本发明涉及石油化工
技术领域：
，特别涉及一种连续封隔体颗粒控水增油现场施工效果预测装置及方法。
背景技术：
：根据现场的施工验证，连续封隔体技术适应各种完井方式、出水点不确定的强非均质性油藏，具有自适应找堵水，施工简便，成功率高的特点。其基本原理是将封隔体颗粒充填到可调流控水筛管与井筒形成的环空、地层裂缝及溶洞中，从总整体上改善介质场的非均质特性。同时，裂缝及溶洞流量受可调流控水筛管控制，其流量大幅度下降；基质系统则可获得更大的驱替压差而能更高效动用。但现场施工往往需要由室内的实验模拟来确定其施工效果，又由于实验周期较长，实验成本较高，所以需要一套相对准确的理论预测方法来预测实验结果，以达到优化实验参数、大幅减少实验组数的目的，从而更好更快地指导现场施工，降本增效。目前，主要采用逐一实验的方法进行预测，其具有以下缺点：实验周期长，成本高，废料排放多；地层任一条件的变化都需要重新实验，效率低下。技术实现要素：针对上述问题，本发明旨在提供一种连续封隔体颗粒控水增油现场施工效果预测装置及方法。本发明的技术方案如下：一方面，提供一种连续封隔体颗粒控水增油现场施工效果预测装置，包括井筒、筛管、流线模型、裂缝模型，所述裂缝模型的裂缝为圆环缝，裂缝中充填有封隔体颗粒；所述筛管设置在所述井筒内且与所述井筒等长，所述筛管与所述井筒之间充满封隔体颗粒形成封隔层，所述流线模型至少设置两个，其中一个流线模型与所述裂缝模型串联形成裂缝基质模拟模型，其余流线模型分别与所述裂缝基质模拟模型并联作为基质模拟模型，所述裂缝基质模拟模型的两端以及所述基质模拟模型的两端分别与油水储罐和井筒相连，且相连的管路上分别设有阀门；所述基质模拟模型中的每个流线模型和所述裂缝基质模拟模型对应的井筒段长度均相同。作为优选，所述裂缝模型采用圆环缝裂缝模型。作为优选，所述基质模拟模型中的流线模型数量根据储层的裂缝与基质的比例进行确定。作为优选，当所述基质模拟模型中的流线模型为多个时，每个流线模型的长度不同。作为优选，以其中一个流线模型的长度为基准，其他流线模型的长度按基准的倍数依次增加设置。另一方面，还提供一种连续封隔体颗粒控水增油现场施工效果预测方法，采用上述任意一项所述的连续封隔体颗粒控水增油现场施工效果预测装置进行预测，包括以下步骤：根据储层的物性参数设定所述预测装置的实验条件，所述实验条件包括基质与裂缝的比例，井筒长度、内径，井筒内筛管外径，流体粘度，基质模拟模型中流线模型的长度、渗透率、过流断面面积、流量，裂缝基质模拟模型中裂缝模型的长度、外环内径、缝宽、封隔体颗粒充填程度、封隔体颗粒渗透率，裂缝基质模拟模型中流线模型的长度、渗透率、过流断面面积；使用导流能力预测模型预测导流能力并绘制导流能力关系图版；使用产水率预测模型预测产水率并绘制产水率关系图版；根据所述导流能力关系图版和所述产水率关系图版，依据现场施工和地层参数，预测施工后的地层裂缝导流能力和井筒产水率。作为优选，所述导流能力预测模型为：式中：φ为导流能力，d·mm；b为缝宽，mm；a％为裂缝模型中封隔体颗粒的充填程度；kpg为裂缝模型中封隔体颗粒的渗透率，d。作为优选，所述产水率预测模型为：式中：n为基质模拟模型中流线模型的个数；qi为基质模拟模型中第i个流线模型的流量，cm3；为雷洛数的校正系数，常量；ρo为油的密度，g/cm3；d为流线模型的管内径，cm；μo为油的粘度，cp；li为基质模拟模型中第i个流线模型的长度，cm；ki为基质模拟模型中第i个流线模型的渗透率，d；ai为基质模拟模型中第i个流线模型的过流断面面积，cm2；dj为井筒内径，cm；ds为筛管外径，cm；kpg为裂缝模型中封隔体颗粒的渗透率，d；δl为每个流线模型对应井筒段长度，cm；ρw为水的密度，g/cm3；μw为水的粘度，cp；lf为裂缝模型的长度，cm；x为裂缝发育程度，无因次数；kfjz为裂缝基质模拟模型中流线模型的渗透率，d；afjz为裂缝基质模拟模型中流线模型的过流断面面积，cm2；a％为裂缝模型中封隔体颗粒的充填程度；b为缝宽，mm；d为裂缝模型外环内径，mm。作为优选，还包括以下步骤：根据选取的现场施工参数进行实验，得到实际的导流能力和产水率结果，与所述导流能力预测模型和所述产水率预测模型得到的结果作比较，得到校正系数；根据所述校正系数对所述导流能力关系图版和所述产水率关系图版进行校正；根据校正后的图版预测现场施工效果。本发明的有益效果是：本发明通过使用导流能力预测模型预测导流能力并绘制导流能力关系图版，使用产水率预测模型预测产水率并绘制产水率关系图版，能够利用所述导流能力关系图版和所述产水率关系图版直接预测现场施工效果，操作简便；根据所述导流能力预测模型和产水率预测模型能够在实验之前就可以相对准确的确定选择的实验参数的实验结果，节省了时间，能够降低成本。附图说明为了更清楚地说明本发明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发明的一些实施例，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为本发明连续封隔体颗粒控水增油现场施工效果预测装置的结构示意图；图2为封隔体颗粒不同填充程度下缝宽与导流能力关系图版示意图；图3为裂缝模型不同缝宽条件下填充程度与导流能力关系图版示意图；图4为封隔体颗粒不同填充程度下裂缝发育程度与产水率关系图版示意图；图5为不同裂缝发育程度条件下填充程度与产水率关系图版示意图；图6为不同裂缝发育程度条件下缝宽与产水率关系图版示意图；图7为裂缝模型不同缝宽条件下裂缝发育程度与产水率关系图版示意图；图8为裂缝模型不同缝长条件下裂缝发育程度与产水率关系图版示意图；图9为不同裂缝发育程度条件下缝长与产水率关系图版示意图。图中标号：1-井筒、2-筛管、3-流线模型、4-裂缝模型、5-封隔层、6-阀门。具体实施方式下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的技术特征可以相互结合。需要指出的是，除非另有指明，本申请使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属
技术领域：
的普通技术人员通常理解的相同含义。在本发明中，在未作相反说明的情况下，使用的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不是用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的术语；使用的术语中“上”、“下”、“左”、“右”等通常是针对附图所示的方向而言，或者是针对部件本身在竖直、垂直或重力方向上而言；同样地，为便于理解和描述，“内”、“外”等是指相对于各部件本身的轮廓的内、外。但上述方位词并不用于限制本发明。如图1所示，本发明提供一种连续封隔体颗粒控水增油现场施工效果预测装置，包括井筒1、筛管2、流线模型3、裂缝模型4，所述裂缝模型4的裂缝中充填有封隔体颗粒；所述筛管2设置在所述井筒1内且与所述井筒1等长，所述筛管2与所述井筒1之间充满封隔体颗粒形成封隔层5，所述流线模型3至少设置两个，其中一个流线模型3与所述裂缝模型4串联形成裂缝基质模拟模型，其余流线模型3分别与所述裂缝基质模拟模型并联作为基质模拟模型，所述裂缝基质模拟模型的两端以及所述基质模拟模型的两端分别与油水储罐(图中未示出)和井筒1相连，且相连的管路上分别设有阀门6；所述基质模拟模型中的每个流线模型3和所述裂缝基质模拟模型对应的井筒段长度均相同(例如，假设井筒长度为10m，基质模拟模型中有9个流线模型，加上1个裂缝基质模拟模型，共10个模型，则每个模型对应井筒段的长度为10/10＝1m，即δl＝1m)。在一个具体的实施例中，所述裂缝模型4采用圆环缝裂缝模型，即用两个等高同轴不等径的圆柱体形成的圆环形环空来模拟裂缝的裂缝模型，其缝宽就是外环的内半径和内环外半径的差值，其具有占地面积小，密封更简便等优点。在另一个具体的实施例中，所述裂缝模型4采用平板缝裂缝模型。为了使预测结果更加准确，可选地，所述基质模拟模型中的流线模型3数量根据储层的裂缝与基质的比例进行确定。可选地，当所述基质模拟模型中的流线模型3为多个时，每个流线模型3的长度不同。在一个具体的实施例中，以其中一个流线模型3的长度为基准，其他流线模型3的长度按基准的倍数依次增加设置。需要说明的是，其他流线模型3的长度按基准的倍数依次增加设置，能够更直观和准确地模拟地层原油流向井筒的真实流线情况，但是这并非必须如此，在其他具体的实施例中，其他流线模型3的长度也可按照每个依次增加几厘米，或按照其他规则进行设置。另一方面，本发明还一种连续封隔体颗粒控水增油现场施工效果预测方法，采用上述裂缝模型为圆环缝裂缝模型的连续封隔体颗粒控水增油现场施工效果预测装置进行预测，包括以下步骤：根据储层的物性参数设定所述预测装置的实验条件，所述实验条件包括基质与裂缝的比例，井筒长度、内径，井筒内筛管外径，流体粘度，基质模拟模型中流线模型的长度、渗透率、过流断面面积、流量，裂缝基质模拟模型中裂缝模型的长度、外环内径、缝宽、封隔体颗粒充填程度、封隔体颗粒渗透率，裂缝基质模拟模型中流线模型的长度、渗透率、过流断面面积；使用导流能力预测模型预测导流能力并绘制导流能力关系图版，所述导流能力预测模型为：式中：φ为导流能力，d·mm；b为缝宽，mm；a％为裂缝模型中封隔体颗粒的充填程度；kpg为裂缝模型中封隔体颗粒的渗透率，d。使用产水率预测模型预测产水率并绘制产水率关系图版，所述产水率预测模型为：式中：n为基质模拟模型中流线模型的个数；qi为基质模拟模型中第i个流线模型的流量，cm3；为雷洛数的校正系数，常量；ρo为油的密度，g/cm3；d为流线模型的管内径，cm；μo为油的粘度，cp；li为基质模拟模型中第i个流线模型的长度，cm；ki为基质模拟模型中第i个流线模型的渗透率，d；ai为基质模拟模型中第i个流线模型的过流断面面积，cm2；dj为井筒内径，cm；ds为筛管外径，cm；kpg为裂缝模型中封隔体颗粒的渗透率，d；δl为每个流线模型对应井筒段长度，cm；ρw为水的密度，g/cm3；μw为水的粘度，cp；lf为裂缝模型的长度，cm；x为裂缝发育程度，无因次数；kfjz为裂缝基质模拟模型中流线模型的渗透率，d；afjz为裂缝基质模拟模型中流线模型的过流断面面积，cm2；a％为裂缝模型中封隔体颗粒的充填程度；b为缝宽，mm；d为裂缝模型外环内径，mm。根据所述导流能力关系图版和所述产水率关系图版，依据现场施工和地层参数，预测施工后的地层裂缝导流能力和井筒产水率。需要说明的是，虽然在本实施例中采用的是裂缝模型为圆环缝裂缝模型的连续封隔体颗粒控水增油现场施工效果预测装置进行预测，但是在其他实施例中，也可采用裂缝模型为平板风裂缝模型的连续封隔体颗粒控水增油现场施工效果预测装置进行预测，只是在这种情况下公式(2)需要变化，其中涉及到裂缝模型的过流断面面积的地方需要更换为长乘以宽来计算平板缝裂缝模型的过流断面面积。在一个具体的实施例中，以某油田为例，根据其实际生产和地质情况，设计出表1所示的实验条件：表1某油田实验条件根据表1中的实验条件，结合公式(1)和公式(2)计算得到各条件下导流能力和产水率的预测结果，根据选取的现场施工参数进行实验，得到实际的导流能力和产水率结果，与所述导流能力预测模型和所述产水率预测模型得到的结果作比较，得到如表2所示的校正系数，并绘制如图2-3所示的导流能力关系图版，以及如图4-9所示的产水率关系图版。表2某油田图版校正系数结果结合施工现场储层和生产的实际情况(例如，缝洞发育规模、地层渗透率、缝洞尺寸、井筒套管和筛管尺寸、水平段长度等)，根据图2-9预测施工效果和实际施工效果如表3所示：表3某油田现场施工效果预测结果项目裂缝导流能力导流能力，d*mm井筒产水率预测值109.3031.60％实际值113.4432.49％误差3.65％2.74％从表3可以看出，本发明预测的施工效果与实际施工效果误差在5％以下，本发明所述的连续封隔体颗粒控水增油现场施工效果预测方法预测结果准确，能够为现场的连续封隔体技术提供支持，节省时间，降低成本。以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，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许更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。当前第1页1 2 3
技术特征：1.一种连续封隔体颗粒控水增油现场施工效果预测装置，其特征在于，包括井筒、筛管、流线模型、裂缝模型，所述裂缝模型的裂缝中充填有封隔体颗粒；所述筛管设置在所述井筒内且与所述井筒等长，所述筛管与所述井筒之间充满封隔体颗粒形成封隔层，所述流线模型至少设置两个，其中一个流线模型与所述裂缝模型串联形成裂缝基质模拟模型，其余流线模型分别与所述裂缝基质模拟模型并联作为基质模拟模型，所述裂缝基质模拟模型的两端以及所述基质模拟模型的两端分别与油水储罐和井筒相连，且相连的管路上分别设有阀门；所述基质模拟模型中的每个流线模型和所述裂缝基质模拟模型对应的井筒段长度均相同。
2.根据权利要求1所述的连续封隔体颗粒控水增油现场施工效果预测装置，其特征在于，所述裂缝模型采用圆环缝裂缝模型。
3.根据权利要求1所述的连续封隔体颗粒控水增油现场施工效果预测装置，其特征在于，所述基质模拟模型中的流线模型数量根据储层的裂缝与基质的比例进行确定。
4.根据权利要求3所述的连续封隔体颗粒控水增油现场施工效果预测装置，其特征在于，当所述基质模拟模型中的流线模型为多个时，每个流线模型的长度不同。
5.根据权利要求4所述的连续封隔体颗粒控水增油现场施工效果预测装置，其特征在于，以其中一个流线模型的长度为基准，其他流线模型的长度按基准的倍数依次增加设置。
6.一种连续封隔体颗粒控水增油现场施工效果预测方法，其特征在于，采用权利要求1-5中任意一项所述的连续封隔体颗粒控水增油现场施工效果预测装置进行预测，包括以下步骤：
根据储层的物性参数设定所述预测装置的实验条件，所述实验条件包括基质与裂缝的比例，井筒长度、内径，筛管外径，流体粘度，基质模拟模型中流线模型的长度、渗透率、过流断面面积、流量，裂缝基质模拟模型中裂缝模型的长度、外环内径、缝宽、封隔体颗粒充填程度、封隔体颗粒渗透率，裂缝基质模拟模型中流线模型的长度、渗透率、过流断面面积；
使用导流能力预测模型预测导流能力并绘制导流能力关系图版；
使用产水率预测模型预测产水率并绘制产水率关系图版；
根据所述导流能力关系图版和所述产水率关系图版，依据现场施工和地层参数，预测施工后的地层裂缝导流能力和井筒产水率。
7.根据权利要求6所述的连续封隔体颗粒控水增油现场施工效果预测方法，其特征在于，所述导流能力预测模型为：
式中：φ为导流能力，d·mm；b为缝宽，mm；a％为裂缝模型中封隔体颗粒的充填程度；kpg为裂缝模型中封隔体颗粒的渗透率，d。
8.根据权利要求6所述的连续封隔体颗粒控水增油现场施工效果预测方法，其特征在于，所述产水率预测模型为：
式中：n为基质模拟模型中流线模型的个数；qi为基质模拟模型中第i个流线模型的流量，cm3；为雷洛数的校正系数，常量；ρo为油的密度，g/cm3；d为流线模型的管内径，cm；μo为油的粘度，cp；li为基质模拟模型中第i个流线模型的长度，cm；ki为基质模拟模型中第i个流线模型的渗透率，d；ai为基质模拟模型中第i个流线模型的过流断面面积，cm2；dj为井筒内径，cm；ds为筛管外径，cm；kpg为裂缝模型中封隔体颗粒的渗透率，d；δl为每个流线模型对应井筒段长度，cm；ρw为水的密度，g/cm3；μw为水的粘度，cp；lf为裂缝模型的长度，cm；x为裂缝发育程度，无因次数；kfjz为裂缝基质模拟模型中流线模型的渗透率，d；afjz为裂缝基质模拟模型中流线模型的过流断面面积，cm2；a％为裂缝模型中封隔体颗粒的充填程度；b为缝宽，mm；d为裂缝模型外环内径，mm。
9.根据权利要求6-8中任意一项所述的连续封隔体颗粒控水增油现场施工效果预测方法，其特征在于，还包括以下步骤：
根据选取的现场施工参数进行实验，得到实际的导流能力和产水率结果，与所述导流能力预测模型和所述产水率预测模型得到的结果作比较，得到校正系数；
根据所述校正系数对所述导流能力关系图版和所述产水率关系图版进行校正；
根据校正后的图版预测现场施工效果。
技术总结本发明公开了一种连续封隔体颗粒控水增油现场施工效果预测装置及方法，所述预测装置包括井筒、筛管、流线模型、裂缝模型，裂缝模型的裂缝为圆环缝，裂缝中充填有封隔体颗粒；筛管设置在所述井筒内且与所述井筒等长，筛管与所述井筒之间充满封隔体颗粒形成封隔层，流线模型至少设置两个，其中一个流线模型与裂缝模型串联形成裂缝基质模拟模型，其余流线模型分别与裂缝基质模拟模型并联作为基质模拟模型，裂缝基质模拟模型的两端以及基质模拟模型的两端分别与油水储罐和井筒相连，且相连的管路上分别设有阀门；基质模拟模型中的每个流线模型和裂缝基质模拟模型对应的井筒段长度均相同。本发明能够根据理论图版直接预测施工结果，更为简便。
技术研发人员：李佳龙;唐海
受保护的技术使用者：西南石油大学
技术研发日：2020.12.10
技术公布日：2021.03.12
