油井流入动态(共56张PPT)精选

油井(yóujǐng)流入动态第一页，共56页。油井生产(shēngchǎn)系统组成油层到井底(jǐnɡdǐ)的流动(地层渗流)井底到井口的流动(liúdòng)(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二页，共56页。第一节油井(yóujǐng)流入动态（IPR曲线）油井流入动态：油井产量(chǎnliàng)(qo)与井底流动压力(pwf)的关系，反映了油藏向该井供油的能力。基本概念油井流入动态曲线(qūxiàn)：表示产量与流压关系的曲线(qūxiàn)，简称IPR曲线(qūxiàn)。InflowPerformanceRelationshipCurve第三页，共56页。4

反映了油藏向井的供油能力，反映了油藏压力、油层物性、流体物性、完井质量等对油层渗流规律的影响(yǐngxiǎng)，是采油工程与油藏工程的衔接点。作用：为油藏工程提供检验资料(zīliào)；为采油工程的下一步工作提供依据；检查钻井、完井和各项工艺措施等技术水平的优劣。物理(wùlǐ)意义：第一节油井流入动态油井流入动态：油井产量与井底流动压力的关系。第四页，共56页。图1-1典型(diǎnxíng)的流入动态曲线IPR曲线基本形状与油藏(yóucánɡ)驱动类型有关。即使在同一驱动方式下，还将取决于油藏(yóucánɡ)压力、油层厚度、渗透率及流体物理性质等。prqomax第五页，共56页。一、单相液体(yètǐ)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56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(fēngbì)泄油面积的油井产量公式，可根据泄油面积和油井位置进行校正。第七页，共56页。单相流动时，油层物性及流体性质(xìngzhì)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(xìngzhì)、厚度、流体参数、完井条件及泄油面积等与产量之间的关系的综合指标。生产压差直线型第八页，共56页。采油指数(zhǐshù)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，便可绘制该井的实测IPR曲线，取其斜率的负倒数(dǎoshù)油藏参数计算对于单相液体流动的直线型IPR曲线，采油指数可定义为产油量与生产压差(yāchà)之比，也可定义为每增加单位生产压差(yāchà)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56页。当油井产量很高时，井底(jǐnɡdǐ)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56页。二、油气两相渗流(shènliú)时的流入动态o、Bo、Kro都是压力的函数(hánshù)。用上述方法绘制IPR曲线十分繁琐。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56页。1.Vogel方法(fāngfǎ)(1968)①假设条件(tiáojiàn)：a.圆形封闭油藏，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。数值模拟结果(jiēguǒ)的总结第十二页，共56页。归一化曲线(qūxiàn)第十三页，共56页。②Vogel方程(fāngchéng)经典(jīngdiǎn)方程第十四页，共56页。a.计算(jìsuàn)c.根据给定的流压及计算(jìsuàn)的相应产量绘制IPR曲线b.给定不同流压，计算(jìsuàn)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56页。Ⅱ、已知两个工作点，油藏(yóucánɡ)压力未知a.油藏平均(píngjūn)压力的确定：已知或利用两组qopwf测试计算，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56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(shùzí)模拟IPR曲线的对比第十七页，共56页。对比(duìbǐ)结果：按Vogel方程计算的IPR曲线，最大误差出现在用小生产压差下的测试资料来预测(yùcè)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56页。(地面水平或倾斜管流)②Harrison方法(fāngfǎ)(FE=1～2.第一节油井(yóujǐng)流入动态（IPR曲线）图1-2泄油面积形状(xíngzhuàn)与油井的位置系数例如：水--冰系统、泥浆(níjiāng)、油--气--水等均是多相体系特点：气体是分散相，液体(yètǐ)是连续相；(1)上述介绍的方法阐明了油井流入动态(dòngtài)的物理意义，也是目前现场最常用的计算方法。（2）实用(shíyòng)计算方法(一)垂直井油气两相渗流时的流入动态第二十五页，共56页。单位生产压差下的油井产油量，是反映油层性质(xìngzhì)、厚度、流体参数、完井条件及泄油面积等与产量之间的关系的综合指标。（1）多油层油井(yóujǐng)流入动态单相流动时，油层物性及流体性质(xìngzhì)基本不随压力气体以很高的速度携带液滴喷出井口；第四十四页，共56页。(2)油井流入动态研究主要有三种途径：第四十四页，共56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56页。所以：当时：令：费特柯维奇基本(jīběn)方程第二十页，共56页。3.不完善(wánshàn)井Vogel方程的修正油水井(shuǐjǐng)的不完善性：射孔完成——打开性质不完善；未全部(quánbù)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56页。图1-5完善(wánshàn)井和非完善(wánshàn)井周围的压力分布示意图第二十二页，共56页。油井的流动(liúdòng)效率FE：油井的理想生产(shēngchǎn)压差与实际生产(shēngchǎn)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56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56页。表皮(biǎopí)系数或井壁阻力系数S油层(yóucéng)受污染的或不完善井，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56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56页。a.根据已知pr和pwf计算在FE=1时最大产量standing方法(fāngfǎ)计算不完善井IPR曲线的步骤：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56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56页。Harrison方法可用来计算高流动效率井的IPR曲线(qūxiàn)和预测低流压下的产量。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(jìsuàn)不同流压下的产量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56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(huíguī)的方法得到了类似Vogel方程的不同井斜角井的IPR回归(huíguī)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56页。1989年，Bendakhlia等用两种三维三相黑油模拟器研究了多种情况(qíngkuàng)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拟合的IPR曲线(qūxiàn)与实际曲线(qūxiàn)的对比_____拟合的IPR曲线(qūxiàn),……实际曲线(qūxiàn)第三十一页，共56页。曲线表明：早期的IPR曲线近似于直线,随着(suízhe)采出程度增加,曲度增加,接近衰竭时曲度稍有减小。Bendakhlia建议用以下公式(gōngshì)来拟合IPR曲线图：第三十二页，共56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56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(cèshì)资料确定IPR曲线。根据IPR曲线确定流压和产量的对应关系。prqomax第三十四页，共56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，油藏中将同时存在(cúnzài)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56页。图1-11组合型IPR曲线（2）实用(shíyòng)计算方法第三十六页，共56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56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(yóuqì)水三相IPR曲线Petrobras提出了计算三相(sānxiānɡ)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56页。(一)采液指数计算(jìsuàn)(由测试点确定曲线)已知pr、pb和一个测试点pwf(test)、qt(test)

(1)(2)图1-12油气水三相IPR曲线第三十九页，共56页。

(二)某一产量(chǎnliàng)qt下的流压pwf计算(1)第四十页，共56页。(2)图1-12油气水三相IPR曲线第四十一页，共56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56页。单位(dānwèi)管长上滑脱损失为：第二十四页，共56页。第四十四页，共56页。第三十四页，共56页。井筒压力稍低于饱和压力时，溶解气开始从油中分离出来，气体(qìtǐ)都以小气泡分散在液相中。气体膨胀能得到较好的利用；未全部(quánbù)钻穿油层——打开程度不完善；一、井筒气液两相流动(liúdòng)的特性油井产量(chǎnliàng)(qo)与井底流动压力(pwf)的关系，反映了油藏向该井供油的能力。当预测产量或流压，可按流压加权平均。（2）含水(hánshuǐ)油井流入动态非完善(wánshàn)井表皮附加压力降C--油气水三相(sānxiānɡ)综合IPR曲线(2)油井流入动态研究主要有三种途径：第五十四页，共56页。五、多层油藏油井流入动态(dòngtài)（1）多油层油井(yóujǐng)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(lùxù)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56页。（2）含水(hánshuǐ)油井流入动态图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56页。小结(1)上述介绍的方法阐明了油井流入动态(dòngtài)的物理意义，也是目前现场最常用的计算方法。(2)油井流入动态研究主要有三种途径：基于Vogel、Fetkovich、Petrobras方法的完善(wánshàn)。建立不同类型油藏和井底条件的渗流模型。利用单井流入动态的油藏数值模拟技术。(3)油井流入动态是采油工程各项技术措施(cuòshī)设计、分析与评价的依据。第四十五页，共56页。第二节井筒(jǐnɡtǒnɡ)气液两相流基本概念相的概念相是体系中具有相同化学(huàxué)组成和物理性质的一部分，与体系的其它均匀部分有界面隔开例如：水--冰系统、泥浆(níjiāng)、油--气--水等均是多相体系油气是深埋于地下的流体矿藏采油设备的优化设计和工况分析、油气集输设计等都离不开气液两相流的理论与计算方法随压力的降低，溶解气将不断从原油中逸出，因此，井筒中将不可避免地出现气液两相流动。第四十六页，共56页。一、井筒气液两相流动(liúdòng)的特性(一)气液两相流动与单相(dānxiānɡ)液流的比较第四十七页，共56页。流动型态（流动结构、流型）：流动过程(guòchéng)中油、气的分布状态。(二)气液混合物在垂直管中的流动结构(jiégòu)变化①纯液流当井筒压力大于饱和压力时，天然气溶解在原油(yuányóu)中，产液呈单相液流。影响流型的因素：

气液体积比、流速、气液界面性质等。第四十八页，共56页。②泡流井筒压力稍低于饱和压力时，溶解气开始从油中分离出来，气体(qìtǐ)都以小气泡分散在液相中。滑脱现象：混合(hùnhé)流体流动过程中，由于流体间的密度差异，引起的小密度流体流速大于大密度流体流速的现象。如：油气滑脱、气液滑脱、油水滑脱等。特点：气体是分散相，液体(yètǐ)是连续相；气体主要影响混合物密度，对摩擦阻力影响不大；滑脱现象比较严重。第四十九页，共56页。③段塞流当混合物继续向上流动，压力逐渐降低，气体不断膨胀，小气泡将合并成大气泡，直到(zhídào)能够占据整个油管断面时，井筒内将形成一段液一段气的结构。特点：气体呈分散相，液体(yètǐ)呈连续相；一段气一段