油井流入動態(tài)(IPR曲線)講課講稿

第一節(jié)油井流入動態(tài)(dòngtài)（IPR曲線）教學(xué)目的：掌握油井流入動態(tài)、采油指數(shù)等相關(guān)定義；并掌握單相流體流動(liúdòng)、油氣兩相滲流、單相與油氣兩相滲流同時存在、油氣水三相以及多油層情況下油井流入動態(tài)的繪制方法。教學(xué)(jiāoxué)重點、難點：教學(xué)重點1、油井流入動態(tài)的定義以及計算方法2、不同條件下油井流入動態(tài)的計算第一頁，共46頁。教學(xué)(jiāoxué)難點教法(jiàofǎ)說明：教學(xué)內(nèi)容：1、單相與兩相滲流同時(tóngshí)存在時油井流入動態(tài)的計算2、油氣水三相流動時油井流入動態(tài)的計算課堂講授并輔助以多媒體課件展示相關(guān)的數(shù)據(jù)和圖表。單相液體的流入動態(tài)油氣兩相滲流時的流入動態(tài)pr>pb>pwf時的流入動態(tài)油氣水三相流入動態(tài)多層油藏油井流入動態(tài)第二頁，共46頁。油井流入動態(tài)：油井產(chǎn)量(qo)與井底流動壓力(pwf)的關(guān)系，反映了油藏(yóucánɡ)向該井供油的能力。基本概念油井流入動態(tài)曲線：表示產(chǎn)量與流壓關(guān)系(guānxì)的曲線，簡稱IPR曲線。InflowPerformanceRelationshipCurve第三頁，共46頁。圖1-1典型的流入動態(tài)(dòngtài)曲線IPR曲線基本形狀與油藏驅(qū)動類型有關(guān)。即使在同一驅(qū)動方式下，還將取決于油藏壓力、油層(yóucéng)厚度、滲透率及流體物理性質(zhì)等。prqomax第四頁，共46頁。油井生產(chǎn)系統(tǒng)(xìtǒng)組成油層到井底(jǐnɡdǐ)的流動(地層滲流)井底(jǐnɡdǐ)到井口的流動(井筒多相管流)井口到分離器(地面水平或傾斜管流)油井生產(chǎn)的三個基本流動過程氣液兩相流基本理論油井流入動態(tài)第五頁，共46頁。一、單相(dānxiānɡ)液體流入動態(tài)供給邊緣壓力不變、圓形地層中心一口井的產(chǎn)量公式為：（1-1）圓形封閉油藏、擬穩(wěn)態(tài)條件下產(chǎn)量公式為：（1-2）第六頁，共46頁。圖1-2泄油面積形狀(xíngzhuàn)與油井的位置系數(shù)對于非圓形封閉泄油面積的油井(yóujǐng)產(chǎn)量公式，可根據(jù)泄油面積和油井(yóujǐng)位置進(jìn)行校正。第七頁，共46頁。單相(dānxiānɡ)流動時，油層物性及流體性質(zhì)基本不隨壓力變化。采油指數(shù)可定義為:單位生產(chǎn)壓差下的油井產(chǎn)油量，是反映油層性質(zhì)、厚度、流體參數(shù)、完井條件及泄油面積等與產(chǎn)量(chǎnliàng)之間的關(guān)系的綜合指標(biāo)。生產(chǎn)壓差直線型第八頁，共46頁。采油(cǎiyóu)指數(shù)J的獲得：試井資料：測得3～5個穩(wěn)定工作制度下的產(chǎn)量及其流壓，便可繪制(huìzhì)該井的實測IPR曲線，取其斜率的負(fù)倒數(shù)油藏參數(shù)計算對于單相液體流動的直線型IPR曲線，采油(cǎiyóu)指數(shù)可定義為產(chǎn)油量與生產(chǎn)壓差之比，也可定義為每增加單位生產(chǎn)壓差時，油井產(chǎn)量的增加值，或IPR曲線斜率的負(fù)倒數(shù)。注意事項：因此，對于具有非直線型IPR曲線的油井，在使用采油指數(shù)時，應(yīng)該說明相應(yīng)的流動壓力，不能簡單地用某一流壓下的采油指數(shù)來直接推算不同流壓下的產(chǎn)量。第九頁，共46頁。當(dāng)油井(yóujǐng)產(chǎn)量很高時，井底附近將出現(xiàn)非達(dá)西滲流：膠結(jié)地層的紊流速度系數(shù)：非膠結(jié)地層紊流速度系數(shù)：C、D值也可用試井資料獲取第十頁，共46頁。二、油氣(yóuqì)兩相滲流時的流入動態(tài)o、Bo、Kro都是壓力的函數(shù)。用上述方法繪制IPR曲線十分(shífēn)繁瑣。通常結(jié)合生產(chǎn)資料來繪制IPR曲線。平面徑向流，直井油氣兩相滲流時油井產(chǎn)量公式為：(一)垂直井油氣兩相滲流時的流入動態(tài)第十一頁，共46頁。1.Vogel方法(fāngfǎ)(1968)①假設(shè)條件：a.圓形封閉油藏，油井位于(wèiyú)中心；b.均質(zhì)油層，含水飽和度恒定；c.忽略重力影響；d.忽略巖石和水的壓縮性；e.油、氣組成及平衡不變；f.油、氣兩相的壓力相同；g.擬穩(wěn)態(tài)下流動，在給定的某一瞬間，各點的脫氣原油流量相同。數(shù)值(shùzí)模擬結(jié)果的總結(jié)第十二頁，共46頁。歸一化曲線(qūxiàn)第十三頁，共46頁。②Vogel方程(fāngchéng)經(jīng)典(jīngdiǎn)方程第十四頁，共46頁。a.計算(jìsuàn)c.根據(jù)(gēnjù)給定的流壓及計算的相應(yīng)產(chǎn)量繪制IPR曲線b.給定不同(bùtónɡ)流壓，計算相應(yīng)的產(chǎn)量：Ⅰ、已知地層壓力和一個工作點(qo(test),pwf(test))③利用Vogel方程繪制IPR曲線的步驟第十五頁，共46頁。Ⅱ、已知兩個(liǎnɡɡè)工作點，油藏壓力未知a.油藏平均壓力的確定：已知或利用兩組qopwf測試(cèshì)計算，即b.計算c.由流入動態(tài)關(guān)系式計算相關(guān)(xiāngguān)參數(shù)第十六頁，共46頁。圖2-4計算(jìsuàn)的溶解氣驅(qū)油藏油井IPR曲線

1-用測試點按直線外推；2-計算(jìsuàn)機(jī)計算(jìsuàn)值；3-用Vogel方程計算(jìsuàn)值④Vogel曲線與數(shù)值模擬(mónǐ)IPR曲線的對比第十七頁，共46頁。對比(duìbǐ)結(jié)果：按Vogel方程計算的IPR曲線，最大誤差出現(xiàn)(chūxiàn)在用小生產(chǎn)壓差下的測試資料來預(yù)測最大產(chǎn)量時，但一般誤差低于5％。雖然隨著采出程度的增加到開采末期誤差上升到20％左右，但其絕對值卻很小。如果用測試點的資料按直線外推，最大誤差可達(dá)70～80％，只是在開采末期約30%。采出程度Np對油井流入動態(tài)影響大，而kh/μ、Bo、k、So等對其影響不大。第十八頁，共46頁。2.費特柯維奇方法(fāngfǎ)溶解(róngjiě)氣驅(qū)油藏假設(shè)(jiǎshè)(kro/oBo)與壓力p成線性關(guān)系，則其中，第十九頁，共46頁。所以：當(dāng)時：令：費特柯維奇基本(jīběn)方程第二十頁，共46頁。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——打開性質(zhì)不完善；未全部鉆穿油層——打開程度不完善；打開程度和打開性質(zhì)雙重不完善；在鉆井或修井過程中油層受到損害或進(jìn)行酸化、壓裂等措施，從而改變油井的完善性。第二十一頁，共46頁。圖1-5完善井和非完善井周圍(zhōuwéi)的壓力分布示意圖第二十二頁，共46頁。油井(yóujǐng)的流動效率FE：油井(yóujǐng)的理想生產(chǎn)壓差與實際生產(chǎn)壓差之比為“正”稱“正”表皮，油井不完善；為“負(fù)”稱“負(fù)”表皮，油井超完善。第二十三頁，共46頁。完善(wánshàn)井非完善(wánshàn)井令：非完善(wánshàn)井表皮附加壓力降于是第二十四頁，共46頁。表皮(biǎopí)系數(shù)或井壁阻力系數(shù)S油層受污染(wūrǎn)的或不完善井，完善(wánshàn)井,增產(chǎn)措施后的超完善井，表皮系數(shù)S通常由試井方法獲得第二十五頁，共46頁。利用流動(liúdòng)效率計算直井流入動態(tài)的方法

①Standing方法(1970)(FE=0.5～1.5)圖1-6FE1時的無因次IPR曲線(standingIPR曲線)第二十六頁，共46頁。a.根據(jù)已知pr和pwf計算在FE=1時最大產(chǎn)量standing方法計算不完善井IPR曲線(qūxiàn)的步驟：b.預(yù)測不同流壓下的產(chǎn)量c.根據(jù)(gēnjù)計算結(jié)果繪制IPR曲線第二十七頁，共46頁。②Harrison方法(fāngfǎ)(FE=1～2.5)圖1-7Harrison無因次IPR曲線(qūxiàn)(FE>1)第二十八頁，共46頁。Harrison方法可用來計算高流動效率井的IPR曲線和預(yù)測低流壓下的產(chǎn)量(chǎnliàng)。其計算步驟如下：a.計算FE=1時的qomax先求pwf/pr，然后(ránhòu)查圖1-7中對應(yīng)的FE曲線上的相應(yīng)值qo/qomax(FE=1)，則b.計算不同(bùtónɡ)流壓下的產(chǎn)量c.根據(jù)計算結(jié)果繪制IPR曲線d.求FE對應(yīng)的最大產(chǎn)量，即pwf=0時的產(chǎn)量第二十九頁，共46頁。(二)斜井(xiéjǐnɡ)和水平井的IPR曲線1990年，Cheng對溶解氣驅(qū)油藏中斜井和水平井進(jìn)行了數(shù)值模擬，并用回歸的方法(fāngfǎ)得到了類似Vogel方程的不同井斜角井的IPR回歸方程：p’=pwf/pr；q’=qo/qomax；A、B、C為取決于井斜角(xiéjiǎo)的系數(shù)優(yōu)點：使用簡單，僅需一組測點，便可得IPR曲線缺點：方程沒有歸一化，第三十頁，共46頁。1989年，Bendakhlia等用兩種三維三相(sānxiānɡ)黑油模擬器研究了多種情況下溶解氣驅(qū)油藏中水平井的流入動態(tài)關(guān)系。得到了不同條件下IPR曲線。圖1-8擬合(nǐhé)的IPR曲線與實際曲線的對比_____擬合(nǐhé)的IPR曲線,……實際曲線第三十一頁，共46頁。曲線表明：早期的IPR曲線近似于直線(zhíxiàn),隨著采出程度增加,曲度增加,接近衰竭時曲度稍有減小。Bendakhlia建議用以下(yǐxià)公式來擬合IPR曲線圖：第三十二頁，共46頁。圖1-9參數(shù)(cānshù)v、n與采出程度之間的關(guān)系第三十三頁，共46頁。IPR曲線(qūxiàn)的應(yīng)用油井(yóujǐng)流入動態(tài)反映了油藏向該井供油的能力。根據(jù)測試資料確定IPR曲線。根據(jù)IPR曲線確定流壓和產(chǎn)量(chǎnliàng)的對應(yīng)關(guān)系。prqomax第三十四頁，共46頁。三、pr>pb>pwf時的流入動態(tài)（1）基本公式當(dāng)油藏壓力高于飽和壓力，而流動壓力低于飽和壓力時，油藏中將同時(tóngshí)存在單相和兩相流動，擬穩(wěn)態(tài)條件下產(chǎn)量的一般計算表達(dá)式為:需要(xūyào)分段積分第三十五頁，共46頁。圖1-11組合型IPR曲線（2）實用(shíyòng)計算方法第三十六頁，共46頁。①當(dāng)pr>pb時，由于油藏中全部為單相液體流動流入動態(tài)公式為：流壓等于飽和壓力時的產(chǎn)量為：②當(dāng)pr<pb后，油藏中出現(xiàn)兩相流動流入動態(tài)公式為：采油指數(shù)：第三十七頁，共46頁。A--油相IPR曲線B--水相IPR曲線C--油氣水三相(sānxiānɡ)綜合IPR曲線四、油氣水三相(sānxiānɡ)IPR曲線Petrobras提出了計算(jìsuàn)三相流動IPR曲線的方法綜合IPR曲線的實質(zhì):是按含水率取純油IPR曲線和水IPR曲線的加權(quán)平均值。當(dāng)已知測試點計算曲線，可按產(chǎn)量加權(quán)平均；當(dāng)預(yù)測產(chǎn)量或流壓，可按流壓加權(quán)平均。圖1-12油氣水三相IPR曲線第三十八頁，共46頁。(一)采液指數(shù)計算(由測試點確定(quèdìng)曲線)已知pr、pb和一個測試點pwf(test)、qt(test)

(1)(2)第三十九頁，共46頁。

(二)某一產(chǎn)量(chǎnliàng)qt下的流壓pwf計算(1)第四十頁，共46頁。(2)第四十一頁，共46頁。因為：所以：綜合IPR曲線(qūxiàn)的斜率可近似為常數(shù)(3)圖1-12油氣水三相IPR曲線第四十二頁，共46頁。五、多層油藏油井流入動態(tài)(dòngtài)（1）多油層(yóucéng)油井流入動態(tài)圖1-13多層油藏油井流入動態(tài)流壓低于14MPa后，只有第三個層工作；流壓降低到12MPa和10MPa后，則I層和II層陸續(xù)出油?？偟腎PR曲線則是分層的迭加。其特點是：隨著流壓的降低，由于參加(cānjiā)工作的小層數(shù)增多，產(chǎn)量將大幅度增加，采油指數(shù)也隨之增大。第四十三頁，共46頁。（2）含水油井(yóujǐng)流入動態(tài)圖1-14含水油井流入動態(tài)與含水變化()圖1-15含水油井流入動態(tài)曲線()第四十四頁，共46頁。小結(jié)(1)上述介紹的方法闡明(chǎnmíng)了油井流入動態(tài)的物理意義，也是目前現(xiàn)場最常用的計算方法。(2)油