抽油機井合理生產(chǎn)壓差的探索研究

1、抽油機井合理生產(chǎn)壓差抽油機井合理生產(chǎn)壓差 的探索研究的探索研究 姚峰 江蘇油田工程院 n引 言 nPEOffice計算井底流壓的方法 n實例計算 n結(jié) 論 一、引一、引 言言 在油井生產(chǎn)中，生產(chǎn)壓差是一個非常重要的 參數(shù)。生產(chǎn)壓差過大，使得井底流壓偏小，會 造成油層脫汽，出砂，油氣比上升，油井產(chǎn)能 降低；生產(chǎn)壓差過小，使得產(chǎn)量降低，會影響 油井的采油效率。 一、引一、引 言言 計算生產(chǎn)壓差的幾種方法計算生產(chǎn)壓差的幾種方法 已知采油指數(shù)已知采油指數(shù)J 方法一方法一PQ/J 已知井底流壓已知井底流壓Pwf PPrPwf 方法二方法二 在新區(qū)采油方案編制過程中，往往沒有采油在新區(qū)采油方案編制過程中，

2、往往沒有采油 指數(shù)或井底流壓等試井資料，因此無法利用該指數(shù)或井底流壓等試井資料，因此無法利用該2 種方法計算生產(chǎn)壓差。種方法計算生產(chǎn)壓差。 一、引一、引 言言 方法三方法三 把環(huán)空動液面到油層中部深 度的一段液柱看成密度均一液 體，計算液柱的重力壓差做為 井底流壓。 已知環(huán)空動液面高度已知環(huán)空動液面高度h 由于油層中部到動液面之間不由于油層中部到動液面之間不 是純粹的兩相流，液體密度也不是是純粹的兩相流，液體密度也不是 均一的，因此，這種方法計算出的均一的，因此，這種方法計算出的 井底流壓只是一種比較井底流壓只是一種比較粗略的估算粗略的估算。 針對產(chǎn)能新區(qū)缺乏采油指數(shù)及井底流壓等資針對產(chǎn)能新區(qū)

3、缺乏采油指數(shù)及井底流壓等資 料的現(xiàn)狀，根據(jù)抽油機井的日常生產(chǎn)數(shù)據(jù)，運用料的現(xiàn)狀，根據(jù)抽油機井的日常生產(chǎn)數(shù)據(jù)，運用 多相管流原理，采用多相管流原理，采用三段法計算出井底流壓三段法計算出井底流壓，擬，擬 合出采液指數(shù)，繪出合出采液指數(shù)，繪出IPR曲線，再結(jié)合油藏配產(chǎn)，曲線，再結(jié)合油藏配產(chǎn)， 確定出合理的生產(chǎn)壓差。確定出合理的生產(chǎn)壓差。 一、引一、引 言言 油井日報表 油藏數(shù)據(jù) 三段法 計算井底流壓 擬合采油指數(shù) 繪制IPR曲線 結(jié)合油藏配產(chǎn) 確定生產(chǎn)壓差 技術(shù)思路流程圖技術(shù)思路流程圖 一、引一、引 言言 n引 言 nPEOffice計算井底流壓的方法 n實例計算 n結(jié) 論 二、二、PEOffice

4、計算井底流壓的方法計算井底流壓的方法 1、井筒中的物性分布、井筒中的物性分布 抽油機井井筒物性分布抽油機井井筒物性分布 有時是很復(fù)雜的，主要表現(xiàn)有時是很復(fù)雜的，主要表現(xiàn) 在井筒中氣柱與油柱之間常在井筒中氣柱與油柱之間常 常沒有明顯的油氣界面，常沒有明顯的油氣界面， 而是存在一個泡沫狀的過渡而是存在一個泡沫狀的過渡 段，稱為段，稱為泡沫段泡沫段。 井筒中的液柱密井筒中的液柱密 度是變化的度是變化的 二、二、 PEOffice計算井底流壓的方法計算井底流壓的方法 2、井筒密度分布、井筒密度分布 在井筒密度的分布曲線上，在井筒密度的分布曲線上， 表現(xiàn)為氣柱密度與油柱密表現(xiàn)為氣柱密度與油柱密 度之間并

5、非突變，而是逐度之間并非突變，而是逐 漸變化的。漸變化的。 二、二、 PEOffice計算井底流壓的方法計算井底流壓的方法 3、三段法計算井底流壓原理、三段法計算井底流壓原理 油套環(huán)空中流體可分為天然氣 柱、油柱和三相流。天然氣柱和油 柱間存在一個擬液面，通過環(huán)空測 試，求得其擬液面深度，而后近似 地按照三段分布處理。 log lgwf PPP PPPPcP 0 Pg擬液面（氣柱與油柱界面） 處的壓力 分別求取分別求取Pg、油柱壓差、油柱壓差 PO、液柱壓差、液柱壓差Pl，從，從 而得到井底流壓。而得到井底流壓。 （式（式11） 二、二、 PEOffice計算井底流壓的方法計算井底流壓的方法

6、1）擬液面處的壓力）擬液面處的壓力 在環(huán)空中取一微小氣柱段進行在環(huán)空中取一微小氣柱段進行 研究，通過建立熱力學(xué)方程、狀態(tài)研究，通過建立熱力學(xué)方程、狀態(tài) 方程以及環(huán)空中擬液面的運動微分方程以及環(huán)空中擬液面的運動微分 方程聯(lián)立求解得：方程聯(lián)立求解得： )/(0342. 0TzH cg gf ePP Pc井口套壓 ，Pa Hf擬液面深度，m T氣柱段平均溫度，k Z氣柱段平均溫度、平均壓力下的壓縮 因子。 壓縮因子為溫度、壓力的函數(shù)，且溫度壓縮因子為溫度、壓力的函數(shù)，且溫度 又隨深度而變化，通過迭代法求解。又隨深度而變化，通過迭代法求解。 （式（式12） 一小段一小段 氣柱氣柱 二、二、 PEOff

7、ice計算井底流壓的方法計算井底流壓的方法 2）油柱壓差的計算）油柱壓差的計算 雖然油柱密度在各個深度上因壓 力的不同而不同，但在某一較小的深 度范圍內(nèi)，其密度可視為常數(shù)，通過 建立微積分方程求解。 n i iogi n i oi H H ogo hgPdhgP i f 11 密度是深度的函數(shù)，密度是深度的函數(shù)， 通過迭代法求解。通過迭代法求解。 （式（式13） 一小段一小段 油柱油柱 二、二、 PEOffice計算井底流壓的方法計算井底流壓的方法 3）液柱壓差的計算）液柱壓差的計算 當(dāng)油管未下至油層中部時，在油管進 油口至油層中部之間，將依據(jù)其液柱內(nèi) 的壓力是否高于泡點壓力，呈現(xiàn)油水或 油氣

8、水混合物的流動，通過Beggs-Brill 方程求解。 dP dh g g fGV gd VV gP c m mmm c mmsg c sin 2 1 n引 言 nPEOffice計算井底流壓的方法 n實例計算 n結(jié) 論 三、實例計算三、實例計算 ANT83井是江蘇油田的一口探井，2005年5月中旬投入 生產(chǎn)E1f34，平均日產(chǎn)液10.3m3、日產(chǎn)油10.1m3、綜合含水 1.6左右，氣液比10左右。油藏參數(shù)為： 地面原油密度：地面原油密度：0.887g/cm0.887g/cm3 3泡點壓力：泡點壓力：6MPa6MPa地層溫度：地層溫度：8686 地層水相對密度：地層水相對密度：1 1泡點溫度

9、：泡點溫度：8686油藏中深：油藏中深：2367.5m2367.5m 天然氣相對密度：天然氣相對密度：0.70.7套管內(nèi)徑：套管內(nèi)徑：124.3mm124.3mm套管外徑：套管外徑：139.7mm139.7mm 套管下深：套管下深：2370m2370m油管內(nèi)徑：油管內(nèi)徑：62mm62mm油管外徑：油管外徑：73mm73mm 1、油井生產(chǎn)資料、油井生產(chǎn)資料 三、實例計算三、實例計算 2、計算井底流壓、計算井底流壓 第一步：以井口套壓第一步：以井口套壓Pc和井口溫度和井口溫度Tc為計算起點，用迭為計算起點，用迭 代法計算出動代法計算出動 液面處的壓力液面處的壓力Pg和動液面處的溫度和動液面處的溫度

10、Tg。 第二步：第二步：Pg和和Tg為計算起點，采用迭代法累算出為計算起點，采用迭代法累算出油柱壓差油柱壓差Po及油柱底及油柱底 部壓力部壓力Po和溫度和溫度To。 )/(0342.0TzH cg gf ePP n i iogi n i oi H H ogo hgPdhgP i f 11 2、計算井底流壓、計算井底流壓 三、實例計算三、實例計算 第三步：以第三步：以Po和和To為計算起點，采過迭代法計算出液柱壓差為計算起點，采過迭代法計算出液柱壓差Pl 。 第四步：求出井底流壓第四步：求出井底流壓Pwf。 第五步：重復(fù)步驟以上第五步：重復(fù)步驟以上4步，計算出不同產(chǎn)量下對應(yīng)的井底流壓。步，計算出

11、不同產(chǎn)量下對應(yīng)的井底流壓。 2、計算井底流壓、計算井底流壓 dP dh g g fGV gd VV gP c m mmm c mmsg c sin 2 1 log lgwf PPP PPPPcP 0 三、實例計算三、實例計算 3、擬合采油指數(shù)、擬合采油指數(shù) 根據(jù)根據(jù)Vogel方程，分別以產(chǎn)量和流壓為橫、縱坐標(biāo)，擬合出流入動態(tài)方程，分別以產(chǎn)量和流壓為橫、縱坐標(biāo)，擬合出流入動態(tài)IPR曲曲 線（本文通過線（本文通過PEOffice-ProDesign軟件計算），并根據(jù)軟件計算），并根據(jù)IPR曲線求出采油指數(shù)曲線求出采油指數(shù) J=0.7138。 三、實例計算三、實例計算 4、繪制區(qū)塊、繪制區(qū)塊IPR曲

12、線曲線 將此采油指數(shù)作為該斷塊將此采油指數(shù)作為該斷塊E1f3層位的平均采油指數(shù)，結(jié)合該層位的油藏參層位的平均采油指數(shù)，結(jié)合該層位的油藏參 數(shù)，計算并繪出不同含水率下的數(shù)，計算并繪出不同含水率下的IPR曲線。曲線。 三、實例計算三、實例計算 5、計算區(qū)塊合理生產(chǎn)壓差、計算區(qū)塊合理生產(chǎn)壓差 ANT83油藏日配產(chǎn)油藏日配產(chǎn)7t，初期不含水，從上圖中不含水，初期不含水，從上圖中不含水 的的IPR曲線上可以得到井底流壓曲線上可以得到井底流壓Pwf=13.6MPa。 根據(jù)公式根據(jù)公式PPrPwf可計算生產(chǎn)壓差為：可計算生產(chǎn)壓差為：9.4 MPa。 所以，該油藏的合理生產(chǎn)壓差為所以，該油藏的合理生產(chǎn)壓差為9.4 MPa左右。左右。 三、實例計算三、實例計算 6、現(xiàn)場應(yīng)用效果、現(xiàn)場應(yīng)用效果 區(qū)塊井號生產(chǎn)壓差MPa泵效 ANT83ANT83-1 1628 9.545 ANT83-1井應(yīng)用該方法的計算結(jié)果后，泵井應(yīng)用該方法的計算結(jié)果后，泵 效由原來的效由原來的28上升到上升到45。 n引 言 nPEOff