非均質油藏多底分支井ICD完井產能評價研究

梁月松

摘 要：入流控制裝置（Inflow Control Device）是近年來隨著智能井技術發展起來的一種可以有效調節水平井入流剖面、延緩氣水錐進的完井工具。本文針對噴嘴型ICD，建立適用于非均質油藏多底分支井ICD完井的穩態油藏井筒耦合模型，給出ICD完井方式下多底分支井的產能計算方法，通過算例計算，得到了ICD完井參數敏感性影響規律，結果表明，適當的附加壓降能使ICD對入流控制效果最佳，研究結果可望為多底分支井ICD完井產能評價和參數優化提供理論參考。

關鍵詞：入流控制；非均質；多底分支井；耦合模型；產能評價

1 ICD完井多分支井產能預測耦合模型

1.1 油藏滲流模型

對具有N個分支的多分支水平井，假設水平段平行于油水邊界，根據鏡像反映和勢的疊加原理，可得第i個分支第j水平段的油藏滲流方程為：

（1）

1.2 井筒流動模型

1.2.1 分支井筒的壓降

根據井筒變質量流的壓降計算模型，多分支井第i分支井筒第j水平段油管內壓降可以表示為：

（2）

1.2.2 主井筒的壓降

多分支井第i分支井筒與主井筒連接處的井筒壓力可以表示為（忽略加速度壓降）：

（3）

1.3 ICD壓降模型

在分析中，采用噴嘴/孔眼型ICD，壓降主要由節流產生，ICD壓降為：

（4）

1.4 耦合流動模型

相對于裸眼完井，ICD完井方式下的耦合流動模型中第i分支第j水平段油藏流動在沙面處和油管內存在ICD引起的壓降，根據壓力連續原理可得關系式：

（5）

2 ICD產能模型算例分析

根據所建的ICD完井方式下的多分支井產能計算模型，進行算例計算分析。該油藏為底水油藏，多分支井由一垂直井筒向同一層位鉆2個分支，對層位的不同部分進行開采，各分支井的流體在主井筒合采。算例有關數據見表1。

該多分支井以定產Q=2000m3/d進行生產，兩分支均采用ICD完井，以ICD噴嘴個數作為影響因素，分析了不同的ICD完井參數下多分支井的井筒入流剖面。

圖1給出了不同ICD數量下多分支井各分支的入流剖面?？梢钥闯鲭S著每段中噴嘴數量的減少，入流剖面趨向于理想的入流剖面。這是由于隨著噴嘴個數的減少，相同流量下每段中產生的ICD壓降增加，由于附加壓降的增加，ICD對各段的入流控制增強，從而使入流效果更好。

3 結論

①建立了適用于非均質底水油藏多底分支井ICD完井的油藏井筒耦合模型，提出了在定產條件下多分支井ICD完井產能計算方法；

②減少ICD噴嘴數量可以增強ICD對層段入流的控制，但是在定產的條件下，過強的控制帶來的ICD壓降增加，必然要求井底壓力處于極低的值，這將有悖于定產條件下的完井優化設計原則；

③應進行ICD完井參數的合理設計，從而使ICD能在保證產能的情況下，對入流剖面進行有效控制。

參考文獻：

[1]劉想平，郭呈柱，蔣志祥，劉翔鶚，郭尚平.油層中滲流與水平井筒內流動的耦合模型[J].石油學報，1999，20（3）：82-86.

[2]汪志明.復雜結構井完井優化理論及應用[M].北京：石油工業出版社，2010.

[3]楊青松.水平井入流控制器（ICD）完井入流動態及參數優化研究[D].北京：中國石油大學，2012.

[4]程林松.高等滲流力學[M].北京：石油工業出版社，2011.

[5]汪志明.油氣井流體力學與工程[M].北京：石油工業出版社，2008.