本技术涉及石油工程技术领域,具体为模拟计算压裂焖井渗吸置换效率方法及最优焖井时间预测模型;包括提取页岩油藏的地质和流体基本特征、分子动力学模拟、建立微观模型、机器学习等步骤,通过对储层物性、流体物性、压裂施工参数等关键因素进行正交设计,进行系统的分子动力学模拟,对模拟结果进行分析和讨论,得到压裂液中添加表面活性剂对页岩油的渗吸置换效率的规律,然后建立联合分子模拟与机器学习的渗吸预测模型,进而得到页岩油藏压裂最佳焖井时间;本发明可以减少实验次数和成本,能有效提高页岩油藏的开发效率和经济效益。
背景技术
页岩油压裂水平井在投产之前往往先焖井:一方面由于管道铺设工作,需要被动焖井;另一方面考虑地层补能和油水置换,主动延长焖井。注水吞吐或注活性水吞吐开发,是页岩油藏补充地层能量和发挥毛细管渗吸置换原油的重要技术措施,在油田矿场应用中已经取得成功;矿场实践表明,焖井后见产时间大幅提前,但增产效果井间差异较大;如果焖井时间过短,尚不能发挥完全发挥渗吸采油作用,不能充分进行渗吸置换原油。如果焖井时间过长,会影响油井的经济效益;同时不同储层条件和渗吸体系下,渗吸达到平衡状态时间不同,焖井时间不同;因此,在油田矿场渗吸采油过程中,确定渗吸置换效率、以及合理焖井时间尤为重要。
现有常使用的方法包括经验公式法、解析法、数值模拟与理论推导结合法;
经验公式法是一种通过总结和归纳经验得出的解决问题的方法,在焖井时间的确定中,经验公式法虽然可以提高工作效率和解决问题的准确性,但其局限性也十分明显。
缺乏普遍适用性:经验公式往往是基于过去的经验总结而来的,可能是基于目标区块独有的地质特性和油藏类型,通过对已实施压裂作业的页岩油井的压后焖井时间与产量数据进行优选得到的;然而,不同的油藏和地质条件可能需要不同的焖井时间;因此,一个基于特定条件得出的经验公式可能无法完全适用于其他情况,特别是当面对新的或复杂的油藏时;主观性和片面性:经验公式法可能存在一定的主观性和片面性;这是因为经验公式的建立往往依赖于个人的经验、观察和判断,而这些因素可能受到个人知识、技能和经验水平的影响;此外,经验公式可能只能反映部分情况和因素,而无法全面考虑所有可能影响焖井时间的变量。
忽视动态变化:焖井时间的确定是一个动态的过程,它受到多种因素的影响,包括油藏条件、注入压力、地层渗透率等;这些动态变化对于确定最佳的焖井时间至关重要,而经验公式法往往无法准确捕捉这些变化。
缺乏理论支持:与基于物理原理或数学模型的公式相比,经验公式往往缺乏理论支持;这意味着它们的准确性和可靠性可能更难以验证和评估;在没有充分的理论支持的情况下,使用经验公式来确定焖井时间可能会带来一定的风险。
解析法在确定焖井时间方面,虽然能够提供一种相对精确和系统的计算方法,但其局限性同样不容忽视。
简化假设:解析法通常需要基于一系列简化的假设,例如认为储层是均质的、各向同性的,或者裂缝分布是规则的;这些假设可能与实际复杂的储层条件不符,导致计算结果的偏差。
非线性和耦合作用:实际的焖井过程中可能涉及到多种复杂的非线性效应和耦合作用,如温度变化、压力变化、化学作用等,解析法可能无法全面考虑这些因素。
模型的适用性限制:解析法建立的模型可能在特定的条件下适用,但在其他条件下可能不适用;例如,对于非常规油气储层,如页岩气或致密油,传统的解析法可能需要进一步的调整和优化。
计算复杂性:对于复杂的裂缝网络和非均质储层,解析法可能需要进行复杂的数学推导和计算,这在实际操作中可能非常困难,甚至不可行。
数值模拟与理论推导结合法在确定焖井时间方面虽然具有很多优势,能够更全面地考虑各种影响因素,提供更准确的预测结果,但也存在一定的局限性。
传统的数值模拟方法在处理复杂的非线性关系时可能会遇到困难,导致模拟结果的准确性下降;其中理论推导通常基于一系列简化假设来建立数学模型;这些假设可能无法完全反映实际情况的复杂性,从而影响焖井时间的预测准确性。
实现思路