非均质油藏多底分支井ICD完井产能评价研究

梁月松

摘 要：入流控制装置（Inflow Control Device）是近年来随着智能井技术发展起来的一种可以有效调节水平井入流剖面、延缓气水锥进的完井工具。本文针对喷嘴型ICD，建立适用于非均质油藏多底分支井ICD完井的稳态油藏井筒耦合模型，给出ICD完井方式下多底分支井的产能计算方法，通过算例计算，得到了ICD完井参数敏感性影响规律，结果表明，适当的附加压降能使ICD对入流控制效果最佳，研究结果可望为多底分支井ICD完井产能评价和参数优化提供理论参考。

关键词：入流控制；非均质；多底分支井；耦合模型；产能评价

1 ICD完井多分支井产能预测耦合模型

1.1 油藏渗流模型

对具有N个分支的多分支水平井，假设水平段平行于油水边界，根据镜像反映和势的叠加原理，可得第i个分支第j水平段的油藏渗流方程为：

（1）

1.2 井筒流动模型

1.2.1 分支井筒的压降

根据井筒变质量流的压降计算模型，多分支井第i分支井筒第j水平段油管内压降可以表示为：

（2）

1.2.2 主井筒的压降

多分支井第i分支井筒与主井筒连接处的井筒压力可以表示为（忽略加速度压降）：

（3）

1.3 ICD压降模型

在分析中，采用喷嘴/孔眼型ICD，压降主要由节流产生，ICD压降为：

（4）

1.4 耦合流动模型

相对于裸眼完井，ICD完井方式下的耦合流动模型中第i分支第j水平段油藏流动在沙面处和油管内存在ICD引起的压降，根据压力连续原理可得关系式：

（5）

2 ICD产能模型算例分析

根据所建的ICD完井方式下的多分支井产能计算模型，进行算例计算分析。该油藏为底水油藏，多分支井由一垂直井筒向同一层位钻2个分支，对层位的不同部分进行开采，各分支井的流体在主井筒合采。算例有关数据见表1。

该多分支井以定产Q=2000m3/d进行生产，两分支均采用ICD完井，以ICD喷嘴个数作为影响因素，分析了不同的ICD完井参数下多分支井的井筒入流剖面。

图1给出了不同ICD数量下多分支井各分支的入流剖面。可以看出随着每段中喷嘴数量的减少，入流剖面趋向于理想的入流剖面。这是由于随着喷嘴个数的减少，相同流量下每段中产生的ICD压降增加，由于附加压降的增加，ICD对各段的入流控制增强，从而使入流效果更好。

3 结论

①建立了适用于非均质底水油藏多底分支井ICD完井的油藏井筒耦合模型，提出了在定产条件下多分支井ICD完井产能计算方法；

②减少ICD喷嘴数量可以增强ICD对层段入流的控制，但是在定产的条件下，过强的控制带来的ICD压降增加，必然要求井底压力处于极低的值，这将有悖于定产条件下的完井优化设计原则；

③应进行ICD完井参数的合理设计，从而使ICD能在保证产能的情况下，对入流剖面进行有效控制。

參考文献：

[1]刘想平，郭呈柱，蒋志祥，刘翔鹗，郭尚平.油层中渗流与水平井筒内流动的耦合模型[J].石油学报，1999，20（3）：82-86.

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[4]程林松.高等渗流力学[M].北京：石油工业出版社，2011.

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