果，实现酸性气藏的控水稳气，提高酸性气藏采收率。
本发明的进一步改进在于，所述方法包括：
步骤一：采集酸性气藏的地质参数与生产参数；
步骤二：建立酸性气藏目标区块地质模型；
步骤三：建立酸性气井单井地质模型；
步骤四：确定酸性气藏硫沉积的时变表皮系数；
步骤五：确定酸性气井自适应调流控水筛管规格；
步骤六：酸性气井自适应调流控水完井设计；
步骤七：酸性气藏调流控水井筒储层耦合数值模拟；
步骤八：获得最优酸性气藏自适应调流控水筛管参数。
本发明的进一步改进在于，所述步骤一中采集的地质参数与生产参数包括：储层特性参数、测井解释参数、流体高压物性参数、井头参数、井眼轨迹参数、井身结构参数和生产动态参数。
本发明的进一步改进在于，所述步骤二的操作包括：利用储层特性参数、测井解释参数、井头参数、井眼轨迹参数，建立酸性气藏目标区块地质模型，获取目标区块孔隙度、渗透率和饱和度属性分布规律，对地质模型进行储量验证。
本发明的进一步改进在于，所述步骤三的操作包括：在酸性气藏目标区块地质模型的基础上，抽取并建立目标井单井控制范围内的酸性气井单井地质模型。
本发明的进一步改进在于，所述步骤四的操作包括：
利用实测得到的硫溶解度数据拟合下式中的待定系数k、a、B：
cs＝ρkexp(a/T+B)
其中，
Figure BDA0003082873270000031
式中，cs为元素硫在酸性气体中的溶解度，ρ为酸性气体的密度，p为压力，γg为酸性气体的相对密度；Z为酸性气体的偏差系数；T为酸性气体的温度；
利用下式计算获得硫沉积的时变表皮系数：
Figure BDA0003082873270000032
其中，
Figure BDA0003082873270000033
Figure BDA0003082873270000041
Figure BDA0003082873270000042
Ss为沉积硫饱和度，A为常系数，t为时间，q为井产量，Bg为气相体积系数，r为距井筒径向距离，h为地层厚度，μg为气相粘度，k0为气藏原始条件下的渗透率，pi为气藏原始地层压力，m为应力敏感指数，φ为孔隙度，Swi为原始含水饱和度，β为非达西流系数，sd为硫沉积的时变表皮系数，rd为污染带半径，rw为井半径。
本发明的进一步改进在于，所述步骤五的操作包括：
根据井身结构参数选取自适应调流控水筛管的直径；
根据硫化氢含量和二氧化碳含量确定自适应调流控水筛管的管柱材质和管柱扣型；
所述自适应调流控水筛管的直径大于同规格的常规筛管的直径；
所述自适应控水筛管需要与遇油膨胀封隔器配合使用。
本发明的进一步改进在于，所述步骤六的操作包括：
根据井眼轨迹参数设计酸性气井中自适应调流控水筛管的下入长度；
根据测井解释参数设计自适应调流控水分段数，并确定自适应调流控水筛管和封隔器的数目，确定封隔器的下入深度。
本发明的进一步改进在于，所述步骤七的操作包括：
利用酸性气藏地质参数与生产参数，采用多段井模型模拟下入自适应调流控水筛管和封隔器的酸性气井井筒；
利用下式模拟自适应调流控水筛管特性：
Figure BDA0003082873270000051
式中，ΔP为自适应调流控水筛管压降，aAICD为自适应调流控水筛管的控水强度，ρmix为流入流体密度，μmix为流入流体粘度，Q为自适应调流控水筛管的流体流量，x为流量指数，y为粘度指数；
在近井地带加入所述硫沉积的时变表皮系数，采用黑油模型进行耦合数值模拟。
所述步骤八的操作包括：
选取压力或产量为控制条件，以预测期间累积产水量的降低幅度为优化目标，用正交试验数值模拟方法优化自适应调流控水筛管的参数组合：aAICD、x、y，得到最优酸性气藏自适应调流控水筛管参数。
本发明的第二个方面，提供了一种酸性气藏调流控水完井数值模拟系统，所述系统包括：
采集单元，用于采集酸性气藏的地质参数与生产参数；
目标区块地质模型建立单元，与所述采集单元连接，用于建立酸性气藏目标区块地质模型；
单井地质模型建立单元，与所述目标区块地质模型建立单元连接，用于建立酸性气井单井地质模型；
系数确定单元，与所述单井地质模型建立单元连接，用于确定酸性气藏硫沉积的时变表皮系数；
筛管规格确定单元，与所述系数确定单元连接，用于确定酸性气井自适应调流控水筛管规格；
完井设计单元，与所述筛管规格确定单元连接，用于酸性气井自适应调流控水完井设计；
耦合数值模拟单元，与所述完井设计单元连接，用于酸性气藏调流控水井筒储层耦合数值模拟；
优化单元，与所述耦合数值模拟单元连接，用于获得最优酸性气藏自适应调流控水筛管参数。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明增强了酸性气藏调流控水完井开发效果，实现了酸性气藏的控水稳气，提高了酸性气藏采收率，为酸性气藏中的调流控水完井设计和应用提供指导。
附图说明
图1为本发明方法的流程框图；
图2为普光酸性气田的P1H井单井地质模型；
图3为普光酸性气田的P1H井在自适应调流控水完井条件下和射孔完井条件下的累积产水量比较；
图4-1为普光酸性气田的P1H井在射孔完井条件下的近井地带含水饱和度剖面；
图4-2普光酸性气田的P1H井在自适应调流控水完井条件下的近井地带含水饱和度剖面；
图5本发明系统的组成结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步详细描述：
考虑酸性气藏中硫沉积对控水的影响，本发明提出了一种酸性气藏调流控水完井数值模拟方法，能够模拟酸性气藏的开发特征，优化酸性气藏自适应调流控水筛管参数，增强酸性气藏调流控水完井开发效果，实现酸性气藏的控水稳气，提高酸性气藏采收率，为酸性气藏中的调流控水完井设计和应用提供指导。
如图1所示，本发明方法包括：
步骤一：采集酸性气藏的地质参数与生产参数。所述地质参数与生产参数包括：储层特性参数、测井解释参数、流体高压物性参数、井头参数、井眼轨迹参数、井身结构参数和生产动态参数。
步骤二：建立酸性气藏目标区块地质模型。利用储层特性参数、测井解释参数、井头参数、井眼轨迹参数，建立酸性气藏目标区块地质模型，获取目标区块孔隙度、渗透率和饱和度属性分布规律，对地质模型进行储量验证。
步骤三：建立酸性气井单井地质模型。在酸性气藏目标区块地质模型基础上，抽取并建立目标井单井控制范围内的单井地质模型。
步骤四：确定酸性气藏硫沉积的时变表皮系数。利用高压物性实测硫溶解度数据(采用现有技术测量，例如可以采用PVT装置开展流体高压物性实验，得到不同温度、压力条件下的元素硫在酸性气体中的溶解度数据)，拟合(1)式中的待定系数k、a、B，计算元素硫在酸性气体中的溶解度，具体的，先利用高压物性实测硫溶解度数据拟合得到三个待定系数k、a、B，并根据已知的温度和压力数据，根据下式计算酸性气体的密度：
Figure BDA0003082873270000071
式中，γg为酸性气体的相对密度，无因次；Z为酸性气体的偏差系数，无因次，可利用Hall-Yarbough方法确定。最终即可根据(1)式得到元素硫在酸性气体中的溶解度；
然后利用(2)至(4)式计算沉积硫饱和度；利用(5)式计算硫沉积的时变表皮系数。
cs＝ρkexp(a/T+B) (1)
Figure BDA0003082873270000072
其中，
Figure BDA0003082873270000081
Figure BDA0003082873270000082
Figure BDA0003082873270000083
其中，cs为元素硫在酸性气体中的溶解度，g/m3；ρ为酸性气体的密度，kg/m3；T为酸性气体的温度，K；k、a、B为待定系数，无因次；Ss为沉积硫饱和度，m3/m3；A为常系数，无因次；t为时间，y；q为井产量，104m3/d；Bg为气相体积系数，m3/m3；r为距井筒径向距离，m；h为地层厚度，m；μg为气相粘度，mPa·s；k0为气藏原始条件下的渗透率，mD；pi为气藏原始地层压力，MPa；p为压力，MPa；m为应力敏感指数，无因次；φ为孔隙度，无因次；Swi为原始含水饱和度，无因次；β为非达西流系数，m-1，β可由下式计算：
Figure BDA0003082873270000084
式中k为渗透率，mD，sd为硫沉积的时变表皮系数，无因次；rd为污染带半径，m；rw为井半径，m。这些参数中
Figure BDA0003082873270000085
其他参数都是从步骤一采集的参数。
公式(1)到(5)计算得到的硫沉积的时变表皮系数将用于步骤七中。
步骤五：确定酸性气井自适应调流控水筛管规格。根据井身结构参数选取自适应调流控水筛管直径尺寸，根据硫化氢含量和二氧化碳含量(这两个含量从步骤一中采集的流体高压物性参数获得)确定自适应调流控水筛管的管柱材质和管柱扣型。
确定自适应调流控水筛管的管柱材质和管柱扣型的方法是现有技术，在此不再赘述。但是本发明在选取自适应调流控水筛管直径尺寸时，考虑了如下因素：
1，自适应调流控水筛管直径与常规筛管直径不同，自适应控水筛管直径比同规格的常规筛管直径大；
2，自适应控水筛管需要与遇油膨胀封隔器配合使用，而常规筛管不需要与遇油膨胀封隔器配合使用。
步骤六：酸性气井自适应调流控水完井设计。根据井眼轨迹参数设计酸性气井中自适应调流控水筛管的下入长度，根据测井解释参数设计自适应调流控水分段数，确定自适应调流控水筛管和封隔器数目，确定封隔器的下入深度。
具体的，本发明根据穿过目的层段井眼轨迹长度确定自适应调流控水筛管的下入总长度，然后根据测井解释得到的沿井眼轨迹的渗透率数据，并参考测井解释得到的井径数据和含水饱和度数据，设计自适应调流控水分段数(主要根据沿井眼轨迹的渗透率大小，并参考含水饱和度数据，将井筒划分为若干高渗透率高含水段和低渗透率低含水段，总分段数不超过四段，然后参考井径数据，将各段之间井径明显缩小的位置作为各段之间的分段处，从而设计出自适应控水分段数。)，在各段之间的分段处下入封隔器，即确定封隔器下入深度。
其中，封隔器的数目＝分段数；在各段中下入自适应调流控水筛管，各段中自适应调流控水筛管数目＝[各段长度/自适应调流控水筛管长度]，[]为取整函数。
步骤七：酸性气藏调流控水井筒-储层耦合数值模拟。利用酸性气藏地质参数与生产参数，采用多段井模型模拟下入自适应调流控水筛管和封隔器的酸性气井井筒，自适应调流控水筛管特性由(6)式模拟，并在近井地带加入(5)式计算得到的硫沉积的时变表皮系数，采用黑油模型进行耦合数值模拟。
Figure BDA0003082873270000091
式中，ΔP为自适应调流控水筛管压降，MPa；aAICD为自适应调流控水筛管的控水强度，10-1MPa/[(kg·m-3)(m3·d)x]；ρmix为流入流体密度，kg/m3；μmix为流入流体粘度，mPa·s；Q为自适应调流控水筛管的流体流量，m3/d；x为流量指数，无因次；y为粘度指数，无因次。
在步骤六中确定了自适应调流控水筛管的数目，但没有确定每个自适应调流控水筛管特性，步骤七中进一步确定每个自适应调流控水筛管特性。每个自适应调流控水分段中的自适应调流控水筛管特性均相同，不同自适应调流控水分段中的自适应调流控水筛管特性不同，每个自适应调流控水筛管特性都利用(6)式计算得到。
根据(5)式计算得到各个模拟时间步下的硫沉积的时变表皮系数，然后在数值模拟中对应的各个模拟时间步下，在数值模拟软件中的井筒表皮系数选项中加入根据(5)式计算得到的硫沉积的时变表皮系数。
步骤八：酸性气藏自适应调流控水筛管三参数优化。选取压力或产量为控制条件(选取压力为控制条件，是指采用定压生产方式；选取产量为控制条件，是指采用定产生产方式)，以预测期间累积产水量的降低幅度为优化目标，用正交试验数值模拟方法优化自适应调流控水筛管的aAICD、x、y参数组合。
具体的，预测期间可以用数值模拟得到各个模拟时间步下的日产水量，将所有模拟时间步下的日产水量相加，即得到预测期间累积产水量。预测期间累积产水量的降低幅度的比较基准是：在与自适应调流控水完井相同的控制条件和预测期间内，射孔完井方式下模拟得到的预测期间累积产水量。
本发明方法最终是要获得指定压力或产量下最优的aAICD、x、y参数组合，具体如下：
给定一个参数组合(aAICD、x、y)获得自适应调流控水筛管特性，然后将该特性以及硫沉积的时变表皮系数输入到黑油模型中进行耦合数值模拟获得一个预测期间累积产水量，再计算相同条件下的射孔完井方式下模拟得到的预测期间累积产水量，将两者的差值除以射孔完井方式下模拟得到的预测期间累积产水量获得降低幅度，最后找到最大的降低幅度对应的参数组合即为最优组合。
本发明方法的实施例如下：
【实施例一】
以普光酸性气田为例，应用本发明的酸性气藏调流控水完井数值模拟设计方法，发明的内容具体包括以下步骤：
步骤一：采集酸性气藏地质参数与生产参数，所述参数包括：储层特性参数、测井解释参数、流体高压物性参数、井头参数、井眼轨迹参数、井身结构参数和生产动态参数。
步骤二：建立酸性气藏目标区块地质模型。利用储层特性参数、测井解释参数、井头参数、井眼轨迹参数，建立酸性气藏目标区块地质模型，获取目标区块孔隙度、渗透率和饱和度属性分布规律，对地质模型进行储量验证。
以普光酸性气田主体区块作为目标区块，应用Petrel地质建模软件，利用高斯随机函数模拟方法，建立普光酸性气藏目标区块地质模型，获取目标区块飞仙关组和长兴组的孔隙度、渗透率和饱和度属性分布规律。地质模型储量结果为16.39×108sm3，应用容积法公式得到的储量结果为16.8×108sm3，对地质模型进行了储量验证。这些均是采用现有技术实现，在此不再赘述。
步骤三：建立酸性气井单井地质模型。在酸性气藏目标区块地质模型基础上，抽取并建立目标井单井控制范围内的单井地质模型。
在普光酸性气田主体区块地质模型基础上，根据目标井P1H井的单井控制范围，考虑流动边界，抽取并建立P1H井的单井地质模型，如图2所示。这些均是采用现有技术实现，在此不再赘述。
步骤四：确定酸性气藏硫沉积的时变表皮系数。利用高压物性实测硫溶解度数据，拟合(1)式中的待定系数k、a、B，计算元素硫在酸性气体中的溶解度；利用(2)至(4)式计算沉积硫饱和度；利用(5)式计算硫沉积的时变表皮系数。
cs＝ρkexp(a/T+B) (1)
Figure BDA0003082873270000121
其中，
Figure BDA0003082873270000122
Figure BDA0003082873270000123
Figure BDA0003082873270000124
以上式中，cs为元素硫在酸性气体中的溶解度，g/m3；ρ为酸性气体的密度，kg/m3；T为酸性气体的温度，K；k、a、B为待定系数，无因次；Ss为沉积硫饱和度，m3/m3；A为常系数，无因次；t为时间，y；q为井产量，104m3/d；Bg为气相体积系数，m3/m3；r为距井筒径向距离，m；h为地层厚度，m；μg为气相粘度，mPa·s；k0为气藏原始条件下的渗透率，mD；pi为气藏原始地层压力，MPa；p为压力，MPa；m为应力敏感指数，无因次；φ为孔隙度，无因次；Swi为原始含水饱和度，无因次；β为非达西流系数，m-1；sd为硫沉积的时变表皮系数，无因次；rd为污染带半径，m；rw为井半径，m。
利用P1H井的高压物性实测硫溶解度数据，拟合(1)式中的待定系数k、a和B分别为3.14，-5807和-2.85；利用(2)至(4)式计算P1H井的沉积硫饱和度；利用(5)式计算P1H井的硫沉积的时变表皮系数如表1所示。
Figure BDA0003082873270000125
Figure BDA0003082873270000131
表1
步骤五：确定酸性气井自适应调流控水筛管规格。根据井身结构参数选取自适应调流控水筛管直径尺寸，根据硫化氢含量和二氧化碳含量确定自适应调流控水筛管的管柱材质和管柱扣型。
根据P1H井井身结构参数选取自适应调流控水筛管直径为5-1/2”，根据硫化氢含量和二氧化碳含量确定自适应调流控水筛管的管柱材质为35CroMo，管柱扣型为VAM TOP气密扣，做好P1H井硫化氢的检测及预防。
步骤六：酸性气井自适应调流控水完井设计。根据井眼轨迹参数设计酸性气井中自适应调流控水筛管的下入长度，根据测井解释参数设计自适应调流控水分段数，确定自适应调流控水筛管和封隔器的数目，确定封隔器的下入深度。
根据P1H井井眼轨迹参数设计自适应调流控水筛管的下入长度为525m，根据渗透率和井径、含水饱和度测井解释参数设计自适应调流控水分段数为4段，下入4个遇油膨胀封隔器，48根自适应调流控水筛管，4个遇油膨胀封隔器的下入井深分别为5860m、6000m、6120m和6250m。
步骤七：酸性气藏调流控水井筒-储层耦合数值模拟。利用酸性气藏地质参数与生产参数，采用多段井模型模拟下入自适应调流控水筛管和封隔器的酸性气井井筒，自适应调流控水筛管特性由(6)式模拟，并在近井地带加入硫沉积的时变表皮系数，采用黑油模型进行耦合数值模拟。
Figure BDA0003082873270000132
式中，ΔP为自适应调流控水筛管压降，MPa；aAICD为自适应调流控水筛管的控水强度，10-1MPa/[(kg·m-3)(m3·d)x]；ρmix为流入流体密度，kg/m3；μmix为流入流体粘度，mPa·s；Q为自适应调流控水筛管的流体流量，m3/d；x为流量指数，无因次；y为粘度指数，无因次。
应用Eclipse数值模拟软件，利用普光酸性气藏地质参数与P1H井生产参数，开展P1H井调流控水井筒-储层耦合数值模拟。采用多段井模型模拟下入自适应调流控水筛管和封隔器的P1H井筒，井筒共分17段，自适应调流控水筛管特性由(6)式模拟，并在近井地带加入如表1所示的硫沉积的时变表皮系数，采用黑油模型进行耦合数值模拟。
步骤八：酸性气藏自适应调流控水筛管三参数优化。选取压力或产量为控制条件，以预测期间累积产水量的降低幅度为优化目标，用正交试验数值模拟方法优化自适应调流控水筛管的aAICD、x、y参数组合。
P1H井选取产气量为控制条件，定产气量为19×104m3/d，比较射孔完井与自适应调流控水完井的累积产水量，以10年预测期间累积产水量的降低幅度为优化目标，设计三因素四水平正交试验表，如表2所示。数值模拟方法优化自适应调流控水筛管的aAICD、x、y参数组合为0.0012×10-1MPa/[(kg·m-3)(m3·d)x]，1，1.5。最优aAICD、x、y参数组合条件下的累积产水量比较如图3所示。
Figure BDA0003082873270000141
表2
P1H井应用酸性气藏调流控水完井数值模拟设计方法后，与射孔完井相比，累积产水量降低约18％，延缓了底水锥进，同时对比图4-1和图4-2可知：近井地带的含水饱和度普遍降低，说明优化设计后的自适应调流控水筛管具有一定的控水效果，可以抑制含水上升，实现酸性气藏的控水稳气生产。
图3为普光酸性气田的P1H井自适应调流控水完井条件下和射孔完井条件下的累积产水量比较。与射孔完井相比，自适应调流控水完井条件下的预测末期累积产水量降低约18％。
本发明还提供了一种酸性气藏调流控水完井数值模拟系统，如图5所示，所述系统的实施例如下：
【实施例二】
所述系统包括：
采集单元10，用于采集酸性气藏的地质参数与生产参数；
目标区块地质模型建立单元20，与所述采集单元10连接，用于建立酸性气藏目标区块地质模型；
单井地质模型建立单元30，与所述目标区块地质模型建立单元20连接，用于建立酸性气井单井地质模型；
系数确定单元40，与所述单井地质模型建立单元30连接，用于确定酸性气藏硫沉积的时变表皮系数；
筛管规格确定单元50，与所述系数确定单元40连接，用于确定酸性气井自适应调流控水筛管规格；
完井设计单元60，与所述筛管规格确定单元50连接，用于酸性气井自适应调流控水完井设计；
耦合数值模拟单元70，与所述完井设计单元60连接，用于酸性气藏调流控水井筒储层耦合数值模拟；
优化单元80，与所述耦合数值模拟单元70连接，用于获得最优酸性气藏自适应调流控水筛管参数。
酸性气藏在世界范围内广泛分布，全世界已发现了超过400个具有商业价值的酸性气藏。对于酸性含水气藏的开发，需要做好酸性气体防腐和防堵措施，并同时做好控水稳气工作。但是，目前还没有一种针对酸性气藏的调流控水完井设计方法，无法指导酸性气藏中的调流控水完井优化设计，导致调流控水技术在酸性气藏中无法有效应用。本发明考虑酸性气藏中硫沉积对调流控水的影响，能够模拟酸性气藏的调流控水开发特征，优化酸性气藏自适应调流控水筛管参数，增强酸性气藏调流控水完井开发效果，实现酸性气藏的控水稳气，提高酸性气藏采收率，为酸性气藏中的调流控水完井设计和应用提供指导。
最后应说明的是，上述技术方案只是本发明的一种实施方式，对于本领域内的技术人员而言，在本发明公开了应用方法和原理的基础上，很容易做出各种类型的改进或变形，而不仅限于本发明上述具体实施方式所描述的方法，因此前面描述的方式只是优选的，而并不具有限制性的意义。

Claims (11)

1.一种酸性气藏调流控水完井数值模拟方法，其特征在于：所述方法考虑酸性气藏中硫沉积对控水的影响，模拟酸性气藏的开发特征，对酸性气藏自适应调流控水筛管参数进行优化，进而增强酸性气藏调流控水完井开发效果，实现酸性气藏的控水稳气，提高酸性气藏采收率。
2.根据权利要求1所述的酸性气藏调流控水完井数值模拟方法，其特征在于：所述方法包括：
步骤一：采集酸性气藏的地质参数与生产参数；
步骤二：建立酸性气藏目标区块地质模型；
步骤三：建立酸性气井单井地质模型；
步骤四：确定酸性气藏硫沉积的时变表皮系数；
步骤五：确定酸性气井自适应调流控水筛管规格；
步骤六：酸性气井自适应调流控水完井设计；
步骤七：酸性气藏调流控水井筒储层耦合数值模拟；
步骤八：获得最优酸性气藏自适应调流控水筛管参数。
3.根据权利要求2所述的酸性气藏调流控水完井数值模拟方法，其特征在于：所述步骤一中采集的地质参数与生产参数包括：储层特性参数、测井解释参数、流体高压物性参数、井头参数、井眼轨迹参数、井身结构参数和生产动态参数。
4.根据权利要求3所述的酸性气藏调流控水完井数值模拟方法，其特征在于：所述步骤二的操作包括：利用储层特性参数、测井解释参数、井头参数、井眼轨迹参数，建立酸性气藏目标区块地质模型，获取目标区块孔隙度、渗透率和饱和度属性分布规律，对地质模型进行储量验证。
5.根据权利要求4所述的酸性气藏调流控水完井数值模拟方法，其特征在于：所述步骤三的操作包括：在酸性气藏目标区块地质模型的基础上，抽取并建立目标井单井控制范围内的酸性气井单井地质模型。
6.根据权利要求5所述的酸性气藏调流控水完井数值模拟方法，其特征在于：所述步骤四的操作包括：
利用实测得到的硫溶解度数据拟合下式中的待定系数k、a、B：
cs＝ρkexp(a/T+B)
其中，
Figure FDA0003082873260000021
式中，cs为元素硫在酸性气体中的溶解度，ρ为酸性气体的密度，p为压力，γg为酸性气体的相对密度；Z为酸性气体的偏差系数；T为酸性气体的温度；
利用下式计算获得硫沉积的时变表皮系数：
Figure FDA0003082873260000022
其中，
Figure FDA0003082873260000023
Figure FDA0003082873260000024
Figure FDA0003082873260000025
Ss为沉积硫饱和度，A为常系数，t为时间，q为井产量，Bg为气相体积系数，r为距井筒径向距离，h为地层厚度，μg为气相粘度，k0为气藏原始条件下的渗透率，pi为气藏原始地层压力，m为应力敏感指数，φ为孔隙度，Swi为原始含水饱和度，β为非达西流系数，sd为硫沉积的时变表皮系数，rd为污染带半径，rw为井半径。
7.根据权利要求6所述的酸性气藏调流控水完井数值模拟方法，其特征在于：所述步骤五的操作包括：
根据井身结构参数选取自适应调流控水筛管的直径；
根据硫化氢含量和二氧化碳含量确定自适应调流控水筛管的管柱材质和管柱扣型；
所述自适应调流控水筛管的直径大于同规格的常规筛管的直径；
所述自适应控水筛管需要与遇油膨胀封隔器配合使用。
8.根据权利要求7所述的酸性气藏调流控水完井数值模拟方法，其特征在于：所述步骤六的操作包括：
根据井眼轨迹参数设计酸性气井中自适应调流控水筛管的下入长度；
根据测井解释参数设计自适应调流控水分段数，并确定自适应调流控水筛管和封隔器的数目，确定封隔器的下入深度。
9.根据权利要求8所述的酸性气藏调流控水完井数值模拟方法，其特征在于：所述步骤七的操作包括：
利用酸性气藏地质参数与生产参数，采用多段井模型模拟下入自适应调流控水筛管和封隔器的酸性气井井筒；
利用下式模拟自适应调流控水筛管特性：
Figure FDA0003082873260000031
式中，ΔP为自适应调流控水筛管压降，aAICD为自适应调流控水筛管的控水强度，ρmix为流入流体密度，μmix为流入流体粘度，Q为自适应调流控水筛管的流体流量，x为流量指数，y为粘度指数；
在近井地带加入所述硫沉积的时变表皮系数，采用黑油模型进行耦合数值模拟。
10.根据权利要求9所述的酸性气藏调流控水完井数值模拟方法，其特征在于：所述步骤八的操作包括：
选取压力或产量为控制条件，以预测期间累积产水量的降低幅度为优化目标，用正交试验数值模拟方法优化自适应调流控水筛管的参数组合：aAICD、x、y，得到最优酸性气藏自适应调流控水筛管参数。
11.一种酸性气藏调流控水完井数值模拟系统，其特征在于：所述系统包括：采集单元，用于采集酸性气藏的地质参数与生产参数；
目标区块地质模型建立单元，与所述采集单元连接，用于建立酸性气藏目标区块地质模型；
单井地质模型建立单元，与所述目标区块地质模型建立单元连接，用于建立酸性气井单井地质模型；
系数确定单元，与所述单井地质模型建立单元连接，用于确定酸性气藏硫沉积的时变表皮系数；
筛管规格确定单元，与所述系数确定单元连接，用于确定酸性气井自适应调流控水筛管规格；
完井设计单元，与所述筛管规格确定单元连接，用于酸性气井自适应调流控水完井设计；
耦合数值模拟单元，与所述完井设计单元连接，用于酸性气藏调流控水井筒储层耦合数值模拟；
优化单元，与所述耦合数值模拟单元连接，用于获得最优酸性气藏自适应调流控水筛管参数。
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