采油方法简介

1、采油方法简介第1页，共101页，2022年，5月20日，13点1分，星期四采 油 方 法简 介第2页，共101页，2022年，5月20日，13点1分，星期四采油是指将流到井底的原油采到地面所用的方法。第3页，共101页，2022年，5月20日，13点1分，星期四 主要内容一、流入动态二、人工举升技术三、油田注水、注聚四、油田增产、增注（压裂、酸化）五、砂、蜡、水、稠（防砂、清蜡、堵水、稠油）第4页，共101页，2022年，5月20日，13点1分，星期四自喷人工举升有杆泵采油方法常规（抽油机）螺杆泵无杆泵潜油电泵水力泵水力活塞泵气举连续气举潜油电动离心泵潜油电动螺杆泵水力射流泵间歇气举第5页，共

2、101页，2022年，5月20日，13点1分，星期四抽油机30253665总井数(口)检泵周期(d)308066963155395利用率(%)95.90.92003年 2004年10月2003年 2004年10月2003年 2004年10月电泵螺杆泵238111601260363总井数(口)检泵周期(d)总井数(口)检泵周期(d)2354154712214486185272879794.4利用率(%)利用率(%)97.695.50.61.12003年 2004年10月2003年 2004年10月2003年 2004年10月2003年 2004年10月2003年 2004年10月2003年 20

3、04年10月第6页，共101页，2022年，5月20日，13点1分，星期四石油工程电子教案第八章油气井流入动态第7页，共101页，2022年，5月20日，13点1分，星期四油气井流入动态：在一定的油层压力下，油气井产量与相应的井底流压的关系。反映了油藏向该井供油气的能力。简称 IPR曲线 (Inflow Performance Relationship Curve) 或 指示曲线 (Index Curve)流入动态曲线：产量与流压之间的关系曲线。第八章 油气井流入动态第八章 第8页，共101页，2022年，5月20日，13点1分，星期四用途： 是确定油气井合理工作方式的依据，又是分析油气井动态

4、的基础。IPR曲线的影响因素： 油藏驱动类型；完井状况；油藏及流体物性。第八章 油气井流入动态第八章 第9页，共101页，2022年，5月20日，13点1分，星期四直线型：PwfPb,单相渗流，牛顿流体（水驱） 曲线型：a .非牛顿流体单相驱， b . PRPb,两相流，溶解气驱， 粘弹流体。复合型： PwfPb Pb1. 符合线性渗流规律时的流入动态 达西公式 ： 径向单相气体单向第八章 第12页，共101页，2022年，5月20日，13点1分，星期四A.定压边界 （ Pe=C，井底Pwf ）考虑油层污染：B.封闭边界（1）圆形油藏 对上述径向流达西公式进行积分，得圆形供给边界油层中心一口井

5、的产量公式第八章 第13页，共101页，2022年，5月20日，13点1分，星期四第八章 第14页，共101页，2022年，5月20日，13点1分，星期四（2）非圆形油藏 对非圆形泄油面积，需要进行泄油面积和井位校正。其中校正因子Cx如表8-1所示第八章 第15页，共101页，2022年，5月20日，13点1分，星期四第八章 第16页，共101页，2022年，5月20日，13点1分，星期四（3）用边界条件：r=rw，p=pwf；r=re，p=pe分离变量：用压力分布公式求，对单相稳定渗流第八章 第17页，共101页，2022年，5月20日，13点1分，星期四面积加权求代入产量公式得：定压边界封

6、闭边界第八章 第18页，共101页，2022年，5月20日，13点1分，星期四 定义：单相液体渗流条件下，单位生产压差下 的油井产量。m3/(d MPa)用途：评价油井生产能力，Jo越大，油井生 产能力越强。（4）采油指数Jo意义：它是一个表示油井产能大小的指标， 这一指标反映了油层性质，流体性质， 完井条件及泄油面积与油井产量之间 的关系。第八章 第19页，共101页，2022年，5月20日，13点1分，星期四产量公式定压边界第八章 第20页，共101页，2022年，5月20日，13点1分，星期四封闭边界 地层系数： 流动系数：比采油指数：第八章 第21页，共101页，2022年，5月20日

7、，13点1分，星期四（5） 采油指数的确定： 系统试井3到5 个点，绘制IPR曲线第八章 第22页，共101页，2022年，5月20日，13点1分，星期四（6）采油指数的实质（物理意义）单相：多相（非牛顿流体）实质：在某一流压下，每增加单位生产压差，油 井产量的增加值。定义：多相流时，必须指明相应的流压； 单相流是特殊情况。第八章 第23页，共101页，2022年，5月20日，13点1分，星期四例：A井位于正方形泄油面积的中心，根据系统试井计算pwf11.210.29.79.1q16.135.946.157.9第八章 。第24页，共101页，2022年，5月20日，13点1分，星期四1）绘制I

8、PR曲线第八章 解：第25页，共101页，2022年，5月20日，13点1分，星期四2）计算采油指数3）查表得4）直线外推至q=0,求第八章 第26页，共101页，2022年，5月20日，13点1分，星期四当5）第八章 第27页，共101页，2022年，5月20日，13点1分，星期四2. 符合非线性渗流规律时的流入动态条件：油井产量很高时，在井底附近不再 符合线性渗流，呈现高速非线性渗流。非线性渗流方程有：A,B与油层及流体的性质有关第八章 第28页，共101页，2022年，5月20日，13点1分，星期四 如果试井资料在单相渗流呈现非线性渗流规律，则可绘制 与 的关系曲线 。 然后由上式预测非

9、达西渗流范围内的油井流入动态。第八章 第29页，共101页，2022年，5月20日，13点1分，星期四1. 符合线性渗流规律时的流入动态二、单相气体渗流时的流入动态 条件：定压边界、圆形气层中心有一口气井稳定生产时，距井轴r处的流量为： 第八章 第30页，共101页，2022年，5月20日，13点1分，星期四 根据气体连续方程和状态方程，将半径r处的流量折算为标准状态下的气井产量qg。 引用假(拟)压力的概念 : 第八章 第31页，共101页，2022年，5月20日，13点1分，星期四所以 用数值积分法或其它方法求得拟压力 ，后，再由式(8-12)求得气井产量 。 第八章 第32页，共101页

10、，2022年，5月20日，13点1分，星期四 优点：具有可靠的理论基础 缺点：计算过程复杂第八章 第33页，共101页，2022年，5月20日，13点1分，星期四在工程中常近似地用平均压力 求和Z， 即积分有令则第八章 第34页，共101页，2022年，5月20日，13点1分，星期四1) 绘制 与 的关系曲线 应用：2) 求得该曲线斜率为D3) 预测稳定线性渗流条件下的气井流入动态。 第八章 第35页，共101页，2022年，5月20日，13点1分，星期四 2. 符合非线性渗流规律时的流入动态 (1) 二项式方程 第八章 第36页，共101页，2022年，5月20日，13点1分，星期四 矿场上

11、将 与 的关系曲线称为二项式特征曲线。第八章 第37页，共101页，2022年，5月20日，13点1分，星期四 利用上式求得一组不同 下的 ，即可绘出气井的流入动态曲线。第八章 第38页，共101页，2022年，5月20日，13点1分，星期四 将 = =1.03105Pa时的产量称为气井的绝对无阻流量。 用途：衡量气井生产能力的大小及进行气井间生产能力的比较。第八章 第39页，共101页，2022年，5月20日，13点1分，星期四 式中， C 与气层及流体性质有关的系数； n渗流指数，0.51。 利用试井资料求出C，n值， 求得其绝对无阻流量 与液体相比，气体具有更大的压缩性: 气体的产量均指

12、标准状态下的产量 气井的压力均采用绝对压力而非表压力 （2）指数式方程 第八章 第40页，共101页，2022年，5月20日，13点1分，星期四 第二节 油气两相渗流时的流入动态 一、基本公式 二、沃格尔型流入动态 三、组合型流入动态 四、费特科维奇流入动态方程条件:流体、岩石物性变化溶解气驱油藏第八章 第41页，共101页，2022年，5月20日，13点1分，星期四一、基本公式 根据达西定律，平面径向渗流的油井产量公式为： 因油相渗透率 生产油气比相对渗透率第八章 第42页，共101页，2022年，5月20日，13点1分，星期四， 代入上式求积得： 理论基础可靠，但需数值求解，计算繁杂，工程

13、中常用简便的近似方法。一、基本公式第八章 第43页，共101页，2022年，5月20日，13点1分，星期四二、 沃格尔型流入动态 1968年，沃格尔对不同流体性质、油气比、相对渗透率、井距、压裂井、污染井等各种情况下的21个溶解气驱油藏进行了计算。 1.无量纲IPR曲线及沃格尔方程 低高第八章 第44页，共101页，2022年，5月20日，13点1分，星期四 排除高粘度原油及严重污染的油井后，绘制了一条参考曲线，这一曲线被称为沃格尔曲线。 例题第八章 第45页，共101页，2022年，5月20日，13点1分，星期四第八章 第46页，共101页，2022年，5月20日，13点1分，星期四用表8-

14、3中的数据绘制的IPR曲线，如图所示。第八章 第47页，共101页，2022年，5月20日，13点1分，星期四2.不完善井沃格尔方程的修正 第八章 流动效率第48页，共101页，2022年，5月20日，13点1分，星期四第八章 第49页，共101页，2022年，5月20日，13点1分，星期四 (1) 斯坦丁(Standing)方法（修正方法1 ）例题?Pwf=0,qoEf=1第八章 第50页，共101页，2022年，5月20日，13点1分，星期四第八章 第51页，共101页，2022年，5月20日，13点1分，星期四 3) 根据计算结果绘制的IPR曲线如图所示。 按上述方法求得不同流压下的产量

15、列于表8-4中。流压，MPa121110986420产量，m3/d15.433043.756.5368.4989.8107. 7122.0132.9第八章 第52页，共101页，2022年，5月20日，13点1分，星期四 (2) 哈里森方法（修正方法 2 ）第八章 第53页，共101页，2022年，5月20日，13点1分，星期四 1. 无量纲IPR曲线及沃格尔方程 2.不完善井沃格尔方程的修正 3.IPR方程的通式第八章 第54页，共101页，2022年，5月20日，13点1分，星期四 不同采出程度的IPR曲线相近，但并不完全一致，这反映了不同采出程度的影响。低高第八章 第55页，共101页，

16、2022年，5月20日，13点1分，星期四当V=0.2时，即得沃格尔方程。 V值的大小与油井的采出程度有关，油井的采出程度越大，V值越大。第八章 第56页，共101页，2022年，5月20日，13点1分，星期四 不完善井无量纲IPR方程通式 油井不完善采出程度第八章 第57页，共101页，2022年，5月20日，13点1分，星期四 需要用压力恢复曲线确定 需要用系统试井资料确定。为了确定V:ab第八章 第58页，共101页，2022年，5月20日，13点1分，星期四 其中: 第八章 第59页，共101页，2022年，5月20日，13点1分，星期四 1. 完善井组合型IPR曲线 三、组合型流入动

17、态 2. 组合型IPR曲线的通式 条件:第八章 第60页，共101页，2022年，5月20日，13点1分，星期四第八章 第61页，共101页，2022年，5月20日，13点1分，星期四（1）单相原油流动部分 （求qb)当 = 时当 时 b第八章 第62页，共101页，2022年，5月20日，13点1分，星期四(2)油气两相流动部分 （求qc)第八章 第63页，共101页，2022年，5月20日，13点1分，星期四求导第八章 第64页，共101页，2022年，5月20日，13点1分，星期四 令，在 = 处，IPR曲线光滑，左右导数相等，得总结第八章 第65页，共101页，2022年，5月20日，

18、13点1分，星期四第八章 第66页，共101页，2022年，5月20日，13点1分，星期四 特指单相液体采油指数第八章 第67页，共101页，2022年，5月20日，13点1分，星期四（1）单相原油流动部分 （求qb)（2）油气两相流动部分 （求qc)（3）两相流动采油指数 当 时，油藏中出现油气两相流动 用单相采油指数分析油井产能是不够的。定义：增大单位生产压差时的产量增加值，其值等于流入动态曲线上某一点斜率的负倒数，即 问题的提出：第八章 第68页，共101页，2022年，5月20日，13点1分，星期四随 变化第八章 第69页，共101页，2022年，5月20日，13点1分，星期四与 的关

19、系组合理论依据第八章 第70页，共101页，2022年，5月20日，13点1分，星期四例题第八章 第71页，共101页，2022年，5月20日，13点1分，星期四4）用表中的数据绘制出IPR曲线，如图所示：3）计算不同流压下的产量列于表中。流压，MPa1514131197530产量，m3/d10203048.664.577.788.195.8102.2第八章 第72页，共101页，2022年，5月20日，13点1分，星期四2. 组合型IPR曲线的通式 介绍考虑油井不完善与采出程度影响时的组合型IPR曲线 。(1) 单相原油流动部分（与完善井一样） 第八章 第73页，共101页，2022年，5月

20、20日，13点1分，星期四(2) 油气两相流动部分（采用与完善井相同的方法) 对该式求导两相：单相：第八章 第74页，共101页，2022年，5月20日，13点1分，星期四在 = 点 ,二者相等，得或第八章 第75页，共101页，2022年，5月20日，13点1分，星期四（3）两相流动的根据两相流采油指数的定义，对上式求导得： 当 =0.2， =1时，以上各式将分别还原为完善井情况下相应的形式。 第八章 第76页，共101页，2022年，5月20日，13点1分，星期四（1）两相流动 费特科维奇(Fetkovich)研究认为，在饱和压力以下生产的油井，其流入动态与气井很类似，也可以用指数方程描述

21、，即 ：n=1 线性渗流1 非线性渗流或四、费特科维奇流入动态方程第八章 第77页，共101页，2022年，5月20日，13点1分，星期四当存在非线性渗流时，可以给出更一般的方程 （2）组合流动 在 的情况下，费特科维奇将从 到 的整个压力函数近似地用两个不同的直线段来代替，从而导出了两相流和单相流相结合的方程第八章 第78页，共101页，2022年，5月20日，13点1分，星期四 第二节 复杂条件下的流入动态 一、三相渗流时的油井IPR曲线 二、聚合物驱油井流入动态 三、斜井、水平井的流入动态 四、多油层油藏的油井流入动态第八章 第79页，共101页，2022年，5月20日，13点1分，星期

22、四 佩特布拉斯(Petrobras)根据油流的沃格尔方程和水油的定生产指数，从几何学角度导出了油、气、水三相渗流时的IPR曲线(图8-12)及计算公式。 一、三相渗流时的油井IPR曲线第八章 第80页，共101页，2022年，5月20日，13点1分，星期四计算公式 ： 第八章 第81页，共101页，2022年，5月20日，13点1分，星期四一、三相渗流时的油井IPR曲线第八章 第82页，共101页，2022年，5月20日，13点1分，星期四J采液指数第八章 第83页，共101页，2022年，5月20日，13点1分，星期四二、 聚合物驱油井流入动态流变性： 幂律模型 k、n沿渗流方向变化，理论求

23、解较难。 为此，半经验方程为：0n1其中：第八章 第84页，共101页，2022年，5月20日，13点1分，星期四液体有效粘度；液体流性指数； 地层渗透率； 回归系数，由实测资料确定 。其中：第八章 第85页，共101页，2022年，5月20日，13点1分，星期四三、 斜井、水平井的流入动态 与直井的差别： 其泄油体积及原油向井筒流入的方式有所不同 。第八章 第86页，共101页，2022年，5月20日，13点1分，星期四第八章 第87页，共101页，2022年，5月20日，13点1分，星期四第八章 第88页，共101页，2022年，5月20日，13点1分，星期四 单层油藏或层间差异不大的多油层油藏。 各层间差异较大而又合采时的油井流入动态。 四、 多油层油藏的油井流入动态总IPR=各层的IP