PROSPER 培訓手冊

1、ipmprosper培訓手冊integrated production modellingprosper北京陽光杰科科技有限公司目 錄1. 概況12. 模型建立12.1選項22.2 pvt數(shù)據(jù)52.3 eqipment數(shù)據(jù)92.4 ipr數(shù)據(jù)133. 模型與測試數(shù)據(jù)的擬合153.1 vlp擬合153.2 ipr擬合224. 運行計算254.1 系統(tǒng)分析254.2 梯度剖面304.3 為模擬器生產(chǎn)vlp曲線31prosper 模塊功能簡介prosper模塊是井筒模擬、設計、優(yōu)化模塊。它在傳統(tǒng)舉升設計的基礎上，強化了實際數(shù)據(jù)與理論模型的耦合，確保了舉升設計的可靠性。prosper支持多種人工舉升和

2、自噴舉升設計：l pvt模型優(yōu)選和校正l 豐富的油氣藏ipr模型l 多分支井和分段射孔井ipr計算模擬l 射孔和完井表皮分解計算l 井筒工況模擬和診斷分析l 井筒沖蝕計算l 氣井最小攜液計算l 多變量敏感性功能，預測設計方案的穩(wěn)定性1. 概況這是一個展示prosper基本功能的例子，主要內(nèi)容有：l 油井模型建立和數(shù)據(jù)輸入l pvt公式與實驗數(shù)據(jù)的擬合l 多相流公式與測試數(shù)據(jù)的擬合l 用ipr擬合確定油藏壓力l 敏感性分析l 井筒壓力分布計算l 為gap或油藏模擬器輸出舉升數(shù)據(jù)prosper文件類型類型名稱備注*.out輸出數(shù)據(jù)包含所有計算結(jié)果。當打開或保存輸出文件，軟件自動打開/生成同名的pv

3、t、sin、anl文件。*.pvtpvt數(shù)據(jù)包含井流體數(shù)據(jù)、pvt擬合數(shù)據(jù)和在pvt菜單下輸入的pvt表格。*.sin輸入數(shù)據(jù)包含options菜單中的選項，system菜單中輸入的井ipr和設備數(shù)據(jù)。*.anl分析數(shù)據(jù)包含analysis菜單中所選擇計算類型的分析和敏感性輸入數(shù)據(jù)。gap用.anl文件批量計算井舉升曲線。2. 模型建立在開始所有程序petroleum experts ipm 8.1中啟動prosper后，點擊filenew，新建一個prosper文件。這時prosper主界面被分成6個部分：l options summaryl pvt datal equipment data

4、l ipr datal calculation summaryl 軟件版本及許可信息前四個選項是輸入數(shù)據(jù)選項，第五個包括所有計算和設計功能。每個選項都可以通過在prosper主界面雙擊直接進入，或者主菜單（按照工作流程從左到右、由上至下的順序排布）也可以進入這些選項。2.1選項點擊菜單optionsoptions或者雙擊主界面options data區(qū)域，彈出system summary（系統(tǒng)概況）菜單，定義井的基本特性如流體類型、完井類型、舉升方法等。流體描述井流體油和水*流動類型油管流動*干氣和濕氣環(huán)空流動反凝析油管和環(huán)空流動方法黑油*井類型生產(chǎn)井*狀態(tài)方程注入井分離器單級*人工舉升無（自

5、噴）*雙級氣舉多級電潛泵乳化無*水力驅(qū)動井下泵乳化+泵粘度修正螺桿泵水合物不警示*連續(xù)油管氣舉警示稀釋液注入水粘度應用缺省公式*射流泵應用壓力修正公式framo多相泵粘度模型牛頓流體*有桿抽油泵非牛頓流體完井水蒸汽不計算*類型套管*計算凝結(jié)水蒸汽裸眼計算類型礫石充填是預測只預測壓力否*壓力和溫度（陸上）油藏壓力和溫度（海上）*流入類型單井筒*模型粗略近似*多分支熱焓平衡氣錐是改進近似否*范圍整個系統(tǒng)*僅管線輸出顯示計算數(shù)據(jù)*隱藏計算數(shù)據(jù)注：帶*是本例的選項。 點擊done保存退出該窗口。這時prosper主界面根據(jù)設置的井信息，其它選項顯示相應的待輸入信息。如下圖：2.2 pvt數(shù)據(jù)準確的預測

6、油藏、井筒和地面管線內(nèi)壓力、溫度變化的前提條件之一是建立準確的pvt模型。當有實驗室pvt數(shù)據(jù)時，prosper用非線性回歸法修正pvt公式，同時優(yōu)選與數(shù)據(jù)點擬合最佳的公式，這樣能夠使建立的pvt模型更精確。下面介紹怎樣建立pvt模型和模型與實驗室pvt數(shù)據(jù)的擬合。（1）輸入黑油模型數(shù)據(jù)黑油模型需要的參數(shù)如下：參數(shù)值溶解氣油比820scf/stb油重度34api氣比重0.833水礦化度150000ppm%h2s0%co20%n20點擊菜單pvtinput data，在彈出pvt對話框中輸入黑油pvt模型。solution gor（原始溶解氣油比）是原始泡點壓力下油中溶解的氣體數(shù)量。如果井也產(chǎn)出

7、自由氣，不包括在其中。（2）輸入pvt擬合數(shù)據(jù)在pvt對話框中點擊match data，輸入實驗室測量的pvt閃蒸分離（接觸分離）數(shù)據(jù)。同時可輸入50組不同溫度下閃蒸數(shù)據(jù)結(jié)果。參數(shù)值溫度210 deg f飽和壓力3256psig氣油比820scf/stb油體積系數(shù)1.491rb/stb油粘度0.435cp本例中只簡單輸入泡點壓力下的數(shù)據(jù)。每個表格可以輸入15個壓力值，其中必須包括飽和壓力處的pvt值。點擊done保存返回至pvt對話框。（3）用輸入的pvt數(shù)據(jù)擬合pvt黑油模型，然后選擇最佳公式。在pvt對話框中選擇matching：點擊match all，即選擇左角所有的參數(shù)運行回歸計算。此

8、時prosper執(zhí)行非線性回歸，用一個乘數(shù)（parameter 1）和一個移位（parameter 2）修正每個公式能夠最佳的擬合實驗數(shù)據(jù)。擬合完成后點擊確定。點擊parameters查看計算的擬合參數(shù)。各個表列出對于每個公式和所有pvt屬性的擬合參數(shù)值。油體積系數(shù)有4個擬合參數(shù)，小于泡點壓力用parameter 1和parameter 2，大于泡點壓力用parameter 3和parameter 4。為了擬合實驗數(shù)據(jù)公式需要修正的越少越好。parameter 1越接近于1越好，parameter 2越接近于0越好。標準偏差表示擬合過程的收斂程度，趨近于0最好。空白表示標準偏差值為0。經(jīng)過分析

9、，pb、gor和fvf選擇standing公式，oil viscosity選取beggs et al公式。點擊done保存退出。regression對話框上點擊plot，可以查看實驗數(shù)據(jù)點和公式計算的pvt圖。回到pvt對話框中，檢查是否已經(jīng)選取standing和beggs et al兩公式。可以注意到擬合pvt模型后，對話框上出現(xiàn)一個閃爍的綠條pvt is matched。2.3 eqipment數(shù)據(jù) 輸入井斜、地面設備、井下設備、地溫梯度等信息。點擊菜單systemequipment（tubing etc）進入設備數(shù)據(jù)對話框?？梢苑謩e選擇要輸入的數(shù)據(jù)項，也可以先點擊all按鈕選上所有的選項

10、，再點擊edit按鈕設置從井斜數(shù)據(jù)開始自動顯示輸入對話框，這樣操作更方便快捷。按對話框上顯示項的順序，首先輸入的是從井口到井底的井斜數(shù)據(jù)。井底數(shù)據(jù)要求至少是到達射孔層位頂部。井斜可以從文件導入或通過paste按鈕粘貼進表格。當輸入井斜數(shù)據(jù)，prosper自動計算累積偏移和井斜角。點擊plot能夠顯示井斜軌跡。表格只能顯示20個數(shù)據(jù)點，要輸入的更多的數(shù)據(jù)點點擊filter。filter能夠從做多3000個點中篩選出20個點。測深feet垂深feet0043004273460045284900480011300103501140010430完成井斜信息后，點擊done保存后進入地面設備（surfa

11、ce equipment）對話框，可以輸入地面管線和油嘴等信息。本例中沒有此項數(shù)據(jù)，點擊cancel退出進入井下設備（downhole equipment）對話框。在type列中選擇相應設備如油管、套管、井下安全閥、節(jié)流閥等。只有流體經(jīng)過的設備才輸入。要注意的是采油樹（xmas tree）和井斜的基準面應當一致。關于井下設備的描述信息可以寫在label列。設備名稱測深feet內(nèi)徑inchtubing10003.958sssv3tubing110003.958casing114006 點擊done保存進入地溫梯度（geothermal gradient）對話框。輸入井中不同深度處流體流動溫度。如

12、果沒有流動溫度剖面測試數(shù)據(jù)，可以只輸入井口溫度和地層中部靜溫。地層溫度和井與地層之間的總導熱系數(shù)。 點擊done進入平均熱容（average heat capacities）對話框，輸入油、氣、水的熱容。點擊done取用默認值?，F(xiàn)在完成了井設備數(shù)據(jù)的輸入。點擊設備輸入對話框summary按鈕，可以查看設備圖。點擊draw downhole瀏覽設備圖，可以查看有沒有輸入錯誤。點擊main直接返回到prosper主界面。2.4 ipr數(shù)據(jù)建立ipr模型。prosper主界面點擊菜單systeminflow performance（或雙擊ipr data區(qū)域），顯示ipr輸入對話框，選擇ipr模型和

13、基本油藏參數(shù)。對話框的右上角有兩個按鈕：select model（模型選擇）和input data（模型參數(shù)輸入）。輸入的數(shù)據(jù)根據(jù)選擇的模型不同而不同。模型和參數(shù)輸入完成后按鈕的顏色由紅色變成綠色。選擇darcy模型和手工輸入表皮，輸入油藏壓力、油藏溫度、含水等相應參數(shù)。參數(shù)范圍機械/幾何表皮手工輸入表皮油藏壓力5000psig（平均油藏壓力）油藏溫度210 deg f含水0%總gor820scf/stb相對滲透率no點擊input data，輸入所選流入模型的油藏參數(shù)。參數(shù)范圍油藏滲透率50md油藏厚度200feet泄油面積500acresdietz形狀因子31.6（對于圓形泄油面積）井筒半

14、徑0.354feet輸入機械/幾何表皮。點擊caluculat顯示根據(jù)輸入數(shù)據(jù)計算ipr曲線，之后顯示計算的ipr曲線。圖中的formation pi是沒有考慮表皮的采液指數(shù)，aof表示無阻流量。目前為止完成了ipr的定義。建議ipr的參數(shù)發(fā)生變化后在一定要重新計算ipr。3. 模型與測試數(shù)據(jù)的擬合當有井測試數(shù)據(jù)時，prosper可以調(diào)整多相流公式與井底流壓和產(chǎn)量數(shù)據(jù)擬合。下面說明怎樣把上面建立的prosper模型與測試數(shù)據(jù)擬合。擬合過程包括兩個步驟：vlp擬合為擬合井下壓力測試調(diào)整多相流公式。ipr擬合為vlp/ipr協(xié)調(diào)點與測試產(chǎn)量擬合調(diào)整ipr。3.1 vlp擬合vlp的擬合分為三步。（

15、1）輸入井測試數(shù)據(jù)點擊matchingmatchingvlp/ipr(quality check)，進入vlp/ipr擬合對話框。thppsigthtdeg f含水%產(chǎn)液量stb/d測壓深度ft測點壓力psiggorscf/stb自由gorscf/stb油藏壓力psig93013415720011000394082005000在表中可輸入井測試數(shù)據(jù)，如測試日期、測試注釋、油管頭壓力/溫度、含水、產(chǎn)液量、測壓深度、測點壓力、油藏壓力、氣油比。gor是溶解氣油比，gor free是氣頂或注入氣突破的自由氣產(chǎn)量。測量的總gor必須是gor和gor free之和?？奢斎攵噙_1000個測試點。（2）比較

16、多相流公式和選擇最佳公式在運行公式比較之前，需要調(diào)整溫度預測模型（本例中是粗略近似）來擬合測試中的溫度數(shù)據(jù)。按下對應行號按鈕就是選擇了要擬合的測試數(shù)據(jù)。然后點擊estimate u value按鈕。軟件將計算擬合井測試溫度的總導熱系數(shù)值，可以調(diào)整溫度預測模型，以擬合測試溫度數(shù)據(jù)（因為溫度影響pvt屬性）。點擊確定，然后再點擊done回到主屏幕?；氐絜quipment data下地溫梯度對話框，修改總導熱系數(shù)值為剛才擬合的值7.98438 btu/h/ft2/f?，F(xiàn)在可以進行多相管流公式比較了。同上述操作一樣，選擇測試數(shù)據(jù)點，然后再選擇correlation comparison。軟件將再次顯示

17、地溫梯度中輸入的u值，點擊確定后彈出管流公式比較對話框。在對話框右側(cè)選擇要比較的公式。本例中選擇的公式有：hagedorn brown、fancher brown、petroleum experts 2、petroleum experts 4和duns and ros modified。fancher brown和duns and ros modified兩個公式只適用于檢查測試數(shù)據(jù)質(zhì)量。fancher brown公式不考慮滑脫效應，因此預測的井筒壓降偏低，代表壓力梯度的最低界限。相反地，如果是流型是段塞流，duns and ros modified預測值表示壓力梯度的最高界限。如果測試數(shù)據(jù)是

18、合理的，數(shù)據(jù)點應當分布在由這兩個公式做邊界的范圍內(nèi)。如果不在范圍內(nèi)，應當重新檢查數(shù)據(jù)。接著點擊對話框上calculate按鈕，彈出對話框后繼續(xù)點擊calculate，軟件將用選擇公式計算壓力剖面。計算結(jié)束后，點擊plot查看計算的壓力剖面。根據(jù)圖形可以觀察以下兩點：l 井測試數(shù)據(jù)分布在fancher-brown和duns and ros modified兩公式壓力線之間。這說明模型和測試數(shù)據(jù)較合理。l 放大圖形（在圖形上拉一個方框選擇目標區(qū)域），注意到離測試點最近的壓力梯度線是petroleum experts 2。所以，選擇公式petroleum experts 2作為擬合測試點的最佳公式。

19、（3）公式和測試數(shù)據(jù)擬合完成最佳公式選擇后，可以調(diào)整公式使它能最佳擬合井下壓力測試數(shù)據(jù)。prosper用非線性回歸技術，為重力項（parameter 1）和摩擦項（parameter 2）添加乘數(shù)，修正多相流公式。在vlp/ipr matching界面上選擇match vlp進行vlp擬合。在顯示的match對話框中選擇要擬合的公式（本例中是petroleum experts 2），然后點擊match按鈕。軟件將回歸計算能夠精確擬合測試點的一組參數(shù)。計算結(jié)束后，點擊statistics查看回歸結(jié)果。如果數(shù)據(jù)一致，兩個參數(shù)應當接近1，允許誤差在10%內(nèi)。如果誤差較大，應當重新檢查測試數(shù)據(jù)和模型。

20、完成公式擬合后，兩個擬合參數(shù)（p1和p2）將添加到公式名稱后，表示該公式已經(jīng)被擬合，如petroleum experts 2 1.00 0.99。現(xiàn)在完成了vlp的擬合過程。點擊done|done回到vlp/ipr matching對話框。當不只有一個測試數(shù)據(jù)可用于流動公式校正時，推薦使用下面的步驟保證模型預測的可靠性。l 使用最少數(shù)量的測試點（或者只用一個）校正公式。l 檢查校正模型預測其它測試點的情況。3.2 ipr擬合調(diào)整ipr使vlp和ipr的交點與井測試產(chǎn)量吻合。在vlp/ipr matching界面上點擊vlp/ipr按鈕。在下面的對話框中選擇vlp擬合的公式后點擊calculat

21、e按鈕。prosper將用擬合的vlp公式為擬合數(shù)據(jù)（井口壓力、產(chǎn)量、含水等）計算vlp曲線。計算的產(chǎn)量和井底流壓顯示在結(jié)果數(shù)據(jù)表中。prosper用選擇的vlp公式計算流入節(jié)點深度處的流壓，用這個方法可以方便的修正從測壓深度換算到油層的流壓。如果需要，計算得到的流壓可以直接傳輸?shù)絭ogel ipr中。點擊plot按鈕查看計算結(jié)果和測試數(shù)據(jù)的比較。圖中右側(cè)列出的值中：measured data是根據(jù)測試壓力使用選擇公式外推計算得到，不是實測值；calculated data是vlp和ipr曲線的交點。本例中測試產(chǎn)量7200stb/day，vlp和ipr交點處7292.6stb/day?，F(xiàn)在將調(diào)

22、整ipr以能更好的擬合測試點。要調(diào)整的參數(shù)取決于采用的ipr模型。對于darcy模型，用到的參數(shù)有滲透率、表皮系數(shù)或油藏壓力。本例中，假設井的pi不能修改，但是沒有近期的油藏壓力數(shù)據(jù)。可以調(diào)整油藏壓力來擬合ipr。在vlp/ipr matching界面中把油藏壓力從5000psig修改至4982psig。點擊vlp/ipr按鈕，再點擊calculate用新油藏壓力值重新計算。點擊plot查看vlp/ipr的交點和測試數(shù)據(jù)點吻合。關閉plot圖，點擊ipr回到在ipr模型中更新油藏壓力值4982psig和含水15%。也可以調(diào)整其它不確定的ipr參數(shù)如油藏滲透率、油藏厚度、表皮系數(shù)等。到此為止，已

23、經(jīng)完成了井模型的建立。4. 運行計算本章介紹如何用井模型執(zhí)行各種計算。match（ipr+vlp）：計算井產(chǎn)量和運行敏感性分析。gradient traverse：計算壓力、溫度、速度等參數(shù)沿井筒剖面和運行敏感性分析。vlp：計算可以輸出到模擬器（gap、reveal、mbal和第三方數(shù)值模擬器）的舉升曲線。4.1 系統(tǒng)分析既然pvt、vlp、ipr已經(jīng)與測量數(shù)據(jù)擬合，我們就可以用模型進行系統(tǒng)分析。定油藏和流動條件（井口壓力、含水、氣油比），根據(jù)節(jié)點分析方法確定井的特征。（1）運行一個簡單的節(jié)點分析選擇主菜單calculationsystem（ipr+vlp），開始節(jié)點運算。本例中，給定下列流

24、動條件：第一個節(jié)點壓力（psig）含水（%）gor（scf/stb）25015820其它的選項：l 因為模型不包括地面管線，地面管流公式對本例沒有影響。l 垂直多相流公式選擇petroleum experts 2（注意擬合參數(shù)已經(jīng)顯示在名稱后面）。l 選擇末端節(jié)點（即井底）作為求解點。l 產(chǎn)量方法選用automatic linear（自動線性），將在0和aof（無阻流量）間按線性插入20個值。點擊calculate。計算結(jié)束后對話框中顯示計算的ipr和vlp結(jié)果和求解點數(shù)據(jù)。對話框右側(cè)顯示求解點產(chǎn)量和流動壓力、溫度。選擇plot選項繪制vlp/ipr曲線。（2）敏感性分析為得到不同生產(chǎn)條件下井

25、的工作特征，可以運行各種參數(shù)如wc、gor、油藏壓力等的敏感性分析。本例中將對含水、表皮和油管/管線直徑做敏感性分析，參數(shù)范圍如下：參數(shù)范圍含水0,40,80%表皮系數(shù)0,2,4油管/管線直徑3.958,4.892點擊cases按鈕，在彈出的對話框中，選擇每個組合框下參數(shù)，輸入上面列出的范圍。點擊done返回上一界面。軟件詢問油管尺寸敏感性分析的起始節(jié)點和終止節(jié)點。起始節(jié)點選xmas（采油樹），終止節(jié)點選油管末端（11,000ft處）。點擊continue，然后選擇calculate開始系統(tǒng)分析計算。計算結(jié)束后，點擊plotsystem plotplot all cases查看敏感性參數(shù)范圍的

26、vlp和ipr曲線圖。點擊finish返回系統(tǒng)計算界面。在左下角sensitivity cases區(qū)域選擇敏感性參數(shù)組合后，右上部區(qū)域顯示對應的求解點結(jié)果，同時下部繪圖區(qū)域顯示ipr及vlp區(qū)縣交匯結(jié)果。點擊sensitivity plot按鈕可以顯示改變敏感性參數(shù)時求解點結(jié)果的變化。假設要查看某一油管直徑的不同表皮下產(chǎn)液量和含水之間的關系，在sensitivity plot窗口中點擊variables按鈕，然后在彈出的對話框中按下圖選擇：點擊done顯示敏感性圖形。圖中結(jié)果顯示，對于3.958id 油管，不同含水下可以通過減低表皮系數(shù)達到目標產(chǎn)量1100-1200stb/day。4.2 梯度