油井流入动态IPR曲线实用教案

1、会计学1油井流入动态油井流入动态(dngti)IPR曲线曲线第一页，共46页。教学(jio xu)难点教法(jio f)说明：教学内容：1、单相与两相渗流同时存在时油井流入动态的计算2、油气水三相(sn xin)流动时油井流入动态的计算课堂讲授并辅助以多媒体课件展示相关的数据和图表。 1. 单相液体的流入动态2. 油气两相渗流时的流入动态3. prpbpwf时的流入动态4. 油气水三相流入动态 5. 多层油藏油井流入动态 第1页/共46页第二页，共46页。基本概念油井流入动态曲线： 表示产量与流压关系(gun x)的曲线，简称IPR曲线。 Inflow Performance Relation

2、ship Curve第2页/共46页第三页，共46页。IPR曲线基本形状与油藏驱动类型有关(yugun)。即使在同一驱动方式下，还将取决于油藏压力、油层厚度、渗透率及流体物理性质等。prqomax第3页/共46页第四页，共46页。油井生产(shngchn)系统组成油层到井底(jn d)的流动(地层渗流)井底到井口的流动(井筒(jn tn)多相管流)井口到分离器(地面水平或倾斜管流)油井生产的三个基本流动过程气液两相流基本理论油井流入动态第4页/共46页第五页，共46页。一、 单相(dn xin)液体流入动态asrrBpphkqweoowfroo21ln)(2供给边缘压力不变、圆形地层中心一口井

3、的产量公式为：（1-1）asrrBpphkqweoowfroo43ln)(2圆形封闭油藏、拟稳态条件下产量公式为：（1-2）第5页/共46页第六页，共46页。图1-2 泄油面积形状与油井(yujng)的位置系数对于非圆形封闭泄油面积的油井产量公式，可根据(gnj)泄油面积和油井位置进行校正。Xrrwe第6页/共46页第七页，共46页。采油采油(ci yu)(ci yu)指数可定义为指数可定义为: : 单位生产压差下的油井产油量，是反映油层性质、厚单位生产压差下的油井产油量，是反映油层性质、厚度、流体参数、完井条件及泄油面积等与产量之间的关系度、流体参数、完井条件及泄油面积等与产量之间的关系的综

4、合指标。的综合指标。srrBhakJweooo21ln2)(wfroppJqasrrBpphkqweoowfroo21ln)(2wfrpp 生产压差生产压差)(wfroppqJ直线型直线型第7页/共46页第八页，共46页。采油指数(zhsh)J的获得：试井资料试井资料(zlio)：测得：测得35个稳定工作制度下的产量及其流压，个稳定工作制度下的产量及其流压，便可绘制该井的实测便可绘制该井的实测IPR曲线，取其斜率的负倒数曲线，取其斜率的负倒数油藏参数计算油藏参数计算对于单相液体流动的直线型对于单相液体流动的直线型IPRIPR曲线，曲线，采油指数可定义为产油量与生产压差采油指数可定义为产油量与生

5、产压差之比，也可定义为每增加之比，也可定义为每增加(zngji)(zngji)单单位 生 产 压 差 时 ， 油 井 产 量 的 增 加位 生 产 压 差 时 ， 油 井 产 量 的 增 加(zngji)(zngji)值，或值，或IPRIPR曲线斜率的负倒曲线斜率的负倒数。数。注意事项：因此，对于具有非直线型因此，对于具有非直线型IPRIPR曲线的油井，在使用采油指数时，曲线的油井，在使用采油指数时，应该说明相应的流动压力，不能简单地用某一流压下的采油指数来直应该说明相应的流动压力，不能简单地用某一流压下的采油指数来直接推算不同流压下的产量。接推算不同流压下的产量。第8页/共46页第九页，共4

6、6页。2DqCqppwfrhaksXBCooo2)43(lnworhBD222134103396. 1当油井产量很高时，井底(jn d)附近将出现非达西渗流：201. 1710906. 1k胶结地层的紊流速度系数：55. 061008. 1kg非胶结地层紊流速度系数：C、D值也可用试井资料获取值也可用试井资料获取DqCqppwfr)(第9页/共46页第十页，共46页。dpBKrrkhqewfppooroweoln2drdpBhrkqoooo2二、 油气(yuq)两相渗流时的流入动态o、Bo 、Kro都是压力的函数。用上述方法绘制IPR曲线十分繁琐。通常(tngchng)结合生产资料来绘制 IP

7、R曲线。平面径向流，直井油气两相渗流时油井产量公式为：(一)垂直井油气两相渗流时的流入动态第10页/共46页第十一页，共46页。1.Vogel 1.Vogel 方法方法(fngf)(1968)(fngf)(1968)假设条件：a.圆形封闭(fngb)油藏，油井位于中心；b.均质油层，含水饱和度恒定；c.忽略重力影响；d.忽略岩石和水的压缩性； e.油、气组成及平衡不变；f.油、气两相的压力相同；g.拟稳态下流动，在给定的某一瞬间，各点的脱气原油流量相同。数值模拟数值模拟(mn)结果的总结结果的总结第11页/共46页第十二页，共46页。2max8 . 02 . 01rwfrwfooppppqq归

8、一化归一化曲线曲线(qxin)第12页/共46页第十三页，共46页。Vogel方程(fngchng)经典经典(jngdin)方程方程2max8 . 02 . 01rwfrwfooppppqq第13页/共46页第十四页，共46页。8 . 02 . 01 2maxrtestwfrtestwftestooppppqqmaxoq a.计算(j sun)max28 . 02 . 01orwfrwfoqppppqc.根据给定的流压及计算(j sun)的相应产量绘制IPR曲线b.给定不同流压，计算相应(xingyng)的产量：、已知地层压力和一个工作点、已知地层压力和一个工作点( qo(test) , pw

9、f(test) )利用Vogel方程绘制IPR曲线的步骤第14页/共46页第十五页，共46页。AACBBpr242121qqA12212 . 0wfwfppqqB2122218 . 0wfwfppqqC、已知两个工作、已知两个工作(gngzu)点，油藏压力点，油藏压力未知未知a. 油藏平均压力的确定(qudng)：已知或利用两组qopwf 测试计算，即maxoq b.计算c. 由流入动态(dngti)关系式计算相关参数第15页/共46页第十六页，共46页。Vogel曲线与数值(shz)模拟IPR曲线的对比第16页/共46页第十七页，共46页。对比对比(dub)结果：结果：第17页/共46页第十

10、八页，共46页。dpBksrrkhqrwfppooroweo43ln22.费特柯维奇方法(fngf)溶解溶解(rngji)(rngji)气气驱油藏驱油藏假设假设(jish)(kro/(jish)(kro/oBo)oBo)与压力与压力p p 成线性关成线性关系，则系，则其中，其中，rpoororBkpc122243ln243ln2wfrweppweoppcsrrkhcpdpsrrkhqrwf第18页/共46页第十九页，共46页。rwfrpooroweopppBKsrrkhqr243ln222所以：2max1rwfooppqq)(22wfroppJ当 时：0wfp243ln2maxrPoorowe

11、opKsrrkhqrrpooroweopBKsrrkhJr2143ln2令：令：费特柯维奇费特柯维奇基本基本(jbn)方方程程第19页/共46页第二十页，共46页。3.3.不完善不完善(wnshn)(wnshn)井井VogelVogel方程的修方程的修正正油水井(shujng)的不完善性： 在钻井或修井过程中油层受到损害或进行酸化、压裂在钻井或修井过程中油层受到损害或进行酸化、压裂等措施，从而改变油井的完善性。等措施，从而改变油井的完善性。第20页/共46页第二十一页，共46页。 图1-5 完善(wnshn)井和非完善(wnshn)井周围 的压力分布示意图第21页/共46页第二十二页，共46页

12、。油井(yujng)的流动效率FE：油井的理想油井的理想(lxing)(lxing)生产压差与实际生产压差生产压差与实际生产压差之比之比wfrskwfrwfrwfrpppppppppFEwfwfskppP为为“正正”称称“正正”表皮，油井不完善表皮，油井不完善；为为“负负”称称“负负”表皮，油井超完善表皮，油井超完善。skPskP第22页/共46页第二十三页，共46页。完善完善(wnshn(wnshn) )井井weoowfeoorrBpphkqln)(2非完善非完善(wnshn(wnshn) )井井wssseoowfeorrkrrkBpphqln1ln1)(20wssooooowfwfskrr

13、kkhkBqpppln12令：wssorrkksln1shkBqpoooosk2非完善井表皮(biop)附加压力降于是于是第23页/共46页第二十四页，共46页。表皮表皮(biop)(biop)系数或井壁阻力系数或井壁阻力系数系数S S0s1FE油层油层(yucng)(yucng)受污染的或不受污染的或不完善井，完善井，0s1FE完善完善(wnshn(wnshn) )井井, ,0s1FE增产措施后的超完善井，增产措施后的超完善井，表皮系数表皮系数S S通常由试井方法获得通常由试井方法获得第24页/共46页第二十五页，共46页。利用流动效率计算直井流入动态(dngti)的方法Standing方法

14、(1970) (FE=0.5 1.5) 图1-6 FE 1时的无因次IPR曲线(standing IPR曲线)2max8 . 02 . 01rwfrwfooppppqqFEppppwfrrwf)(第25页/共46页第二十六页，共46页。a.根据已知根据已知pr和和pwf计算在计算在FE=1时最大产量时最大产量2)1max(8 . 02 . 01rwfrwfoFEoppppqqFEppppwfrrwf)(21max8 . 02 . 01RwfrwfFEooPPPPqqb.b.预测不同流压下的产量预测不同流压下的产量c.c.根据根据(gnj)(gnj)计算结果绘制计算结果绘制IPRIPR曲线曲线第

15、26页/共46页第二十七页，共46页。Harrison方法(fngf) (FE=1 2.5) 图1-7 Harrison无因次IPR曲线(qxin)(FE1) ) 1(maxFEqqoo图 2-7 Harrison 无因次 IPR 曲线(FE1)第27页/共46页第二十八页，共46页。)1max()1max(/FEoooFEoqqqq Harrison Harrison方法可用来计算高流动效率井的方法可用来计算高流动效率井的IPRIPR曲曲线和预测线和预测(yc)(yc)低流压下的产量。其计算步骤如下低流压下的产量。其计算步骤如下：a.计算(j sun)FE=1时的qomax 先求pwf/pr

16、，然后查图1-7中对应的FE曲线上的相应值 qo/qomax(FE=1)，则1max1maxFEooFEooqqqqb.计算不同(b tn)流压下的产量c.根据计算结果绘制IPR曲线d.求FE对应的最大产量，即pwf=0时的产量1maxmax1maxmaxFEoFEoFEoFEoqqqq第28页/共46页第二十九页，共46页。 2pCpBAq (二)斜井(xi jn)和水平井的IPR曲线1990年，Cheng对溶解气驱油藏中斜井和水平井进行了数值模拟，并用回归的方法得到了类似Vogel方程的不同(b tn)井斜角井的IPR回归方程：p=pwf/pr； q=qo/qomax ；A、B、C为取决于

17、井斜角(xi jio)的系数优点：优点：使用简单，仅需一组测点，便可得使用简单，仅需一组测点，便可得IPR曲线曲线缺点：缺点：方程没有归一化，方程没有归一化，00maxorwfoowfqppqqp时，；时，第29页/共46页第三十页，共46页。19891989年，年，BendakhliaBendakhlia等用两种三维三相黑油模拟器研究等用两种三维三相黑油模拟器研究(ynji)(ynji)了多种情况下溶解气驱油藏中水平井的流入动了多种情况下溶解气驱油藏中水平井的流入动态关系。得到了不同条件下态关系。得到了不同条件下IPRIPR曲线。曲线。 第30页/共46页第三十一页，共46页。曲线表明：早期

18、的IPR曲线近似于直线,随着(su zhe)采出程度增加,曲度增加,接近衰竭时曲度稍有减小。nrwfrwfooppvppvqq2max11Bendakhlia建议(jiny)用以下公式来拟合IPR曲线图：第31页/共46页第三十二页，共46页。 第32页/共46页第三十三页，共46页。IPR曲线曲线(qxin)的应用的应用油井流入动态反映(fnyng)了油藏向该井供油的能力。1.根据测试资料确根据测试资料确定定IPR曲线曲线(qxin)。2.根据根据IPR曲线曲线(qxin)确定流确定流压和产量的对应压和产量的对应关系。关系。prqomax第33页/共46页第三十四页，共46页。dpBKrrk

19、hqrwfppooroweo43ln2三、prpbpwf时的流入动态（1）基本公式 当油藏压力高于饱和压力，而流动压力低于饱和压力时，油藏中将同时存在单相(dn xin)和两相流动，拟稳态条件下产量的一般计算表达式为:需要分段需要分段(fn dun)积分积分第34页/共46页第三十五页，共46页。图1-11 组合型IPR曲线（2）实用(shyng)计算方法第35页/共46页第三十六页，共46页。)(8 . 02 . 01 2bwfbwfcboppppqqq8 . 1bcJpq )( wfroppJq 当prpb时，由于油藏中全部为单相液体流动流入动态公式为：)(brbppJq流压等于饱和压力时

20、的产量为：当prpb后，油藏中出现两相流动流入动态公式为：)(8 . 0)(2 . 01 8 . 12bwfbwfbbropppppppqJ采油指数：) 1(8 . 1brbppq第36页/共46页第三十七页，共46页。A-油相IPR曲线B-水相IPR曲线 C-油气(yuq)水三相综合IPR曲线四、油气(yuq)水三相IPR 曲线Petrobras提出了计算(j sun)三相流动IPR曲线的方法综合IPR曲线的实质:是按含水率取纯油IPR曲线和水IPR曲线的加权平均值。当已知测试点计算曲线，可按产量加权平均；当预测产量或流压，可按流压加权平均。 图1-12 油气水三相IPR 曲线第37页/共4

21、6页第三十八页，共46页。已知 pr、pb和一个测试点pwf(test)、qt(test) (1) bwfpp)test()test()test(wfrtlppqJ(2) bwfpp)test(2)test()test(maxoil8 . 02 . 01bwfbwfbobppppqqqq)test(waterwfrlppJqoilwater(test)1 (qfqfqwwt第38页/共46页第三十九页，共46页。 )(8 . 1)1 ()test()test(wfrwbbrwtlppfApppfqJ2)test()test(8 . 02 . 01bwfbwfppppA (二) 某一产量(chn

22、ling)qt下的流压pwf计算(1)btqq 0ltrwfJqpp第39页/共46页第四十页，共46页。)water()oil()1 (wfwwfwwfpfpfpbobtbwfqqqqppmax)oil(80811125. 0ltrwfJqpp)water()(80811)1 (125. 0maxbobtbwltrwwfqqqqpfJqpfpmaxotbqqq(2)第40页/共46页第四十一页，共46页。lwqqtwfJfdqdpot98max因为：lwotlorwwfJfqqJqpfp)98)()(maxmax所以：综合IPR曲线的斜率(xil)可近似为常数maxmaxttoqqq(3) 图1-12 油气水三相IPR 曲线第41页/共46页第四十二页，共46页。五、多层油藏油井流入动态(dng