【技術實現步驟摘要】
本申請屬于油氣藏壓裂開采，尤其涉及一種壓裂的水錘仿真模擬方法及裝置。
技術介紹
1、近年來，隨著石油行業的不斷發展，我國致密油氣藏、頁巖油氣藏等非常規油氣資源的開采取得了極大的成功。然而，受致密油氣儲層、頁巖油氣儲層致密性的影響，該類油氣資源的開采通常需要經過大規模水力壓裂才能實現高效開發，通過對壓裂過程中形成的水錘壓力進行研究，有助于開發人員有效評估和優化壓裂作業，提高壓裂效果，促進致密油氣藏、頁巖油氣藏等非常規油氣資源的高效開發。所以，準確模擬壓裂過程中形成的水錘壓力對于利用水錘壓力有效評估裂縫參數至關重要。
2、針對壓裂過程中水錘壓力的仿真模擬問題，國內外學者研究相對較少。現有針對壓裂過程中水錘壓力的研究中，未考慮流體密度變化對水錘壓力的影響，然而實際壓裂過程中，會影響模擬水錘壓力的準確性。鑒于此，亟需提出一種更準確模擬出接近實際情況的水錘壓力的仿真模擬方法。
技術實現思路
1、本申請旨在至少能夠在一定程度上解決壓裂過程中水錘壓力模擬不準確的技術問題，為此，本申請提供了一種壓裂的水錘仿真模擬方法及裝置，能夠更準確模擬出壓裂過程中的水錘壓力，幫助開發人員利用壓裂過程中水錘壓力分析壓裂效果，從而優化壓裂參數，獲得更佳的壓裂效果，促進非常規油氣資源的高效開發。
2、第一方面，本申請實施例提供一種壓裂的水錘仿真模擬方法，其包括：
3、確定所模擬的井筒；
4、根據井筒對應的水頭、流量、井筒傾斜情況、流體密度變化，建立水錘連續性方程；>
5、根據井筒對應的水頭、流量、流體密度變化，建立水錘運動方程；
6、根據水錘連續性方程、水錘運動方程，結合液體彈性方程，組合建立水錘方程組，求解水錘方程組，獲得中間井段的水頭、流速和密度的分布方程；
7、建立井底壓裂縫的流體壓力與密度、流量的關系式，將水錘連續性方程和水錘運動方程線性組合，并聯立水錘方程組求解，獲得水錘仿真模型；
8、設定初始條件和邊界條件，擬合獲得水錘壓力隨時間變化曲線。
9、在一些實施方式中，建立水錘連續性方程，滿足井筒中某一位置：流速隨時間變化，流速變化和傾斜井筒下的重力分量引起的水頭變化，井筒傾斜下的重力分量和流體密度變化引起的流速、水頭變化，達到動態平衡狀態。
10、在一些實施方式中，建立水錘運動方程，滿足井筒中某一位置：重力分量變化和流速變化引起水頭變化、水頭變化和密度變化以及井筒摩阻引起的壓力變化、壓力變化和水頭變化引起流體密度變化、流體密度變化和水頭變化引起的流速變化，達到動態平衡狀態。
11、在一些實施方式中，組合建立水錘方程組時，在液體彈性方程中，將井筒中的壓力等效為水頭，獲得密度與水頭的關系。
12、在一些實施方式中，設定初始條件時，將壓裂停止時刻的井筒內流體視為穩態流動，且井筒內各處流量相同。
13、在一些實施方式中，邊界條件包括井口流量邊界和壓裂縫的壓力邊界。
14、在一些實施方式中，壓裂縫的壓力邊界是根據射孔摩阻和壓裂縫內流體壓力關系建立。
15、在一些實施方式中，在所述擬合的過程前，先將水錘連續性方程和水錘運動方程相加，組合為偏微分方程。
16、在一些實施方式中，在設定初始條件和邊界條件前，在水錘仿真模型中加入流體密度的分布方程。
17、第二方面，本申請實施例提供一種壓裂的水錘仿真模擬裝置，包括存儲器、處理器，以及儲存在存儲器中并可在處理器中運行的計算機程序，其計算機程序包括如上述的壓裂的水錘仿真模擬方法對應的執行步驟。
18、由上述技術方案可知，本申請的有益效果為：
19、1、本申請的方法將水頭、流量、井筒傾斜情況和流體密度變化同時引入，建立水錘連續性方程和水錘運動方程，能夠全面考慮井筒內的流體水錘現象，更精確地描述瞬態的水力過程。水頭的變化與水錘壓力波的傳播相關，引入水頭建立方程，能夠研究水頭與水錘壓力的影響，流量的變化引起流體動量的變化，從而引發水錘現象，引入流量可確定水錘的產生；另一方面，井筒傾斜會使中立對流體產生井筒軸向的分力，通過引入井筒傾斜情況，確保長距離流體運動下的水錘研究的準確性，而流體的壓縮性導致密度發生變化，通過引入流體密度變化，能夠更準確地描述水錘過程中的質量守恒；再結合液體彈性方程，考慮液體的可壓縮性，這樣能夠更準確地確定水錘方程組。再通過求解獲得中間井段的水頭、流速和密度的分布，可作為求解最終水錘仿真模型的中間參數，通過建立流體壓力、密度和流量的關系式、水錘連續性方程和水錘運動方程的線性組合，以及上述水錘方程組，即能夠建立水頭、流量、井斜及密度的多參數耦合的水錘仿真模型，再通過設定模型的初始條件和邊界條件，采用模型求解方法，即能夠擬合出水錘壓力隨時間變化的曲線，進而能夠更準確模擬出壓裂過程中的水錘壓力，幫助開發人員利用壓裂過程中水錘壓力分析壓裂效果，從而優化壓裂參數，獲得更佳的壓裂效果，促進非常規油氣資源的高效開發。
20、2、本申請的裝置將上述仿真模擬方法以計算機程序的方式存在，對應計算機程序的執行過程，并儲存在存儲器中，通過處理器對計算機程序的執行，能夠快速獲得仿真模擬結構，并輸出結果，簡化了壓裂過程中復雜的水錘現象，提高了效率，能夠快速模擬演化水錘壓力曲線，從而促進非常規油氣資源的高效開發。
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1.一種壓裂的水錘仿真模擬方法，其特征在于，包括：
2.根據權利要求1所述的壓裂的水錘仿真模擬方法，其特征在于，所述建立水錘連續性方程，滿足井筒中某一位置：流速隨時間變化，流速變化和傾斜井筒下的重力分量引起的水頭變化，井筒傾斜下的重力分量和流體密度變化引起的流速、水頭變化，達到動態平衡狀態。
3.根據權利要求1所述的壓裂的水錘仿真模擬方法，其特征在于，所述建立水錘運動方程，滿足井筒中某一位置：重力分量變化和流速變化引起水頭變化、水頭變化和密度變化以及井筒摩阻引起的壓力變化、壓力變化和水頭變化引起流體密度變化、流體密度變化和水頭變化引起的流速變化，達到動態平衡狀態。
4.根據權利要求1所述的壓裂的水錘仿真模擬方法，其特征在于，所述組合建立水錘方程組時，在所述液體彈性方程中，將井筒中的壓力等效為水頭，獲得密度與水頭的關系。
5.根據權利要求1所述的壓裂的水錘仿真模擬方法，其特征在于，所述設定初始條件時，將壓裂停止時刻的井筒內流體視為穩態流動，且井筒內各處流量相同。
6.根據權利要求1所述的壓裂的水錘仿真模擬方法，其特征在于，
7.根據權利要求6所述的壓裂的水錘仿真模擬方法，其特征在于，所述壓裂縫的壓力邊界是根據射孔摩阻和壓裂縫內流體壓力關系建立。
8.根據權利要求1所述的壓裂的水錘仿真模擬方法，其特征在于，在所述擬合的過程前，先將所述水錘連續性方程和所述水錘運動方程相加，組合為偏微分方程。
9.根據權利要求1所述的壓裂的水錘仿真模擬方法，其特征在于，在所述設定初始條件和邊界條件前，在所述水錘仿真模型中加入所述流體密度的分布方程。
10.一種壓裂的水錘仿真模擬裝置，包括存儲器、處理器，以及儲存在所述存儲器中并可在所述處理器中運行的計算機程序，其特征在于，所述計算機程序包括如權利要求1-9任一所述的壓裂的水錘仿真模擬方法對應的執行步驟。
...【技術特征摘要】
1.一種壓裂的水錘仿真模擬方法，其特征在于，包括：
2.根據權利要求1所述的壓裂的水錘仿真模擬方法，其特征在于，所述建立水錘連續性方程，滿足井筒中某一位置：流速隨時間變化，流速變化和傾斜井筒下的重力分量引起的水頭變化，井筒傾斜下的重力分量和流體密度變化引起的流速、水頭變化，達到動態平衡狀態。
3.根據權利要求1所述的壓裂的水錘仿真模擬方法，其特征在于，所述建立水錘運動方程，滿足井筒中某一位置：重力分量變化和流速變化引起水頭變化、水頭變化和密度變化以及井筒摩阻引起的壓力變化、壓力變化和水頭變化引起流體密度變化、流體密度變化和水頭變化引起的流速變化，達到動態平衡狀態。
4.根據權利要求1所述的壓裂的水錘仿真模擬方法，其特征在于，所述組合建立水錘方程組時，在所述液體彈性方程中，將井筒中的壓力等效為水頭，獲得密度與水頭的關系。
5.根據權利要求1所述的壓裂的水錘仿真模擬方法，其特征在于，所述設定初始條件時...
【專利技術屬性】
技術研發人員：劉禮軍，孫雙雙，何勇明，李彥超，鄒龍慶，李俊翔，
申請(專利權)人：成都理工大學，
類型：發明
國別省市：
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