一种用于判断地层堵塞的临界水流速的方法
专利汇可以提供一种用于判断地层堵塞的临界水流速的方法专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本 发明 涉及地热井回灌技术及油气田注 水 开发技术领域，具体涉及一种用于判断 地层 堵塞的临界水流速的方法。该方法将储层中泥砂分为起 支撑 骨架作用的不可动泥砂粗砂和在粗砂孔喉中运移的可动泥砂细砂，分别确定其粒径、孔喉直径及含量比例，然后根据动 力 学方程确定泥砂启动但不堵塞的临界流速及泥砂启动可能导致堵塞的流速范围，据此判断注水地层堵塞 风 险。能够及时判断注水导致地层堵塞风险，确定地层运移但不堵塞临界流速及可能堵塞的流速范围，减弱地层注水时的堵塞程度甚至避免堵塞发生；本发明有助于提高 地热水 回灌能力，降低成本，提高经济效益，应用范围广泛、使用灵活。，下面是一种用于判断地层堵塞的临界水流速的方法专利的具体信息内容。
1.一种用于判断地层堵塞的临界水流速的方法，其特征在于，具体包括如下步骤：
步骤1：根据井筒的防砂精度来确定生产井附近储层内泥砂颗粒的粗粒和细粒含量；根据储层的泥砂粒度分布峰值来确定注入井附近储层内泥砂颗粒的粗粒和细粒含量，其中，泥砂粒度分布峰值出现两个峰值，两峰值求算数平均值即为粗细颗粒分界值；粒径大于分界值的颗粒含量即为粗粒含量，反之，粒径小于分界值的颗粒含量即为细粒含量；当泥砂粒度分布峰值不出现两个峰值，起到支撑岩石骨架作用而不会发生运移的泥砂颗粒为粗粒；
分散在粗粒之间的孔隙中可能会随孔隙流体发生运移的泥砂颗粒为细粒部分，粗颗粒与细颗粒分界值有大于850μm、425 850μm、250 425μm、180 250μm、150 180μm、125 150μm、106~ ~ ~ ~ ~ ~
125μm、98 106μm、85 98μm、75 85μm、45 75μm及小于45μm；粒径大于分界值以上为泥砂颗粒~ ~ ~ ~
含量即为粗粒含量，粒径小于分界值以下为泥砂颗粒含量即为细粒含量；
步骤2：根据粗粒泥砂粒度分布，确定粗粒泥砂的平均粒径和平均孔喉直径；
步骤3：将上述步骤2确定的粗粒泥砂的平均粒径和平均孔喉直径，通过固相颗粒粒径与多孔介质喉道尺寸之间存在匹配关系，确定可以进入粗粒孔喉并导致孔喉堵塞的可动细粒的粒径范围，以及可以顺利通过粗粒泥砂孔喉的可动泥砂粒径的上限；
步骤4：根据细粒泥砂的粒度分布，确定可以进入粗粒泥砂孔喉并导致孔喉堵塞的可动细粒泥砂比例，以及可以顺利通过粗粒泥砂孔喉的可动细粒泥砂比例；
步骤5：通过水流的作用力和床面的反作用力，得到不同泥砂粒径对应的起动水流速，结合步骤S3，确定细粒泥砂启动但不会造成粗砂泥砂孔喉堵塞的临界水流速，以及细粒泥砂启动并可能导致粗粒泥砂孔喉堵塞的水流速范围。
2.根据权利要求1所述的一种用于判断地层堵塞的临界水流速的方法，其特征在于，所述步骤2中粗粒泥砂的平均孔喉直径为0.1547 0.414×粗粒泥砂的平均粒径。
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3.根据权利要求1所述的一种用于判断地层堵塞的临界水流速的方法，其特征在于，所述步骤3中，可以进入粗粒孔喉并导致孔喉堵塞的可动细粒的粒径范围为：泥砂平均孔喉直径/5 泥砂平均孔喉直径/2，顺利通过粗粒泥砂孔喉的可动泥砂粒径的上限为泥砂平均孔~
喉直径/2，下限为泥砂平均孔喉直径/5。
4.根据权利要求1所述的一种用于判断地层堵塞的临界水流速的方法，其特征在于，所述步骤4中，细粒中粒径范围在泥砂平均孔喉直径/5 泥砂平均孔喉直径/2之间的泥砂颗粒~
百分含量，乘以细粒在整个泥砂混合物中的百分含量，即为可以进入粗粒泥砂孔喉并导致孔喉堵塞的可动细粒泥砂比例A；细粒中粒径小于泥砂平均孔喉直径/5的泥砂颗粒的百分含量，乘以细粒在整个泥砂混合物中的百分含量，即为可以进入粗粒泥砂孔喉并顺利通过的可动细粒泥砂比例B；A+B为总的可动泥砂百分含量。
一种用于判断地层堵塞的临界水流速的方法
技术领域
背景技术
发明内容
分散在粗粒之间的孔隙中可能会随孔隙流体发生运移的泥砂颗粒为细粒部分，粗颗粒与细颗粒分界值有大于850μm、425 850μm、250 425μm、180 250μm、150 180μm、125 150μm、106~ ~ ~ ~ ~ ~
125μm、98 106μm、85 98μm、75 85μm、45 75μm及小于45μm；粒径大于分界值以上为泥砂颗粒~ ~ ~ ~
含量即为粗粒含量，粒径小于分界值以下为泥砂颗粒含量即为细粒含量；
步骤2：根据粗粒泥砂粒度分布，确定粗粒泥砂的平均粒径和平均孔喉直径；
步骤3：将上述步骤2确定的粗粒泥砂的平均粒径和平均孔喉直径，通过固相颗粒粒径与多孔介质喉道尺寸之间存在匹配关系，确定可以进入粗粒孔喉并导致孔喉堵塞的可动细粒的粒径范围，以及可以顺利通过粗粒泥砂孔喉的可动泥砂粒径的上限；
步骤4：根据细粒泥砂的粒度分布，确定可以进入粗粒泥砂孔喉并导致孔喉堵塞的可动细粒泥砂比例，以及可以顺利通过粗粒泥砂孔喉的可动细粒泥砂比例；
步骤5：通过水流的作用力和床面的反作用力，得到不同泥砂粒径对应的起动水流速，结合步骤S3，确定细粒泥砂启动但不会造成粗砂泥砂孔喉堵塞的临界水流速，以及细粒泥砂启动并可能导致粗粒泥砂孔喉堵塞的水流速范围。
进一步的，所述步骤3中，可以进入粗粒孔喉并导致孔喉堵塞的可动细粒的粒径范围为：泥砂平均孔喉直径/5 泥砂平均孔喉直径/2，顺利通过粗粒泥砂孔喉的可动泥砂粒径的~
上限为泥砂平均孔喉直径/2，下限为泥砂平均孔喉直径/5。
具体实施方式
2650kg/m3，水的密度为1000kg/m3，泥砂粒度组成及粒度累计组成数据如表1所示：
表1 某泥砂粒度组成及粒度累计组成数据
一种用于判断地层堵塞的临界水流速的方法，具体包括如下步骤：
步骤1：根据井筒的防砂精度来确定生产井附近储层内泥砂颗粒的粗粒和细粒含量；根据储层的泥砂粒度分布峰值来确定注入井附近储层内泥砂颗粒的粗粒和细粒含量，其中，泥砂粒度分布峰值出现两个峰值，两峰值求算数平均值即为粗细颗粒分界值；粒径大于分界值的颗粒含量即为粗粒含量，反之，粒径小于分界值的颗粒含量即为细粒含量；当泥砂粒度分布峰值不出现两个峰值，起到支撑岩石骨架作用而不会发生运移的泥砂颗粒为粗粒；
分散在粗粒之间的孔隙中可能会随孔隙流体发生运移的泥砂颗粒为细粒部分，粗颗粒与细颗粒分界值有大于850μm、425 850μm、250 425μm、180 250μm、150 180μm、125 150μm、106~ ~ ~ ~ ~ ~
125μm、98 106μm、85 98μm、75 85μm、45 75μm及小于45μm；粒径大于分界值以上为泥砂颗粒~ ~ ~ ~
含量即为粗粒含量，粒径小于分界值以下为泥砂颗粒含量即为细粒含量；取粗颗粒与细颗粒分界值为106μm，粗粒含量为粒径大于106μm的泥砂颗粒含量，即粗粒含量为60.69%，细粒含量为粒径小于106μm的泥砂颗粒含量，即细粒含量为39.31%；
步骤2：根据粗粒泥砂粒度分布，确定粗粒泥砂的平均粒径和平均孔喉直径；其中，粗粒泥砂的平均孔喉直径为0.1547 0.414×粗粒泥砂的平均粒径；若粗粒泥砂的平均粒径为~
128μm，假设泥砂颗粒为正方形孔隙模型，则泥砂平均孔喉直径为0.414×128=53μm；
步骤3：将上述步骤2确定的粗粒泥砂的平均粒径和平均孔喉直径，通过固相颗粒粒径与多孔介质喉道尺寸之间存在匹配关系，确定可以进入粗粒孔喉并可能导致孔喉堵塞的可动细粒的粒径范围，以及可以顺利通过粗粒泥砂孔喉的可动泥砂粒径的上限；其中，可以进入粗粒孔喉并导致孔喉堵塞的可动细粒的粒径范围为：泥砂平均孔喉直径/5 泥砂平均孔~
喉直径/2，顺利通过粗粒泥砂孔喉的可动泥砂粒径的上限为泥砂平均孔喉直径/2，下限为泥砂平均孔喉直径/5；根据步骤2泥砂平均孔喉直径53μm，确定可以进入粗粒孔喉并导致孔喉堵塞的可动细粒的粒径范围为：10.62 26.5μm，顺利通过粗粒泥砂孔喉的可动泥砂粒径~
的上限26.5μm，下限为10.62μm；
步骤4：根据细粒泥砂的粒度分布，确定可以进入粗粒泥砂孔喉并导致孔喉堵塞的可动细粒泥砂比例，以及可以顺利通过粗粒泥砂孔喉的可动细粒泥砂比例；其中，细粒中粒径范围在泥砂平均孔喉直径/5 泥砂平均孔喉直径/2之间的泥砂颗粒百分含量，乘以细粒在整~
个泥砂混合物中的百分含量，即为可以进入粗粒泥砂孔喉并导致孔喉堵塞的可动细粒泥砂比例A；细粒中粒径小于泥砂平均孔喉直径/5的泥砂颗粒的百分含量，乘以细粒在整个泥砂混合物中的百分含量，即为可以进入粗粒泥砂孔喉并顺利通过的可动细粒泥砂比例B；A+B为总的可动泥砂百分含量；
步骤5：通过水流的作用力和床面的反作用力，得到不同泥砂粒径对应的起动水流速，结合步骤S3，确定细粒泥砂启动但不会造成粗砂泥砂孔喉堵塞的临界水流速，以及细粒泥砂启动并可能导致粗粒泥砂孔喉堵塞的水流速范围（详见图1和图2）；其中，根据步骤S5中，可以进入粗粒泥砂孔喉并可能导致孔喉堵塞的可动细粒泥砂为粒径在10.62 26.5μm，可顺~
利通过粗粒泥砂孔喉的可动细粒泥砂为粒径小于10.62μm的颗粒，可得，细粒泥砂启动但不会造成粗砂泥砂孔喉堵塞的临界水流速为0.00483m/s，以及细粒泥砂启动并可能导致粗粒泥砂孔喉堵塞的水流速范围为0.00483 0.00764m/s。
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2550kg/m3，水的密度为1000kg/m3，泥砂粒度组成及粒度累计组成数据如表2所示：
表2 泥砂粒度组成及粒度累计组成数据
一种用于判断地层堵塞的临界水流速的方法，具体包括如下步骤：
步骤1：根据井筒的防砂精度来确定生产井附近储层内泥砂颗粒的粗粒和细粒含量；根据储层的泥砂粒度分布峰值来确定注入井附近储层内泥砂颗粒的粗粒和细粒含量，其中，泥砂粒度分布峰值出现两个峰值，两峰值求算数平均值即为粗细颗粒分界值；粒径大于分界值的颗粒含量即为粗粒含量，反之，粒径小于分界值的颗粒含量即为细粒含量；当泥砂粒度分布峰值不出现两个峰值，起到支撑岩石骨架作用而不会发生运移的泥砂颗粒为粗粒；
分散在粗粒之间的孔隙中可能会随孔隙流体发生运移的泥砂颗粒为细粒部分，粗颗粒与细颗粒分界值有大于850μm、425 850μm、250 425μm、180 250μm、150 180μm、125 150μm、106~ ~ ~ ~ ~ ~
125μm、98 106μm、85 98μm、75 85μm、45 75μm及小于45μm；粒径大于分界值以上为泥砂颗粒~ ~ ~ ~
含量即为粗粒含量，粒径小于分界值以下为泥砂颗粒含量即为细粒含量；取粗颗粒与细颗粒分界值为106μm，粗粒含量为粒径大于106μm的泥砂颗粒含量，即粗粒含量为77.47%，细粒含量为粒径小于106μm的泥砂颗粒含量，即细粒含量为22.53%；
步骤2：根据粗粒泥砂粒度分布，确定粗粒泥砂的平均粒径和平均孔喉直径；其中，粗粒泥砂的平均孔喉直径为0.1547 0.414×粗粒泥砂的平均粒径；若粗粒泥砂的平均粒径为~
207μm，假设泥砂颗粒为正方形孔隙模型，则泥砂平均孔喉直径为0.414×207=104μm；
步骤3：将上述步骤2确定的粗粒泥砂的平均粒径和平均孔喉直径，通过固相颗粒粒径与多孔介质喉道尺寸之间存在匹配关系，确定可以进入粗粒孔喉并可能导致孔喉堵塞的可动细粒的粒径范围，以及可以顺利通过粗粒泥砂孔喉的可动泥砂粒径的上限；其中，可以进入粗粒孔喉并导致孔喉堵塞的可动细粒的粒径范围为：泥砂平均孔喉直径/5 泥砂平均孔~
喉直径/2，顺利通过粗粒泥砂孔喉的可动泥砂粒径的上限为泥砂平均孔喉直径/2，下限为泥砂平均孔喉直径/5；根据步骤2泥砂平均孔喉直径104μm，确定可以进入粗粒孔喉并导致孔喉堵塞的可动细粒的粒径范围为：20.9 52.2μm，顺利通过粗粒泥砂孔喉的可动泥砂粒径~
的上限52.2μm，下限为20.9μm；
步骤4：根据细粒泥砂的粒度分布，确定可以进入粗粒泥砂孔喉并导致孔喉堵塞的可动细粒泥砂比例，以及可以顺利通过粗粒泥砂孔喉的可动细粒泥砂比例；其中，细粒中粒径范围在泥砂平均孔喉直径/5 泥砂平均孔喉直径/2之间的泥砂颗粒百分含量，乘以细粒在整~
个泥砂混合物中的百分含量，即为可以进入粗粒泥砂孔喉并导致孔喉堵塞的可动细粒泥砂比例A；细粒中粒径小于泥砂平均孔喉直径/5的泥砂颗粒的百分含量，乘以细粒在整个泥砂混合物中的百分含量，即为可以进入粗粒泥砂孔喉并顺利通过的可动细粒泥砂比例B；A+B为总的可动泥砂百分含量；根据泥砂粒径在20.9 52.2μm之间的颗粒含量即为可以进入粗~
粒泥砂孔喉并可能导致孔喉堵塞的可动细粒泥砂比例为6.61%，泥砂粒径小于20.9μm的颗粒含量即为可以顺利通过粗粒泥砂孔喉的可动细粒泥砂比例为4.54%；
步骤5：通过水流的作用力和床面的反作用力，得到不同泥砂粒径对应的起动水流速，结合步骤S3，确定细粒泥砂启动但不会造成粗砂泥砂孔喉堵塞的临界水流速，以及细粒泥砂启动并可能导致粗粒泥砂孔喉堵塞的水流速范围（详见图1和图2）；其中，根据步骤S5中，可以进入粗粒泥砂孔喉并可能导致孔喉堵塞的可动细粒泥砂为粒径在20.9 52.2μm，可顺~
利通过粗粒泥砂孔喉的可动细粒泥砂为粒径小于20.9μm的颗粒，由表3可得，细粒泥砂启动但不会造成粗砂泥砂孔喉堵塞的临界水流速为0.00657m/s，以及细粒泥砂启动并可能导致粗粒泥砂孔喉堵塞的水流速范围为0.00657 0.01039m/s。
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