油井流入动态(IPR曲线)讲课讲稿

第一节油井流入动态(dòngtài)（IPR曲线）教学目的：掌握油井流入动态、采油指数等相关定义；并掌握单相流体流动(liúdòng)、油气两相渗流、单相与油气两相渗流同时存在、油气水三相以及多油层情况下油井流入动态的绘制方法。教学(jiāoxué)重点、难点：教学重点1、油井流入动态的定义以及计算方法2、不同条件下油井流入动态的计算第一页，共46页。教学(jiāoxué)难点教法(jiàofǎ)说明：教学内容：1、单相与两相渗流同时(tóngshí)存在时油井流入动态的计算2、油气水三相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。单相液体的流入动态油气两相渗流时的流入动态pr>pb>pwf时的流入动态油气水三相流入动态多层油藏油井流入动态第二页，共46页。油井流入动态：油井产量(qo)与井底流动压力(pwf)的关系，反映了油藏(yóucánɡ)向该井供油的能力。基本概念油井流入动态曲线：表示产量与流压关系(guānxì)的曲线，简称IPR曲线。InflowPerformanceRelationshipCurve第三页，共46页。图1-1典型的流入动态(dòngtài)曲线IPR曲线基本形状与油藏驱动类型有关。即使在同一驱动方式下，还将取决于油藏压力、油层(yóucéng)厚度、渗透率及流体物理性质等。prqomax第四页，共46页。油井生产系统(xìtǒng)组成油层到井底(jǐnɡdǐ)的流动(地层渗流)井底(jǐnɡdǐ)到井口的流动(井筒多相管流)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五页，共46页。一、单相(dānxiānɡ)液体流入动态供给边缘压力不变、圆形地层中心一口井的产量公式为：（1-1）圆形封闭油藏、拟稳态条件下产量公式为：（1-2）第六页，共46页。图1-2泄油面积形状(xíngzhuàn)与油井的位置系数对于非圆形封闭泄油面积的油井(yóujǐng)产量公式，可根据泄油面积和油井(yóujǐng)位置进行校正。第七页，共46页。单相(dānxiānɡ)流动时，油层物性及流体性质基本不随压力变化。采油指数可定义为:单位生产压差下的油井产油量，是反映油层性质、厚度、流体参数、完井条件及泄油面积等与产量(chǎnliàng)之间的关系的综合指标。生产压差直线型第八页，共46页。采油(cǎiyóu)指数J的获得：试井资料：测得3～5个稳定工作制度下的产量及其流压，便可绘制(huìzhì)该井的实测IPR曲线，取其斜率的负倒数油藏参数计算对于单相液体流动的直线型IPR曲线，采油(cǎiyóu)指数可定义为产油量与生产压差之比，也可定义为每增加单位生产压差时，油井产量的增加值，或IPR曲线斜率的负倒数。注意事项：因此，对于具有非直线型IPR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接推算不同流压下的产量。第九页，共46页。当油井(yóujǐng)产量很高时，井底附近将出现非达西渗流：胶结地层的紊流速度系数：非胶结地层紊流速度系数：C、D值也可用试井资料获取第十页，共46页。二、油气(yóuqì)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(shífēn)繁琐。通常结合生产资料来绘制IPR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十一页，共46页。1.Vogel方法(fāngfǎ)(1968)①假设条件：a.圆形封闭油藏，油井位于(wèiyú)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(shùzí)模拟结果的总结第十二页，共46页。归一化曲线(qūxiàn)第十三页，共46页。②Vogel方程(fāngchéng)经典(jīngdiǎn)方程第十四页，共46页。a.计算(jìsuàn)c.根据(gēnjù)给定的流压及计算的相应产量绘制IPR曲线b.给定不同(bùtónɡ)流压，计算相应的产量：Ⅰ、已知地层压力和一个工作点(qo(test),pwf(test))③利用Vogel方程绘制IPR曲线的步骤第十五页，共46页。Ⅱ、已知两个(liǎnɡɡè)工作点，油藏压力未知a.油藏平均压力的确定：已知或利用两组qopwf测试(cèshì)计算，即b.计算c.由流入动态关系式计算相关(xiāngguān)参数第十六页，共46页。图2-4计算(jìsuàn)的溶解气驱油藏油井IPR曲线

1-用测试点按直线外推；2-计算(jìsuàn)机计算(jìsuàn)值；3-用Vogel方程计算(jìsuàn)值④Vogel曲线与数值模拟(mónǐ)IPR曲线的对比第十七页，共46页。对比(duìbǐ)结果：按Vogel方程计算的IPR曲线，最大误差出现(chūxiàn)在用小生产压差下的测试资料来预测最大产量时，但一般误差低于5％。虽然随着采出程度的增加到开采末期误差上升到20％左右，但其绝对值却很小。如果用测试点的资料按直线外推，最大误差可达70～80％，只是在开采末期约30%。采出程度Np对油井流入动态影响大，而kh/μ、Bo、k、So等对其影响不大。第十八页，共46页。2.费特柯维奇方法(fāngfǎ)溶解(róngjiě)气驱油藏假设(jiǎshè)(kro/oBo)与压力p成线性关系，则其中，第十九页，共46页。所以：当时：令：费特柯维奇基本(jīběn)方程第二十页，共46页。3.不完善井Vogel方程(fāngchéng)的修正油水井(shuǐjǐng)的不完善性：射孔(shèkǒnɡ)完成——打开性质不完善；未全部钻穿油层——打开程度不完善；打开程度和打开性质双重不完善；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。第二十一页，共46页。图1-5完善井和非完善井周围(zhōuwéi)的压力分布示意图第二十二页，共46页。油井(yóujǐng)的流动效率FE：油井(yóujǐng)的理想生产压差与实际生产压差之比为“正”称“正”表皮，油井不完善；为“负”称“负”表皮，油井超完善。第二十三页，共46页。完善(wánshàn)井非完善(wánshàn)井令：非完善(wánshàn)井表皮附加压力降于是第二十四页，共46页。表皮(biǎopí)系数或井壁阻力系数S油层受污染(wūrǎn)的或不完善井，完善(wánshàn)井,增产措施后的超完善井，表皮系数S通常由试井方法获得第二十五页，共46页。利用流动(liúdòng)效率计算直井流入动态的方法

①Standing方法(1970)(FE=0.5～1.5)图1-6FE1时的无因次IPR曲线(standingIPR曲线)第二十六页，共46页。a.根据已知pr和pwf计算在FE=1时最大产量standing方法计算不完善井IPR曲线(qūxiàn)的步骤：b.预测不同流压下的产量c.根据(gēnjù)计算结果绘制IPR曲线第二十七页，共46页。②Harrison方法(fāngfǎ)(FE=1～2.5)图1-7Harrison无因次IPR曲线(qūxiàn)(FE>1)第二十八页，共46页。Harrison方法可用来计算高流动效率井的IPR曲线和预测低流压下的产量(chǎnliàng)。其计算步骤如下：a.计算FE=1时的qomax先求pwf/pr，然后(ránhòu)查图1-7中对应的FE曲线上的相应值qo/qomax(FE=1)，则b.计算不同(bùtónɡ)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时的产量第二十九页，共46页。(二)斜井(xiéjǐnɡ)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(fāngfǎ)得到了类似Vogel方程的不同井斜角井的IPR回归方程：p’=pwf/pr；q’=qo/qomax；A、B、C为取决于井斜角(xiéjiǎo)的系数优点：使用简单，仅需一组测点，便可得IPR曲线缺点：方程没有归一化，第三十页，共46页。1989年，Bendakhlia等用两种三维三相(sānxiānɡ)黑油模拟器研究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IPR曲线。图1-8拟合(nǐhé)的IPR曲线与实际曲线的对比_____拟合(nǐhé)的IPR曲线,……实际曲线第三十一页，共46页。曲线表明：早期的IPR曲线近似于直线(zhíxiàn),随着采出程度增加,曲度增加,接近衰竭时曲度稍有减小。Bendakhlia建议用以下(yǐxià)公式来拟合IPR曲线图：第三十二页，共46页。图1-9参数(cānshù)v、n与采出程度之间的关系第三十三页，共46页。IPR曲线(qūxiàn)的应用油井(yóujǐng)流入动态反映了油藏向该井供油的能力。根据测试资料确定IPR曲线。根据IPR曲线确定流压和产量(chǎnliàng)的对应关系。prqomax第三十四页，共46页。三、pr>pb>pwf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(tóngshí)存在单相和两相流动，拟稳态条件下产量的一般计算表达式为:需要(xūyào)分段积分第三十五页，共46页。图1-11组合型IPR曲线（2）实用(shíyòng)计算方法第三十六页，共46页。①当pr>pb时，由于油藏中全部为单相液体流动流入动态公式为：流压等于饱和压力时的产量为：②当pr<pb后，油藏中出现两相流动流入动态公式为：采油指数：第三十七页，共46页。A--油相IPR曲线B--水相IPR曲线C--油气水三相(sānxiānɡ)综合IPR曲线四、油气水三相(sānxiānɡ)IPR曲线Petrobras提出了计算(jìsuàn)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曲线第三十八页，共46页。(一)采液指数计算(由测试点确定(quèdìng)曲线)已知pr、pb和一个测试点pwf(test)、qt(test)

(1)(2)第三十九页，共46页。

(二)某一产量(chǎnliàng)qt下的流压pwf计算(1)第四十页，共46页。(2)第四十一页，共46页。因为：所以：综合IPR曲线(qūxiàn)的斜率可近似为常数(3)图1-12油气水三相IPR曲线第四十二页，共46页。五、多层油藏油井流入动态(dòngtài)（1）多油层(yóucéng)油井流入动态图1-13多层油藏油井流入动态流压低于14MPa后，只有第三个层工作；流压降低到12MPa和10MPa后，则I层和II层陆续出油。总的IPR曲线则是分层的迭加。其特点是：随着流压的降低，由于参加(cānjiā)工作的小层数增多，产量将大幅度增加，采油指数也随之增大。第四十三页，共46页。（2）含水油井(yóujǐng)流入动态图1-14含水油井流入动态与含水变化()图1-15含水油井流入动态曲线()第四十四页，共46页。小结(1)上述介绍的方法阐明(chǎnmíng)了油井流入动态的物理意义，也是目前现场最常用的计算方法。(2)油