摘要
根据油气藏的渗流特点,从渗流力学基本微分方程出发,利用加权余量有限元法的Galerkin方法推导了二维单相流体渗流、二维油—水两相流体渗流的有限元方程,在此基础上利用FEPG 6.0平台及Fortran PowerStation 4.0编译器编制了计算多分支水平井产量的有限元油藏模拟器,并利用该模拟器对多分支水平井形态参数分支长度、分支夹角、分支数目、分支数、分支井间距及油藏渗透率和原油粘度对产能的影响进行了研究,得到了不同形态参数和油层物性对多分支水平井产量影响的规律,研究结果对于多分支水平井形态参数优化设计具有重要参考价值。结合渤海边际油田多分支井的钻井技术经济特点,引入净现值NPV概念,建立多分支水平井长度的优化模型。最后,应用VB.NET语言编制了多分支水平井形态优化设计软件,针对渤海一口四分支水平井进行了优化设计研究,并与现场实际生产数据进行了对比,本研究对分支水平井形态参数优化设计具有一定指导作用。
The design of configuration parameters of multi-laterals well plays an important role in petroleum reservoir engineering & drilling engineering. Combining with the infiltrating fluid, this paper made an in-depth research on the theory and methods of utilization of FEM in reservoir based on the basic theory and characteristics. According to the FEM theory, we figure out single-phase fluid flow & two-phase fluid flow formula from infiltrating fluid. Based on that formula and using FEPG 6.0 and Fortran Powerstation 4.0; we developed an analytical reservoir simulator with which the production of multi-laterals well can be easily calculated. Furthermore, we made a further imitation research on production effect according to the configuration parameters and physical properties of reservoir. The outcome of this research and the various form of the physical property of oil layer is a substantial direction to an advanced parameters design for multi-branch well.
With the numerical simulation model and based on the FEM numerical technique and economic feature of drilling multi-laterals, we exserted numerical value and factor theory and developed a multi-laterals well model to advance configuration parameters in a broader perspective. Finally, we formulated a software about the parameters of the configuration optimal design of the multi-laterals well which is beneficial for Bohai marginal oil field application.
引文
[1] 张焱,刘坤芳,曹里民.多底井井眼轨迹设计与控制理论.北京:石油工业出版社,2000:2-5
[2] Travis Canvender.Summary of Multilateral Completion Strategies Used in Heavy Oil Field Development,SPE86926,2004:1-8
[3] 郝明强,李树铁,杨正明等.分支水平井技术发展综述.特种油气藏,2006;13(3):4-9
[4] Hironori Sugiyama,et al . The optimal application of multi-lateral completions.SPE38033,1997:556-562
[5] Novy R A.Pressure Drops in Horizontal Wells When Can They be Ignored.SPE 24941,1992:886-897
[6] 靳树忠.套管侧钻分支井钻井工程设计及应用原则.石油钻探技术,2003;31(2):4-5
[7] 韩来聚,唐志军,王正湖等.多底井、分支井工程设计原则及方法.石油钻探技术,2000;28(2):23-28
[8] 赵文光.分支井工程设计原则.海洋石油,2003;23(4):75-80
[9] 王觉民,金晓辉.水平井优化设计中油藏地质因素分析.西安石油学院学报,1994;12 (5):25-30
[10] 崔传智.水平井产能预测的方法研究:[博士学位论文],中国地质大学(北京),北京:2005
[11] 郑洪印.油藏及油井参数对水平井产能影响.中国海上油气(地质),1991;9 (3):12-15
[12] 万仁溥.中国不同类型油藏水平井开采技术.北京:石油工业出版社,1997:23-50
[13] Salas J R,Clifford P J and Jenkins D P.Multilateral Well Performance Prediction.SPE35711,1996:1-10
[14] M.R.Konopczynski,John Hughes,,J.E.Best.Novel Approach to Initiating Multi-Lateral Horizontal Well.1999,SPE 29385:1-7
[15] 郭建国,靳树忠,董海等.海 14-20 分支井套管开窗技术.石油钻采工艺,2001;23(4):24-28
[16] 贺兆顺.TK908DH 分支水平井设计与实践.西部探矿工程,2005;17(8):62-65
[17] 姜伟.小曲率半径水平井径向分支井技术在渤海花岗岩中的应用.石油钻采工艺,1996;18(1):10-15
[18] 纪淑红,李云娟,范子菲.气藏水平井长度优化设计方法.大庆石油地质开发,2000;19 (6):25-30
[19] 程林松,张健琦,李春兰.水平井井网整体开发产能研究.石油钻采工艺,2002;24(2):37-41
[20] 胡月亭,周煜辉,苏义脑等.水平井水平段长度优化设计方法.石油学报,2000;15(4):80-86
[21] 杨耀忠,孙焕泉,王端平等.屋脊式断块油藏侧钻水平井优化技术.石油学报,2003;24(4):54-59
[22] Табаков.平面地层分支水平井产量公式.全苏石油天然气科学研究院采油科技文集,1961;NO13:61-65
[23] 程林松,李春兰,郎兆新等.分支水平井产能的研究.石油学报,1995;16(2):49-55
[24] 李璗,王卫红.分支水平井产能的计算.石油学报,1998;19(3):89-92
[25] 刘想平,张兆顺,崔桂香等.鱼骨形多分支井向井流动态关系.石油学报,2000;21(6):57-60
[26] 何海峰,张公社,冯国智等.用节点法计算鱼骨形分支井产能.中国海上油气,2004;16(4):263-265
[27] 刘振宇,方亮,刘洋.油藏模拟的有限元法.油气田地面工程,2003;1(1):8-9
[28] 袁益让,王文治.关于油水两相渗流平面弹性驱动问题的有限元方法.石油学报,1980;1(4):65-76
[29] 周竹眉,郎兆新.水平井油藏数值模拟的有限元方法.水动力学研究与进展,1998;29(3):261-271
[30] 蒋廷学,郎兆新,单文文等.低渗透油藏压裂井动态预测的有限元方法.石油学报,2002;19(5):53-58
[31] 廖东良,孙建孟,王春莲等.水平井射孔参数的数值模拟研究.测井技术,2005;29(3):256-258
[32] 章本照.流体力学中的有限元法.北京:机械工业出版社,1986
[33] 陈月明.油藏数值模拟基础.东营:石油大学出版社,1989
[34] 蒋孝煜.有限元法基础.北京:清华大学出版社,1992
[35] 北京飞箭软件有限公司.基于 FEPG 的有限元方法.2003
[36] 曾祥林.水平井及分支井产能预测理论研究:[博士学位论文],西南石油学院,成都:2002
[37] 范子菲,林志芳.底水驱动油藏水平井临界产量公式及其变化规律训究.石油勘探与开发,1994;21(1):65-70
[38] 陈满朝,郑联勇.底水油藏水平井水平段长度优化模型.新疆石油地质,2004;25(5):523-525
[39] 陈明,沈燕来,杨寨.底水油藏水平井合理位置的确定方法研究.西南石油学报,2003;25(6):31-33
[40] John Donnelly.Horizontal and Multilateral Well:Increasing Production and Reducing Overall Drilling and Completion Cost.JPT,1999;51(7):20-24
[41] 蔡鹏展.石油开发经济评价.东营:石油工业出版社,1997:28-36
[42] 张玉哲.射孔水平井产能模型及分段射孔优化设计:[硕士学位论文],中国石油大学(华东),东营:2006
[43] 关德.海上油田水平井开采油藏工程优化研究:[博士学位论文],西南石油学院,成都:2002
[44] 陈战林,耿宏运.Visual Basic.NET 高级编程范例.北京:电子工业出版社,2003:26-79
[45] 胜利油田地质研究院.埕北 26 块鱼骨型分支水平井设计.2002