(19)国家知识产权局 (12)发明 专利 (10)授权公告 号 (45)授权公告日 (21)申请 号 202111571780.1 (22)申请日 2021.12.21 (65)同一申请的已公布的文献号 申请公布号 CN 114239365 A (43)申请公布日 2022.03.25 (73)专利权人 西南石油大 学 地址 610500 四川省成 都市新都区新都大 道8号 (72)发明人 任冀川　管晨呈　郭建春　苟波　 赵峰　 (74)专利代理 机构 成都其知创新专利代理事务 所(普通合伙) 51326 专利代理师 房立普 (51)Int.Cl. G06F 30/23(2020.01)G06F 111/10(2020.01) G06F 113/08(2020.01) G06F 119/14(2020.01) 审查员 高宇峰 (54)发明名称 一种天然裂缝钻井液污染后壁面等效渗透 率的计算方法 (57)摘要 本发明公开了一种天然裂缝钻井液污染后 壁面等效渗透率的计算方法， 首先建立天然裂缝 钻井液污染模 型并划分网格， 按照储层实际情况 设置渗透率、 孔隙度、 储层压力参数； 考虑钻井液 固相粒径与岩石孔喉的相对尺 寸， 将固相污染划 分为在壁面形成泥饼及侵入岩石内部堵塞孔喉 发生污染两个过程， 并分别根据不同的污染机理 计算泥浆固相污染对对应位置渗透率的影响， 结 合泥饼渗透率及基质渗透率计算污染后天然裂 缝壁面网格平均渗透率， 即天然裂缝钻井液污染 后壁面等效渗透率。 本发明原理可靠， 计算简便 高效， 有利于准确钻井液污染后壁面等效渗透率 分布， 对裂缝性碳酸盐岩储层酸化设计具有指导 意义。 权利要求书3页 说明书5页 附图4页 CN 114239365 B 2022.08.23 CN 114239365 B 1.一种天然裂缝钻井液污染后壁面等效渗透率的计算方法， 其特征在于， 包括如下步 骤： S1、 建立天然裂缝钻井液污染模型并划分网格， 按照储层实际情况设置渗透率、 孔隙 度、 储层压力参数； S2、 时间步开始， 根据天然裂缝内流体压力及储层基质压力计算裂缝壁面第i个单元格 内流体压力P ′i： 式中， P′i为单元格内本时间步流体压力， Pa； P为单元格内上时间步流体压力， Pa； 下标i 为从天然裂缝壁面开始向裂缝壁面内部方向的网格位置； k为单元格内上时间步平均渗透 率， m2， 第一个时间步时， 等于储层基质原始渗透率km； μ为流体粘度， Pa ·s； Δx为x方向单元 格长度， m； φi为单元格内上时间步平均孔隙度， 无因次； cl为流体压缩系数， P a‑1； Δt为时 间步长度， s； S3、 计算由天然裂缝向壁 面的滤失速度vnf： 式中， vnf为由天然裂缝向壁面的滤失速度， m/s， kwr,c为天然裂缝壁面被污染网格上时 间步平均渗透率， m2， 第一个时间步时， 等于km； μ为流体粘度， P a·s； Pnf为天然裂缝内流体 压力， Pa； Δx为x方向单元格长度， m； P ′1是从天然裂缝壁面开始向裂缝壁面内部方向的第 一个网格内本时间步 流体压力， Pa； S4、 计算本时间步由天然裂缝内向壁 面滤失的钻井液固相质量： ΔMGX＝CnfvnfΔyhΔt 式中， ΔMGX为时间步内由天然裂缝向壁面滤 失的钻井 液固相质量， kg； Cnf为天然裂缝内 泥浆固相的质量浓度， kg/m3； Δy为y方向单元格长度， m； h为储层厚度， m； Δt为时间步长 度， s； S5、 计算能够进入 储层钻井液固相比例fGX； S6、 计算附着于天然裂缝壁 面的泥饼厚度： 式中， hGX为本时间步天然裂缝壁面泥饼厚度， m； VGX为泥浆固相在 天然裂缝内流体压力 下压缩后的体积， m3； 其中， VGX根据下式计算： 式中， Pre为参考压力， Pa； cGX为钻井液固相压缩系数， kg/m3； ρGX为钻井液固相密度， kg/ m3； φGX,re为参考压力下同等质量钻井液固相孔隙度， m3， 由实验室测试获得；权　利　要　求　书 1/3 页 2 CN 114239365 B 2其中， 本时间步附着于天然裂缝壁 面的泥浆固相累计质量MGX'根据下式计算： MGX'＝MGX+ΔMGX 式中， MGX为上时间步附着于天然裂缝壁 面的泥浆固相累计质量， kg； S7、 计算附着于天然裂缝壁 面的泥饼 压缩后的孔隙度φGX'与渗透率 kGX'： 式中， kGX,re为参考压力下泥饼渗透率， m2， 由实验室测试获得； βSG泥饼孔隙结构 参数， 无 量纲， 由实验室测试获得； S8、 对于滤失进入 储层孔喉的固相部分， 计算 不同网格内流体流动速度vi： 式中， 下标i为从天然裂缝壁面开始向裂缝壁面内部方向的网格位置； k为单元格内上 时间步平均渗透 率， m2， 第一个时间步时， 等于储层基质原始渗透 率km； P'为单元格内本时间 步流体压力， Pa； μ为 流体粘度， Pa ·s； Δx为x方向单 元格长度， m； S9、 计算本时间步网格内泥浆固相浓度Ci'： Ci、 Ci‑1、 Ci+1均是上时间步网格内泥浆固相浓度； 下标i为从天然裂 缝壁面开始向裂 缝壁 面内部方向的网格位置； De为泥浆固相扩散系数， m2/s； S10、 计算本时间步污染后天然裂缝壁 面网格基质孔隙度φi'及平均渗透率 ki'： 式中， ki为上时间步污染后天然裂缝壁面网格基质渗透率， m2； φi为上时间步天然裂缝 壁面单元格孔隙度， 无 因次； β 为天然裂缝壁面网格基质孔隙结构参数， 无量纲， 由实验室测 试获得； S11、 计算污染后天然裂缝壁 面网格平均渗透率 kwr,c'： S12、 重复步骤S2～S11， 直至泥浆污染过程结束， 即可获得污染后天然裂缝壁面网格平 均渗透率分布。 2.如权利要求1所述的天然裂缝钻井液污染后壁面等效渗透率的计算方法， 其特征在权　利　要　求　书 2/3 页 3 CN 114239365 B 3