一种超流速软密封细分层改造参数计算方法、系统、设备及介质与流程

本发明涉及储层改造，具体涉及一种超流速软密封细分层改造参数计算方法、系统、设备及介质。

背景技术：

1、套管完井的油气井，需要采用射孔方式建立井筒与储层之间的流动通道。在储层厚度和非均质性的影响下，各射孔段之间的储层物性、储层压力及吸液能力存在差异，导致常规酸化、酸压等作业过程的进液不均衡，容易出现高渗层优先吸液、低渗层改造不足等问题，难以实现全井段储层均衡改造和产能充分释放。同时，采用机械封隔器等工具进行分层改造时，井下管柱结构复杂，薄互层及多层射孔段难以实现高效、可靠封隔，容易增加井下作业风险、施工时间及作业成本。因此，有必要建立一种利用超流速射流形成局部负压，通过流体卷吸作用实现目标射孔段选择性进液的“软密封”分层改造方法，以实现储层精细化分层改造。

2、连续油管喷射技术通过在连续油管端部设置喷枪，使流体以高速射流形式喷出，在喷嘴与井壁之间形成高速流动区域，并利用高速射流产生的局部低压和流体卷吸作用，使改造流体进入目标射孔段，从而实现无机械封隔条件下的分层改造。

3、然而，现有连续油管喷射改造技术主要依赖经验选取施工排量等工程参数，缺乏基于储层物性、储层压力、射孔参数、流体动力学及岩石力学特征的系统参数计算方法，主要存在以下问题：缺乏基于多射孔段储层压力、渗透率及吸液能力差异的“软密封”判据，无法定量确定抑制非目标射孔段进液所需的最低射流速度；缺乏考虑储层原地应力、抗张强度、孔隙压力及孔口应力集中的喷射造孔模型，无法准确确定形成稳定孔道所需的临界射流速度；同时，现有方法较少考虑高速射流由喷嘴至井壁过程中的速度衰减，难以准确确定实际施工所需的施工排量、施工液量和砂量。

4、因此。本发明旨在提供一种超流速软密封细分层改造参数计算方法、系统、设备及介质，以解决上述提到的相关问题。

技术实现思路

1、本发明目的在于解决上述现有技术中存在的问题，提供了一种超流速软密封细分层储层改造的工程参数计算方法，用于低渗碳酸盐岩储层套管井射孔后的分层改造泵注参数计算，为低渗碳酸盐岩储层套管井分层改造方案设计与优化提供依据。

2、本发明通过下述技术方案实现：

3、一种超流速软密封细分层改造参数计算方法，方法包括：

4、获取非目标射孔段不进液时的临界速度，将非目标射孔段不进液时的临界速度作为喷射流体仅在射孔段进液时的临界速度的初始值，并利用该初始值计算得到目标射孔段的竞争吸液驱动压力、吸液能力以及射流动量；

5、若计算得到的射流动量不大于吸液能力，则迭代更新初始值并在每次迭代更新后继续执行计算，得到更新后的竞争吸液驱动压力、吸液能力以及射流动量，直至更新后的射流动量大于吸液能力，才利用更新后的竞争吸液驱动压力计算得到超流速软密封临界速度；

6、利用喷射流体的冲击系数、密度以及射孔孔眼的造孔应力集中修正项，构建射孔孔眼处喷射流体有效冲击应力与稳定造孔临界速度之间的第一关系函数；利用储层岩体在原地状态下的有效应力、增渗耗散系数、渗透率以及喷射流体粘度，构建储层岩体有效抗拉强度与射孔孔眼处稳定造孔临界速度之间的第二关系函数；利用第一关系函数和第二关系函数，计算得到射孔孔眼处达到临界造孔状态下的稳定造孔临界速度；

7、在超流速软密封临界速度和稳定造孔临界速度中选择一个最大值，作为超流速软密封细分层改造时射孔孔眼处的最低流体流速，并利用最低流体流速计算得到超流速软密封细分层储层改造的改造参数。

8、进一步地，获取非目标射孔段不进液时的临界速度，具体为：

9、获取多个非目标射孔段对应的储层压力值，并从多个非目标射孔段对应的储层压力值中提取出最大值作为非目标射孔段的最大储层压力值；

10、利用最大储层压力值结合喷嘴出口压力值，计算得到非目标射孔段不进液时的临界速度。

11、进一步地，利用该初始值计算得到目标射孔段的竞争吸液驱动压力、吸液能力以及射流动量，具体为：

12、利用喷嘴出口压力值和初始值，计算得到喷嘴附近局部井筒压力值；

13、利用喷嘴附近局部井筒压力值和目标射孔段对应的储层压力值，计算得到目标射孔段的进液流量；

14、利用目标射孔段的进液流量和目标射孔段对应的储层压力值，计算得到目标射孔段的竞争吸液驱动压力；

15、利用目标射孔段的竞争吸液驱动压力和射孔孔眼过流面积，计算得到目标射孔段的吸液能力；

16、利用该初始值和喷嘴过流面积，计算得到目标射孔段的射流动量。

17、进一步地，利用更新后的竞争吸液驱动压力计算得到超流速软密封临界速度，具体为：

18、基于更新后的目标射孔段的竞争吸液驱动压力、孔眼过流面积以及喷嘴过流面积，计算得到喷射流体在射孔段进液时的临界速度；

19、再利用喷射流体在射孔段进液时的临界速度，计算得到最终的目标射孔段的竞争吸液驱动压力；

20、利用最终的目标射孔段的竞争吸液驱动压力，结合孔眼过流面积和喷嘴过流面积，计算得到最终的喷射流体在射孔段进液时的临界速度；

21、在非目标射孔段不进液时的临界速度和最终的喷射流体在射孔段进液时的临界速度之间选择一个最大值，作为超流速软密封临界速度。

22、进一步地，若计算得到的射流动量不大于吸液能力，则迭代更新初始值并在每次迭代更新后继续执行计算，具体为：

23、在每次迭代更新计算过程中，若计算得到的射流动量不大于吸液能力，则在初始值的基础上叠加预设速度阈值得到更新后的临界速度；利用更新后的临界速度计算目标射孔段的竞争吸液驱动压力、吸液能力以及射流动量，得到更新后的竞争吸液驱动压力、吸液能力以及射流动量。

24、进一步地，所述改造参数包括施工排量、液量以及砂量；

25、利用最低流体流速计算得到超流速软密封细分层储层改造的改造参数，具体为：

26、利用最低流体流速，结合喷射流体喷出后与喷嘴之间的距离值和喷嘴直径计算得到喷射流体经过喷嘴后的速度；

27、利用喷射流体经过喷嘴后的速度和喷嘴的过流面积，计算得到施工排量；

28、获取储层改造的预设造孔长度，利用预设造孔长度、砂浓度结合最低流体流速计算得到造孔施工时间；

29、利用施工排量和造孔施工时间，计算得到施工液量；

30、利用施工液量、砂浓度以及喷射流体的密度，计算得到砂量。

31、本发明还提供一种超流速软密封细分层改造参数计算系统，该系统用于上述任意一项所述的一种超流速软密封细分层改造参数计算方法中，所述系统包括：

32、第一计算模块，用于获取非目标射孔段不进液时的临界速度，将非目标射孔段不进液时的临界速度作为喷射流体仅在射孔段进液时的临界速度的初始值，并利用该初始值计算得到目标射孔段的竞争吸液驱动压力、吸液能力以及射流动量；

33、第二计算模块，用于若计算得到的射流动量不大于吸液能力，则迭代更新初始值并在每次迭代更新后继续执行计算，得到更新后的竞争吸液驱动压力、吸液能力以及射流动量，直至更新后的射流动量大于吸液能力，才利用更新后的竞争吸液驱动压力计算得到超流速软密封临界速度；

34、第三计算模块，用于利用喷射流体的冲击系数、密度以及射孔孔眼的造孔应力集中修正项，构建射孔孔眼处喷射流体有效冲击应力与稳定造孔临界速度之间的第一关系函数；利用储层岩体在原地状态下的有效应力、增渗耗散系数、渗透率以及喷射流体粘度，构建储层岩体有效抗拉强度与射孔孔眼处稳定造孔临界速度之间的第二关系函数；利用第一关系函数和第二关系函数，计算得到射孔孔眼处达到临界造孔状态下的稳定造孔临界速度；

35、第四计算模块，用于在超流速软密封临界速度和稳定造孔临界速度中选择一个最大值，作为超流速软密封细分层改造时射孔孔眼处的最低流体流速，并利用最低流体流速计算得到超流速软密封细分层储层改造的改造参数。

36、本发明还提供一种计算机设备，包括系统存储器和处理器，所述系统存储器存储有计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现上述中任意一项所述方法的步骤。

37、本发明还提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现上述中任意一项所述的方法的步骤。

38、本发明还提供一种包含指令的计算机程序产品，当所述指令被计算机设备集群运行时，使得所述计算机设备集群执行如上述任一项所述的方法。

39、本发明与现有技术相比，具有如下的优点和有益效果：

40、在本发明中，利用压力和动量双约束条件准确计算了超流速软密封需要的临界速度；结合孔眼应力集中和渗流耗散，准确计算了孔眼处实现稳定造孔临界流速，最终得出了超流速软密封细分层储层改造时孔眼处的最低流速，为该工艺的工程参数优化提供了更为准确的计算方法。