人工井壁生成方法及装置.pdf

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摘要
申请专利号:

CN201410658543.2

申请日:

2014.11.18

公开号:

CN105587295A

公开日:

2016.05.18

当前法律状态:

授权

有效性:

有权

法律详情:

授权|||实质审查的生效IPC(主分类):E21B 43/04申请日:20141118|||公开

IPC分类号:

E21B43/04

主分类号:

E21B43/04

申请人:

中国石油天然气股份有限公司

发明人:

宋友贵; 杨静

地址:

100007 北京市东城区东直门北大街9号中国石油大厦

优先权:

专利代理机构:

北京三高永信知识产权代理有限责任公司 11138

代理人:

刘映东

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内容摘要

本发明公开一种人工井壁生成方法及装置,属于石油开采领域。该方法包括:配置携带砾石的流体,根据雷诺数公式确定流体的体积流量,使流体的雷诺数在有效的雷诺数的分布范围内,有效的雷诺数的分布范围包括:[4000-6000]和[9000-12000],根据体积流量,将流体充填在油管和油层之间形成人工井壁;由于本发明根据雷诺数公式确定了流体的体积流量,使流体的雷诺数在有效的雷诺数的分布范围内,并将流体充填在油管和油层之间形成人工井壁,因此,采用本发明生成的人工井壁的完整性更高,从而采用本发明提供的人工井壁生成方法形成的人工井壁能够有效防止油井出砂,延长油井的有效期,提高油井产量。

权利要求书

1.一种人工井壁生成方法,其特征在于,所述方法包括:
配置携带砾石的流体;
根据雷诺数公式确定所述流体的体积流量,使所述流体的雷诺数在有效的
雷诺数的分布范围内,所述有效的雷诺数为形成有效井的人工井壁的流体的雷
诺数,所述有效的雷诺数的分布范围包括:[4000-6000]和[9000-12000];
根据所述体积流量,将所述流体充填在油管和油层之间形成人工井壁;
所述雷诺数公式为:

其中,Re为所述雷诺数,pg为所述流体的砾石表观密度,Rg为所述流体
的砂比,pi为所述流体的密度,为所述人工井壁的孔隙度,μ为所述流体的
动力黏度,D为所述流体经过的炮眼的直径,A为所有所述炮眼的横截面积,Q
为所述流体的体积流量。
2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,在所述配置携带砾石的流体
之前,所述方法还包括:
确定已生产油井中的所有有效井,或确定已报废油井中的所有有效井;
确定形成每口所述有效井的人工井壁的流体的雷诺数;
统计所述雷诺数对应的有效井的频数;
根据所述雷诺数对应的有效井的频数,确定所述有效的雷诺数的分布范围
为[4000-6000]和[9000-12000]。
3.根据权利要求2所述的方法,其特征在于,
所述有效井为预定时间内产量未减少的油井,所述确定已生产油井中的所
有有效井,包括:
确定预设范围内的所有已生产油井;
分别检测所述已生产油井中每口油井在所述预定时间内的产量是否减少;
将所述预定时间内的产量未减少的油井确定为有效井。
4.根据权利要求2所述的方法,其特征在于,
所述有效井为有效期大于预设有效期的油井,所述有效期为油井正常生产
的持续时长,所述确定已生产油井中的所有有效井,包括:
确定预设范围内的所有已报废油井;
分别检测所述已报废油井中每口油井的有效期是否大于预设有效期;
将有效期大于所述预设有效期的油井确定为有效井。
5.根据权利要求2所述的方法,其特征在于,
所述根据所述雷诺数对应的有效井的频数,确定所述有效的雷诺数的分布
范围为[4000-6000]和[9000-12000],包括:
判断所述有效井的频数是否大于第一预设阈值;
若所述有效井的频数大于所述第一预设阈值,则将所述有效井的频数对应
的雷诺数确定为有效雷诺数;
根据所述有效雷诺数,确定所述有效的雷诺数的分布范围为[4000-6000]和
[9000-12000]。
6.一种人工井壁生成装置,其特征在于,所述装置包括:
配置模块,用于配置携带砾石的流体;
体积流量确定模块,用于根据雷诺数公式确定所述流体的体积流量,使所
述流体的雷诺数在有效的雷诺数的分布范围内,所述有效的雷诺数为形成有效
井的人工井壁的流体的雷诺数,所述有效的雷诺数的分布范围包括:[4000-6000]
和[9000-12000];
充填模块,用于根据所述体积流量,将所述流体充填在油管和油层之间形
成人工井壁;
所述雷诺数公式为:

其中,Re为所述雷诺数,pg为所述流体的砾石表观密度,Rg为所述流体
的砂比,pi为所述流体的密度,为所述人工井壁的孔隙度,μ为所述流体的
动力黏度,D为所述流体经过的炮眼的直径,A为所有所述炮眼的横截面积,Q
为所述流体的体积流量。
7.根据权利要求6所述的装置,其特征在于,所述装置还包括:
有效井确定模块,用于确定已生产油井中的所有有效井,或确定已报废油
井中的所有有效井;
雷诺数确定模块,用于确定形成每口所述有效井的人工井壁的流体的雷诺
数;
统计模块,用于统计所述雷诺数对应的有效井的频数;
范围确定模块,用于根据所述雷诺数对应的有效井的频数,确定所述有效
的雷诺数的分布范围为[4000-6000]和[9000-12000]。
8.根据权利要求7所述的装置,其特征在于,
所述有效井为预定时间内产量未减少的油井,所述有效井确定模块,包括:
第一确定单元,用于确定预设范围内的所有已生产油井;
第一检测单元,用于分别检测所述已生产油井中每口油井在所述预定时间
内的产量是否减少;
第二确定单元,用于将所述预定时间内的产量未减少的油井确定为有效井。
9.根据权利要求7所述的装置,其特征在于,
所述有效井为有效期大于预设有效期的油井,所述有效期为油井正常生产
的持续时长,所述有效井确定模块,包括:
第三确定单元,用于确定预设范围内的所有已报废油井;
第二检测单元,用于分别检测所述已报废油井中每口油井的有效期是否大
于预设有效期;
第四确定单元,用于将有效期大于所述预设有效期的油井确定为有效井。
10.根据权利要求7所述的装置,其特征在于,
所述范围确定模块,包括:
判断单元,用于判断所述有效井的频数是否大于第一预设阈值;
有效确定单元,用于在所述有效井的频数大于所述第一预设阈值时,将所
述有效井的频数对应的雷诺数确定为有效雷诺数;
范围确定单元,用于根据所述有效雷诺数,确定所述有效的雷诺数的分布
范围为[4000-6000]和[9000-12000]。

说明书

人工井壁生成方法及装置

技术领域

本发明涉及石油开采领域,特别涉及一种人工井壁生成方法及装置。

背景技术

砾石充填防砂是指完井后将油管下入油井内,在位于防砂段的油管上射孔
形成炮眼,通过管柱泵将携带有砾石的流体输送到防砂段,并通过炮眼将携带
有砾石的流体充填在油管和油层之间形成人工井壁,由于砾石能够阻挡地层砂,
因此,人工井壁能够防止油井出砂。

完整的人工井壁是指:预定时间内产量未减少的油井的人工井壁。通常,
完整的人工井壁在防砂的同时,还具备一定的渗透性,以便于提高油井产量。
人工井壁的完整性与携带砾石的流体的雷诺数有关,其中,雷诺数为表征流体
的流动状态、流速分布等流动特性的参数。

现有技术中,在采用砾石充填形成人工井壁后,直接进行油井生产,若砾
石充填后形成的人工井壁的完整性较低,油井仍然会出砂,导致油井的有效期
缩短,产量降低。

发明内容

为了解决砾石充填后形成的人工井壁的完整性较低,油井仍然会出砂,导
致油井的有效期缩短,产量降低的问题,本发明实施例提供了一种人工井壁生
成方法及装置。所述技术方案如下:

一方面,提供了一种人工井壁生成方法,所述方法包括:

配置携带砾石的流体;

根据雷诺数公式确定所述流体的体积流量,使所述流体的雷诺数在有效的
雷诺数的分布范围内,所述有效的雷诺数为形成有效井的人工井壁的流体的雷
诺数,所述有效的雷诺数的分布范围包括:[4000-6000]和[9000-12000];

根据所述体积流量,将所述流体充填在油管和油层之间形成人工井壁;

所述雷诺数公式为:


其中,Re为所述雷诺数,pg为所述流体的砾石表观密度,Rg为所述流体
的砂比,pi为所述流体的密度,为所述人工井壁的孔隙度,μ为所述流体的
动力黏度,D为所述流体经过的炮眼的直径,A为所有所述炮眼的横截面积,Q
为所述流体的体积流量。

可选地,在所述根据有效的雷诺数的分布范围生成雷诺数属于所述有效的
雷诺数的分布范围的流体之前,所述方法还包括:

确定已生产油井中的所有有效井,或确定已报废油井中的所有有效井;

确定形成每口所述有效井的人工井壁的流体的雷诺数;

统计所述雷诺数对应的有效井的频数;

根据所述雷诺数对应的有效井的频数,确定所述有效的雷诺数的分布范围
为[4000-6000]和[9000-12000]。

可选地,所述有效井为预定时间内产量未减少的油井,所述确定已生产油
井中的所有有效井,包括:

确定预设范围内的所有已生产油井;

分别检测所述已生产油井中每口油井在所述预定时间内的产量是否减少;

将所述预定时间内的产量未减少的油井确定为有效井。

可选地,所述有效井为有效期大于预设有效期的油井,所述有效期为油井
正常生产的持续时长,所述确定已生产油井中的所有有效井,包括:

确定预设范围内的所有已报废油井;

分别检测所述已报废油井中每口油井的有效期是否大于预设有效期;

将有效期大于所述预设有效期的油井确定为有效井。

可选地,所述根据所述雷诺数对应的有效井的频数,确定所述有效的雷诺
数的分布范围为[4000-6000]和[9000-12000],包括:

判断所述有效井的频数是否大于第一预设阈值;

若所述有效井的频数大于所述第一预设阈值,则将所述有效井的频数对应
的雷诺数确定为有效雷诺数;

根据所述有效雷诺数,确定所述有效的雷诺数的分布范围为[4000-6000]和
[9000-12000]。

另一方面,提供了一种人工井壁生成装置,所述装置包括:

配置模块,用于配置携带砾石的流体;

体积流量确定模块,用于根据雷诺数公式确定所述流体的体积流量,使所
述流体的雷诺数在有效的雷诺数的分布范围内,所述有效的雷诺数为形成有效
井的人工井壁的流体的雷诺数,所述有效的雷诺数的分布范围包括:[4000-6000]
和[9000-12000];

充填模块,用于根据所述体积流量,将所述流体充填在油管和油层之间形
成人工井壁;

所述雷诺数公式为:


其中,Re为所述雷诺数,pg为所述流体的砾石表观密度,Rg为所述流体
的砂比,pi为所述流体的密度,为所述人工井壁的孔隙度,μ为所述流体的
动力黏度,D为所述流体经过的炮眼的直径,A为所有所述炮眼的横截面积,Q
为所述流体的体积流量。

可选地,所述装置还包括:

有效井确定模块,用于确定已生产油井中的所有有效井,或确定已报废油
井中的所有有效井;

雷诺数确定模块,用于确定形成每口所述有效井的人工井壁的流体的雷诺
数;

统计模块,用于统计所述雷诺数对应的有效井的频数;

范围确定模块,用于根据所述雷诺数对应的有效井的频数,确定所述有效
的雷诺数的分布范围为[4000-6000]和[9000-12000]。

可选地,所述有效井为预定时间内产量未减少的油井,所述有效井确定模
块,包括:

第一确定单元,用于确定预设范围内的所有已生产油井;

第一检测单元,用于分别检测所述已生产油井中每口油井在所述预定时间
内的产量是否减少;

第二确定单元,用于将所述预定时间内的产量未减少的油井确定为有效井。

可选地,所述有效井为有效期大于预设有效期的油井,所述有效期为油井
正常生产的持续时长,所述有效井确定模块,包括:

第三确定单元,用于确定预设范围内的所有已报废油井;

第二检测单元,用于分别检测所述已报废油井中每口油井的有效期是否大
于预设有效期;

第四确定单元,用于将有效期大于所述预设有效期的油井确定为有效井。

可选地,所述范围确定模块,包括:

判断单元,用于判断所述有效井的频数是否大于第一预设阈值;

有效确定单元,用于在所述有效井的频数大于所述第一预设阈值时,将所
述有效井的频数对应的雷诺数确定为有效雷诺数;

范围确定单元,用于根据所述有效雷诺数,确定所述有效的雷诺数的分布
范围为[4000-6000]和[9000-12000]。

本发明实施例提供的技术方案带来的有益效果是:

通过配置携带砾石的流体,根据雷诺数公式确定流体的体积流量,使流体
的雷诺数在有效的雷诺数的分布范围内,有效的雷诺数为形成有效井的人工井
壁的流体的雷诺数,有效的雷诺数的分布范围包括:[4000-6000]和[9000-12000];
根据体积流量,将流体充填在油管和油层之间形成人工井壁;由于本发明根据
雷诺数公式确定了流体的体积流量,使流体的雷诺数在有效的雷诺数的分布范
围内,并将流体充填在油管和油层之间形成人工井壁,因此,采用本发明生成
的人工井壁的完整性更高,从而采用本发明提供的人工井壁生成方法生成的人
工井壁能够有效防止油井出砂,延长油井的有效期,提高油井产量。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案,下面将对实施例描述中所
需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明
的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,
还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明一个实施例提供的人工井壁生成方法的方法流程图;

图2是本发明另一个实施例提供的人工井壁生成方法的方法流程图;

图3是本发明一个实施例提供的人工井壁生成装置的框图;

图4是本发明另一个实施例提供的人工井壁生成装置的框图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合附图对本发明
实施方式作进一步地详细描述。

请参考图1,其示出了本发明一个实施例提供的人工井壁生成方法的方法流
程图。参见图1,该方法流程具体包括:

步骤101,配置携带砾石的流体。

步骤102,根据雷诺数公式确定流体的体积流量,使流体的雷诺数在有效的
雷诺数的分布范围内,有效的雷诺数为形成有效井的人工井壁的流体的雷诺数,
有效的雷诺数的分布范围包括:[4000-6000]和[9000-12000]。

其中,雷诺数公式为:


其中,Re为雷诺数,pg为流体的砾石表观密度,Rg为流体的砂比,pi
流体的密度,为人工井壁的孔隙度,μ为流体的动力黏度,D为流体经过的
炮眼的直径,A为所有炮眼的横截面积,Q为流体的体积流量。

步骤103,根据体积流量,将流体充填在油管和油层之间形成人工井壁。

综上所述,本发明实施例提供的人工井壁生成方法,通过配置携带砾石的
流体,根据雷诺数公式确定流体的体积流量,使流体的雷诺数在有效的雷诺数
的分布范围内,有效的雷诺数为形成有效井的人工井壁的流体的雷诺数,有效
的雷诺数的分布范围包括:[4000-6000]和[9000-12000];根据体积流量,将流体
充填在油管和油层之间形成人工井壁;由于本发明根据雷诺数公式确定了流体
的体积流量,使流体的雷诺数在有效的雷诺数的分布范围内,并将流体充填在
油管和油层之间形成人工井壁,因此,采用本发明生成的人工井壁的完整性更
高,从而采用本发明提供的人工井壁生成方法生成的人工井壁能够有效防止油
井出砂,延长油井的有效期,提高油井产量。

请参考图2,其示出了本发明另一个实施例提供的人工井壁生成方法的方法
流程图。参见图2,该方法流程具体包括:

步骤201,确定预设范围内的所有有效井。

其中,有效井为预定时间内产量未减少的油井或有效期大于预设有效期的
油井。

在本发明实施例中,根据有效井的定义的不同,确定预设范围内的所有有
效井可以包括以下两种方式:

第一种方式,确定已生产油井中的所有有效井,有效井为预定时间内产量
未减少的油井。

具体地,确定预设范围内的所有已生产油井,分别检测该已生产油井中每
口油井在预定时间内的产量是否减少,将预定时间内的产量未减少的油井确定
为有效井。

其中,预设范围可以由某油田中的油井的个数确定。比如,该预设范围可
以为0至1000,则可以在该1000口油井中确定所有的已生产油井,假设该1000
口油井中的已生产油井的个数为700;预定时间可以根据经验确定,比如,预定
时间可以为1天,则可以分别检测该700口油井中的每口油井在一天内的产量
是否减少,将1天内产量未减少的油井确定为有效井,当然预定时间可以为其
其他的数值,具体本实施例对此不作限定。

具体地,可以每隔一天检测一次油井的产量,若检测到某口油井的第二天
的产量比第一天的产量低,则说明该油井为无效井,若检测到某口油井的第二
天的产量比第一天的产量高,或第二天的产量与第一天的产量相等,则说明该
油井为有效井。

需要说明的是,在实际应用中,可以持续对油井的产量进行检测,根据检
测结果确定油井是否被为有效井;当然,为了对有效井的确定更准确,在确定
油井是否为有效井时,可以多次对油井的产量进行检测,综合多次检测结果确
定油井是否为有效井。

第二种方式,确定已报废油井中的所有有效井,有效井为有效期大于预设
有效期的油井,该有效期为油井正常生产的持续时长。

具体地,确定预设范围内的所有已报废油井,分别检测该已报废油井中每
口油井的有效期是否大于预设有效期,将有效期大于预设有效期的油井确定为
有效井。

其中,已报废油井是指在生产了一段时间后不能产油的油井,预设范围可
以由某油田中的油井的个数确定,比如,该预设范围可以为0至1000,则可以
在该1000口油井中确定所有的已报废井。假设该1000口油井中的已报废井的
个数为200;预设有效期可以根据经验确定,该预设有效期为油井应具有的正常
生产的持续时长,比如,该预设有效期为1年,则在确定了预设范围内的所有
已报废井后,分别检测所有已报废井中每口油井的有效期是否大于1年,比如,
检测200口油井中的每口油井的有效期是否大于1年,将有效期大于1年的油
井确定为有效井,当然,预设有效期还可以为其他的数值,具体本实施例对此
不作限定。

步骤202,确定形成每口有效井的人工井壁的流体的雷诺数。

其中,雷诺数为表征流体的流动状态、流速分布等流动特性的参数。

由于在人工井壁形成以后,形成每口井的人工井壁的流体的雷诺数就是已
知的,因此,在本步骤202中,只需采用统计的手段进行统计,即可得到形成
每口有效井的人工井壁的流体的雷诺数。

可以确定形成有效井的人工井壁的流体的雷诺数的分布范围为:[1000-6000]
和[9000-12000]。

步骤203,统计雷诺数对应的有效井的频数。

本步骤203也即,统计每个雷诺数对应的有效井的频数,比如,统计雷诺
数1000对应的有效井的频数,统计雷诺数5000对应的有效井的频数,统计雷
诺数9000对应的有效井的频数等。

步骤204,根据雷诺数对应的有效井的频数,确定有效的雷诺数的分布范围
为[4000-6000]和[9000-12000]。

具体地,判断每个雷诺数对应的有效井的频数是否大于第一预设阈值,若
该有效井的频数大于第一预设阈值,则将该有效井的频数对应的雷诺数确定为
有效雷诺数。

其中,第一预设阈值可以根据经验确定,比如,第一预设阈值可以为5,即
判断每个雷诺数对应的有效井的频数是否大于5,若一个雷诺数对应的有效井的
频数大于5,则将该雷诺数确定为有效雷诺数。当然,第一预设阈值的取值还可
以为其他的数值,具体本实施例对此不作限定。比如,判断雷诺数1000对应的
有效井的频数是否大于5,当雷诺数1000对应的有效井的频数大于5时,则雷
诺数1000为有效雷诺数,当雷诺数1000对应的有效井的频数小于5时,则雷
诺数1000为无效雷诺数,在本发明实施例中,1000为无效雷诺数。与上述同理,
可以确定有效的雷诺数的分布范围为[4000-6000]和[9000-12000]。

结合有效井的人工井壁的实际情况来看:当雷诺数分布在[4000-6000]之间
时,地层砂与砾石相互分隔,且砾石均匀的充填在油管和油层之间,此时,说
明砾石之间的空隙小于地层砂的直径,使得砾石能够阻挡地层砂,从而实现防
砂;当雷诺数分布在[9000-12000]之间时,地层砂被流体冲蚀脱落,且流体将脱
落的地层砂运移到地层深部,并在地层深部形成砾石充填防砂支撑带,此时,
防砂支撑带能够对地层砂进行有效阻挡,实现防砂,且在保证砾石之间的空隙
小于地层砂的直径的前提下相对较大,因此,当雷诺数分布在[9000-12000]之间
时,还可以保证人工井壁的渗透性,达到提高油井产量的效果。

需要说明的是,为了保证确定的有效的雷诺数的分布范围[4000-6000]和
[9000-12000]的准确性,本发明还采用与上述步骤201至步骤204类似的方法确
定了无效的雷诺数的分布范围为[6000-9000],其中,无效的雷诺数即为形成无
效井的人工井壁的流体的雷诺数,并且结合无效井的人工井壁的实际情况来看:
当雷诺数分布在[6000-9000]之间时,地层砂与砾石相互混合,此时,说明砾石
之间的空隙大于地层砂的直径,使得砾石无法阻挡地层砂,从而不能实现有效
防砂,说明当雷诺数分布在[6000-9000]之间时,形成的人工井壁的完整性较差,
因此,在指导防砂施工时,需避免使得流体的雷诺数分布在[6000-9000]这一区
间。

在确定了有效的雷诺数的分布范围后,就可以根据有效的雷诺数的分布范
围指导人工井壁的防砂施工。以下步骤205至207即是根据有效的雷诺数的分
布范围指导人工井壁的防砂施工的过程。

步骤205,配置携带砾石的流体。

本步骤205配置携带砾石的流体的具体过程与现有技术相同,这里就不再
赘述。

步骤206,根据雷诺数公式确定流体的体积流量,使流体的雷诺数在有效的
雷诺数的分布范围内,有效的雷诺数为形成有效井的人工井壁的流体的雷诺数,
有效的雷诺数的分布范围包括:[4000-6000]和[9000-12000]。

其中,雷诺数公式为:


其中,Re为雷诺数,是一个无量纲量。

pg为流体的砾石表观密度,pg由砾石本身确定,其单位为:千克每立方米
(kg/m3)。

Rg为流体的砂比,即,一升流体中所包含的砾石的百分比,其单位为:百
分比(%)。

pi为流体的密度,其单位为:kg/m3,其与砾石表观密度Rg之间的关系为:
p i = R g ( 1 + R g ) . ]]>

为人工井壁的孔隙度,即,砾石在空气中堆积后形成的孔隙度,其单位
为:%,对于0.4-0.85mm的砾石来说,形成的人工井壁的孔隙度为35%。

μ为流体的动力黏度,即,流体在流动时,所受的粘滞力的大小,其单位为:
帕·秒(Pa·s)或,牛顿·秒每平方米(N·s/m2)。

D为流体经过的炮眼的直径,其单位为:毫米(mm)。

A为所有炮眼的横截面积,也即为,炮眼的横截面积与炮眼的密度的乘积,
其单位为:平方米(m2),比如,单位面积上的炮眼的个数为n(炮眼的密度),
每个炮眼的横截面积为a,则A=a·n。

Q为流体的体积流量,即单位时间内经过直径为D的炮眼的流体的体积,
其单位为:立方米每秒(m3/s),或,立方米每分钟(m3/min)。

具体地,当需要为一口油井生成人工井壁时,在该油井的防砂段的油管上
射孔形成炮眼后,炮眼的直径D,所有炮眼的横截面积A均为固定数值,在选
定了砾石之后,砾石表观密度pg和采用该砾石形成的人工井壁的孔隙度也是固
定的,此时,调整上述雷诺数公式中砂比Rg和流体的动力黏度μ其中的至少一
个,并保证流体的雷诺数在有效的雷诺数的分布范围[4000-6000]或[9000-12000]
之内,得到有效的雷诺数对应的体积流量。

示例地,上述雷诺数公式中,砾石表观密度pg、砂比Rg、人工井壁的孔隙
和流体的动力黏度μ的取值可以如下表1所示:

表1


参见表1,当充填材料为石英砂砾石时,砾石表观密度pg为2.65kg/m3,砂
比Rg的取值位于8%-25%之间,人工井壁的孔隙度为35%,流体的动力黏度
μ的取值位于5mPa·s-10mPa·s之间。

示例地,上述雷诺数公式中,炮眼的直径D(孔径)和炮眼的密度(孔密)
的取值可以如下表2所示:

表2

孔径(mm)
孔密
7.2
13-16
8.2
13-16
8.5
13-16
8.8
20

其中,上述雷诺数公式中所有炮眼的横截面积其中,n即为
孔密。参见表2,当炮眼的直径D=8.8mm时,孔密为20,即,当炮眼的直径
D=8.8mm时,一米油管上有20个炮眼。以下假设流体的雷诺数为6000,炮眼
的直径D=8.8mm,炮眼的密度为:20孔/米,砾石表观密度pg=2.65kg/m3,人
工井壁的孔隙度根据雷诺数公式调整砂比
Rg和流体的动力黏度μ,使得砂比Rg=20%,流体的动力黏度μ=5mPa·s,得到
流体的体积流量Q为1.6m3/min。也即,在砾石表观密度pg=2.65kg/m3,砂比
Rg=20%,人工井壁的孔隙度炮眼的直径D=8.8mm,炮眼的密度为:
20孔/米,流体的动力黏度μ=5mPa·s的情况下,要使得流体的雷诺数为6000,
需保证流体经过炮眼时的体积流量为1.6m3/min,也即,需保证每分钟内有1.6
立方米体积的流体经过炮眼,这样才能够保证生成的人工井壁的完整性。

类似上述体积流量确定方法,还可以确定出流体的雷诺数为4000、5000等
时的体积流量,具体方法可以参考上述方法,这里就不再赘述。

需要说明的是,在配置携带砾石的流体的过程中,可以根据雷诺数公式
确定流体的体积流量,使流体的雷诺数在有效的雷诺
数的分布范围[4000-6000]或[9000-12000]内。

步骤207,根据体积流量,将流体充填在油管和油层之间形成人工井壁。

具体地,在充填流体时,将流体以体积流量所表示的排量通过炮眼充填在
油管和油层之间形成人工井壁。

比如,将流体以每分钟1.6立方米体积的排量充填在油管和油层之间形成人
工井壁。

需要说明的是,本发明实施例提供的人工井壁生成方法步骤的先后顺序可
以进行适当调整,步骤也可以根据情况进行相应增减,任何熟悉本技术领域的
技术人员在本发明揭露的技术范围内,可轻易想到变化的方法,都应涵盖在本
发明的保护范围之内,因此不再赘述。

综上所述,本发明实施例提供的人工井壁生成方法,通过配置携带砾石的
流体,根据雷诺数公式确定流体的体积流量,使流体的雷诺数在有效的雷诺数
的分布范围内,有效的雷诺数为形成有效井的人工井壁的流体的雷诺数,有效
的雷诺数的分布范围包括:[4000-6000]和[9000-12000];根据体积流量,将流体
充填在油管和油层之间形成人工井壁;由于本发明根据雷诺数公式确定了流体
的体积流量,使流体的雷诺数在有效的雷诺数的分布范围内,并将流体充填在
油管和油层之间形成人工井壁,因此,采用本发明生成的人工井壁的完整性更
高,从而采用本发明提供的人工井壁生成方法生成的人工井壁能够有效防止油
井出砂,延长油井的有效期,提高油井产量。

请参考图3,其示出了本发明一个实施例提供的人工井壁生成装置300的框
图,该人工井壁生成装置300可以用于实施图1所示的人工井壁生成方法。参
见图3,该人工井壁生成装置300可以包括:配置模块310、体积流量确定模块
320和充填模块330。

配置模块310,用于配置携带砾石的流体。

体积流量确定模块320,用于根据雷诺数公式确定流体的体积流量,使流体
的雷诺数在有效的雷诺数的分布范围内,有效的雷诺数为形成有效井的人工井
壁的流体的雷诺数,有效的雷诺数的分布范围包括:[4000-6000]和[9000-12000]。

充填模块330,用于根据体积流量,将流体充填在油管和油层之间形成人工
井壁。

雷诺数公式为:


其中,Re为雷诺数,pg为流体的砾石表观密度,Rg为流体的砂比,pi
流体的密度,为人工井壁的孔隙度,μ为流体的动力黏度,D为流体经过的
炮眼的直径,A为所有炮眼的横截面积,Q为流体的体积流量。

综上所述,本发明实施例提供的人工井壁生成装置,通过配置携带砾石的
流体,根据雷诺数公式确定流体的体积流量,使流体的雷诺数在有效的雷诺数
的分布范围内,有效的雷诺数为形成有效井的人工井壁的流体的雷诺数,有效
的雷诺数的分布范围包括:[4000-6000]和[9000-12000];根据体积流量,将流体
充填在油管和油层之间形成人工井壁;由于本发明根据雷诺数公式确定了流体
的体积流量,使流体的雷诺数在有效的雷诺数的分布范围内,并将流体充填在
油管和油层之间形成人工井壁,因此,采用本发明生成的人工井壁的完整性更
高,从而采用本发明提供的人工井壁生成方法生成的人工井壁能够有效防止油
井出砂,延长油井的有效期,提高油井产量。

请参考图4,其示出了本发明一个实施例提供的人工井壁生成装置300的框
图,该人工井壁生成装置400可以用于实施图2所示的人工井壁生成方法。参
见图4,该人工井壁生成装置400可以包括:配置模块410、体积流量确定模块
420和充填模块430。

配置模块410,用于配置携带砾石的流体;

体积流量确定模块420,用于根据雷诺数公式确定流体的体积流量,使流体
的雷诺数在有效的雷诺数的分布范围内,有效的雷诺数为形成有效井的人工井
壁的流体的雷诺数,有效的雷诺数的分布范围包括:[4000-6000]和[9000-12000];

充填模块430,用于根据体积流量,将流体充填在油管和油层之间形成人工
井壁;

雷诺数公式为:


其中,Re为雷诺数,pg为流体的砾石表观密度,Rg为流体的砂比,pi
流体的密度,为人工井壁的孔隙度,μ为流体的动力黏度,D为流体经过的
炮眼的直径,A为所有炮眼的横截面积,Q为流体的体积流量。

可选地,该装置还包括:

有效井确定模块440,用于确定已生产油井中的所有有效井,或确定已报废
油井中的所有有效井;

雷诺数确定模块450,用于确定形成每口有效井的人工井壁的流体的雷诺
数;

统计模块460,用于统计雷诺数对应的有效井的频数;

范围确定模块470,用于根据雷诺数对应的有效井的频数,确定有效的雷诺
数的分布范围为[4000-6000]和[9000-12000]。

可选地,有效井为预定时间内产量未减少的油井,有效井确定模块440,包
括:

第一确定单元441,用于确定预设范围内的所有已生产油井;

第一检测单元442,用于分别检测已生产油井中每口油井在预定时间内的产
量是否减少;

第二确定单元443,用于将预定时间内的产量未减少的油井确定为有效井。

可选地,有效井为有效期大于预设有效期的油井,有效期为油井正常生产
的持续时长,有效井确定模块440,包括:

第三确定单元444,用于确定预设范围内的所有已报废油井;

第二检测单元445,用于分别检测已报废油井中每口油井的有效期是否大于
预设有效期;

第四确定单元446,用于将有效期大于预设有效期的油井确定为有效井。

可选地,范围确定模块470,包括:

判断单元471,用于判断有效井的频数是否大于第一预设阈值;

有效确定单元472,用于在有效井的频数大于第一预设阈值时,将有效井的
频数对应的雷诺数确定为有效雷诺数;

范围确定单元473,用于根据有效雷诺数,确定有效的雷诺数的分布范围为
[4000-6000]和[9000-12000]。

综上所述,本发明实施例提供的人工井壁生成装置,通过配置携带砾石的
流体,根据雷诺数公式确定流体的体积流量,使流体的雷诺数在有效的雷诺数
的分布范围内,有效的雷诺数为形成有效井的人工井壁的流体的雷诺数,有效
的雷诺数的分布范围包括:[4000-6000]和[9000-12000];根据体积流量,将流体
充填在油管和油层之间形成人工井壁;由于本发明根据雷诺数公式确定了流体
的体积流量,使流体的雷诺数在有效的雷诺数的分布范围内,并将流体充填在
油管和油层之间形成人工井壁,因此,采用本发明生成的人工井壁的完整性更
高,从而采用本发明提供的人工井壁生成方法生成的人工井壁能够有效防止油
井出砂,延长油井的有效期,提高油井产量。

上述本发明实施例序号仅仅为了描述,不代表实施例的优劣。

本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例的全部或部分步骤可以通过
硬件来完成,也可以通过程序来指令相关的硬件完成,所述的程序可以存储于
一种计算机可读存储介质中,上述提到的存储介质可以是只读存储器,磁盘或
光盘等。

以上所述仅为本发明的较佳实施例,并不用以限制本发明,凡在本发明的
精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的
保护范围之内。

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资源描述

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本发明公开一种人工井壁生成方法及装置,属于石油开采领域。该方法包括:配置携带砾石的流体,根据雷诺数公式确定流体的体积流量,使流体的雷诺数在有效的雷诺数的分布范围内,有效的雷诺数的分布范围包括:4000-6000和9000-12000,根据体积流量,将流体充填在油管和油层之间形成人工井壁;由于本发明根据雷诺数公式确定了流体的体积流量,使流体的雷诺数在有效的雷诺数的分布范围内,并将流体充填在油管和油层。

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