油井流入動(dòng)態(tài)

油井流入動(dòng)態(tài)第1頁(yè)，課件共56頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月油井生產(chǎn)系統(tǒng)組成油層到井底的流動(dòng)(地層滲流)井底到井口的流動(dòng)(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(gè)基本流動(dòng)過(guò)程氣液兩相流基本理論油井流入動(dòng)態(tài)第2頁(yè)，課件共56頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月第一節(jié)油井流入動(dòng)態(tài)（IPR曲線）

油井流入動(dòng)態(tài)：油井產(chǎn)量(qo)

與井底流動(dòng)壓力(pwf)

的關(guān)系，反映了油藏向該井供油的能力?；靖拍钣途魅雱?dòng)態(tài)曲線：

表示產(chǎn)量與流壓關(guān)系的曲線，簡(jiǎn)稱IPR曲線。

InflowPerformanceRelationshipCurve第3頁(yè)，課件共56頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月4

反映了油藏向井的供油能力，反映了油藏壓力、油層物性、流體物性、完井質(zhì)量等對(duì)油層滲流規(guī)律的影響，是采油工程與油藏工程的銜接點(diǎn)。作用：為油藏工程提供檢驗(yàn)資料；為采油工程的下一步工作提供依據(jù)；檢查鉆井、完井和各項(xiàng)工藝措施等技術(shù)水平的優(yōu)劣。物理意義：第一節(jié)油井流入動(dòng)態(tài)油井流入動(dòng)態(tài)：油井產(chǎn)量與井底流動(dòng)壓力的關(guān)系。第4頁(yè)，課件共56頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月圖1-1典型的流入動(dòng)態(tài)曲線IPR曲線基本形狀與油藏驅(qū)動(dòng)類型有關(guān)。即使在同一驅(qū)動(dòng)方式下，還將取決于油藏壓力、油層厚度、滲透率及流體物理性質(zhì)等。prqomax第5頁(yè)，課件共56頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月一、單相液體流入動(dòng)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6頁(yè)，課件共56頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月圖1-2泄油面積形狀與油井的位置系數(shù)對(duì)于非圓形封閉泄油面積的油井產(chǎn)量公式，可根據(jù)泄油面積和油井位置進(jìn)行校正。第7頁(yè)，課件共56頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月單相流動(dòng)時(shí)，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)量之間的關(guān)系的綜合指標(biāo)。生產(chǎn)壓差直線型第8頁(yè)，課件共56頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月采油指數(shù)J的獲得：試井資料：測(cè)得3～5個(gè)穩(wěn)定工作制度下的產(chǎn)量及其流壓，便可繪制該井的實(shí)測(cè)IPR曲線，取其斜率的負(fù)倒數(shù)油藏參數(shù)計(jì)算對(duì)于單相液體流動(dòng)的直線型IPR曲線，采油指數(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(shí)，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(xiàng)：因此，對(duì)于具有非直線型IPR曲線的油井，在使用采油指數(shù)時(shí)，應(yīng)該說(shuō)明相應(yīng)的流動(dòng)壓力，不能簡(jiǎn)單地用某一流壓下的采油指數(shù)來(lái)直接推算不同流壓下的產(chǎn)量。第9頁(yè)，課件共56頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月當(dāng)油井產(chǎn)量很高時(shí)，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10頁(yè)，課件共56頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月二、油氣兩相滲流時(shí)的流入動(dòng)態(tài)o、Bo、Kro都是壓力的函數(shù)。用上述方法繪制IPR曲線十分繁瑣。通常結(jié)合生產(chǎn)資料來(lái)繪制IPR曲線。平面徑向流，直井油氣兩相滲流時(shí)油井產(chǎn)量公式為：(一)垂直井油氣兩相滲流時(shí)的流入動(dòng)態(tài)第11頁(yè)，課件共56頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月1.Vogel方法(1968)①假設(shè)條件：a.圓形封閉油藏，油井位于中心；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(dòng)，在給定的某一瞬間，各點(diǎn)的脫氣原油流量相同。數(shù)值模擬結(jié)果的總結(jié)第12頁(yè)，課件共56頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月歸一化曲線第13頁(yè)，課件共56頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月②Vogel方程經(jīng)典方程第14頁(yè)，課件共56頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月

a.計(jì)算c.根據(jù)給定的流壓及計(jì)算的相應(yīng)產(chǎn)量繪制IPR曲線b.給定不同流壓，計(jì)算相應(yīng)的產(chǎn)量：Ⅰ、已知地層壓力和一個(gè)工作點(diǎn)(qo(test),pwf(test))③利用Vogel方程繪制IPR曲線的步驟第15頁(yè)，課件共56頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月Ⅱ、已知兩個(gè)工作點(diǎn)，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(cè)試計(jì)算，即

b.計(jì)算c.由流入動(dòng)態(tài)關(guān)系式計(jì)算相關(guān)參數(shù)第16頁(yè)，課件共56頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月圖2-4計(jì)算的溶解氣驅(qū)油藏油井IPR曲線

1-用測(cè)試點(diǎn)按直線外推；2-計(jì)算機(jī)計(jì)算值；3-用Vogel方程計(jì)算值④Vogel曲線與數(shù)值模擬IPR曲線的對(duì)比第17頁(yè)，課件共56頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月對(duì)比結(jié)果：按Vogel方程計(jì)算的IPR曲線，最大誤差出現(xiàn)在用小生產(chǎn)壓差下的測(cè)試資料來(lái)預(yù)測(cè)最大產(chǎn)量時(shí)，但一般誤差低于5％。雖然隨著采出程度的增加到開(kāi)采末期誤差上升到20％左右，但其絕對(duì)值卻很小。如果用測(cè)試點(diǎn)的資料按直線外推，最大誤差可達(dá)70～80％，只是在開(kāi)采末期約30%。采出程度Np

對(duì)油井流入動(dòng)態(tài)影響大，而kh/μ、Bo、k、So等對(duì)其影響不大。第18頁(yè)，課件共56頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月2.費(fèi)特柯維奇方法溶解氣驅(qū)油藏假設(shè)(kro/oBo)與壓力p成線性關(guān)系，則其中，第19頁(yè)，課件共56頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月所以：當(dāng)時(shí)：令：費(fèi)特柯維奇基本方程第20頁(yè)，課件共56頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月3.不完善井Vogel方程的修正油水井的不完善性：

射孔完成——打開(kāi)性質(zhì)不完善；未全部鉆穿油層——打開(kāi)程度不完善；打開(kāi)程度和打開(kāi)性質(zhì)雙重不完善；在鉆井或修井過(guò)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21頁(yè)，課件共56頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月圖1-5完善井和非完善井周圍的壓力分布示意圖第22頁(yè)，課件共56頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月油井的流動(dòng)效率FE：油井的理想生產(chǎn)壓差與實(shí)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23頁(yè)，課件共56頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月完善井非完善井令：非完善井表皮附加壓力降于是第24頁(yè)，課件共56頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月表皮系數(shù)或井壁阻力系數(shù)S油層受污染的或不完善井，完善井,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25頁(yè)，課件共56頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月利用流動(dòng)效率計(jì)算直井流入動(dòng)態(tài)的方法

①Standing方法(1970)(FE=0.5～

1.5)圖1-6FE1時(shí)的無(wú)因次IPR曲線(standingIPR曲線)第26頁(yè)，課件共56頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月a.根據(jù)已知pr和pwf計(jì)算在FE=1時(shí)最大產(chǎn)量standing方法計(jì)算不完善井IPR曲線的步驟：b.預(yù)測(cè)不同流壓下的產(chǎn)量c.根據(jù)計(jì)算結(jié)果繪制IPR曲線第27頁(yè)，課件共56頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月②Harrison方法(FE=1～

2.5)圖1-7Harrison無(wú)因次IPR曲線(FE>1)第28頁(yè)，課件共56頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月

Harrison方法可用來(lái)計(jì)算高流動(dòng)效率井的IPR曲線和預(yù)測(cè)低流壓下的產(chǎn)量。其計(jì)算步驟如下：a.計(jì)算FE=1時(shí)的qomax先求pwf/pr，然后查圖1-7中對(duì)應(yīng)的FE曲線上的相應(yīng)值

qo/qomax(FE=1)，則b.計(jì)算不同流壓下的產(chǎn)量c.根據(jù)計(jì)算結(jié)果繪制IPR曲線d.求FE對(duì)應(yīng)的最大產(chǎn)量，即pwf=0時(shí)的產(chǎn)量第29頁(yè)，課件共56頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月(二)斜井和水平井的IPR曲線1990年，Cheng對(duì)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為取決于井斜角的系數(shù)優(yōu)點(diǎn)：使用簡(jiǎn)單，僅需一組測(cè)點(diǎn)，便可得IPR曲線缺點(diǎn)：方程沒(méi)有歸一化，第30頁(yè)，課件共56頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月1989年，Bendakhlia等用兩種三維三相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(dòng)態(tài)關(guān)系。得到了不同條件下IPR曲線。圖1-8擬合的IPR曲線與實(shí)際曲線的對(duì)比

_____擬合的IPR曲線,……實(shí)際曲線第31頁(yè)，課件共56頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月曲線表明：早期的IPR曲線近似于直線,隨著采出程度增加,曲度增加,接近衰竭時(shí)曲度稍有減小。Bendakhlia建議用以下公式來(lái)擬合IPR曲線圖：第32頁(yè)，課件共56頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月

圖1-9參數(shù)v、n與采出程度之間的關(guān)系第33頁(yè)，課件共56頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月IPR曲線的應(yīng)用油井流入動(dòng)態(tài)反映了油藏向該井供油的能力。根據(jù)測(cè)試資料確定IPR曲線。根據(jù)IPR曲線確定流壓和產(chǎn)量的對(duì)應(yīng)關(guān)系。prqomax第34頁(yè)，課件共56頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月三、pr>pb>pwf時(shí)的流入動(dòng)態(tài)（1）基本公式當(dāng)油藏壓力高于飽和壓力，而流動(dòng)壓力低于飽和壓力時(shí)，油藏中將同時(shí)存在單相和兩相流動(dòng)，擬穩(wěn)態(tài)條件下產(chǎn)量的一般計(jì)算表達(dá)式為:需要分段積分第35頁(yè)，課件共56頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月圖1-11組合型IPR曲線（2）實(shí)用計(jì)算方法第36頁(yè)，課件共56頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月①當(dāng)pr>pb時(shí)，由于油藏中全部為單相液體流動(dòng)流入動(dòng)態(tài)公式為：流壓等于飽和壓力時(shí)的產(chǎn)量為：②當(dāng)pr<pb后，油藏中出現(xiàn)兩相流動(dòng)流入動(dòng)態(tài)公式為：采油指數(shù)：第37頁(yè)，課件共56頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月A--油相IPR曲線B--水相IPR曲線

C--油氣水三相綜合IPR曲線四、油氣水三相IPR曲線Petrobras提出了計(jì)算三相流動(dòng)IPR曲線的方法綜合IPR曲線的實(shí)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(cè)試點(diǎn)計(jì)算曲線，可按產(chǎn)量加權(quán)平均；當(dāng)預(yù)測(cè)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38頁(yè)，課件共56頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月(一)采液指數(shù)計(jì)算(由測(cè)試點(diǎn)確定曲線)已知pr、pb和一個(gè)測(cè)試點(diǎn)pwf(test)、qt(test)

(1)(2)圖1-12油氣水三相IPR曲線第39頁(yè)，課件共56頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月

(二)某一產(chǎn)量qt下的流壓pwf計(jì)算(1)第40頁(yè)，課件共56頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月(2)圖1-12油氣水三相IPR曲線第41頁(yè)，課件共56頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月因?yàn)椋核裕壕C合IPR曲線的斜率可近似為常數(shù)(3)圖1-12油氣水三相IPR曲線第42頁(yè)，課件共56頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月五、多層油藏油井流入動(dòng)態(tài)（1）多油層油井流入動(dòng)態(tài)圖1-13多層油藏油井流入動(dòng)態(tài)流壓低于14MPa后，只有第三個(gè)層工作；流壓降低到12MPa和10MPa后，則I層和II層陸續(xù)出油。總的IPR曲線則是分層的迭加。其特點(diǎn)是：隨著流壓的降低，由于參加工作的小層數(shù)增多，產(chǎn)量將大幅度增加，采油指數(shù)也隨之增大。第43頁(yè)，課件共56頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月（2）含水油井流入動(dòng)態(tài)圖1-14含水油井流入動(dòng)態(tài)與含水變化()圖1-15含水油井流入動(dòng)態(tài)曲線()第44頁(yè)，課件共56頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月小結(jié)(1)上述介紹的方法闡明了油井流入動(dòng)態(tài)的物理意義，也是目前現(xiàn)場(chǎng)最常用的計(jì)算方法。(2)油井流入動(dòng)態(tài)研究主要有三種途徑：基于Vogel、Fetkovich、Petrobras方法的完善。建立不同類型油藏和井底條件的滲流模型。利用單井流入動(dòng)態(tài)的油藏?cái)?shù)值模擬技術(shù)。(3)油井流入動(dòng)態(tài)是采油工程各項(xiàng)技術(shù)措施設(shè)計(jì)、分析與評(píng)價(jià)的依據(jù)。第45頁(yè)，課件共56頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月第二節(jié)

井筒氣液兩相流基本概念相的概念相是體系中具有相同化學(xué)組成和物理性質(zhì)的一部分，與體系的其它均勻部分有界面隔開(kāi)例如：水--冰系統(tǒng)、泥漿、油--氣--水等均是多相體系油氣是深埋于地下的流體礦藏采油設(shè)備的優(yōu)化設(shè)計(jì)和工況分析、油氣集輸設(shè)計(jì)等都離不開(kāi)氣液兩相流的理論與計(jì)算方法隨壓力的降低，溶解氣將不斷從原油中逸出，因此，井筒中將不可避免地出現(xiàn)氣液兩相流動(dòng)。第46頁(yè)，課件共56頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月一、井筒氣液兩相流動(dòng)的特性(一)氣液兩相流動(dòng)與單相液流的比較第47頁(yè)，課件共56頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月流動(dòng)型態(tài)（流動(dòng)結(jié)構(gòu)、流型）：

流動(dòng)過(guò)程中油、氣的分布狀態(tài)。(二)氣液混合物在垂直管中的流動(dòng)結(jié)構(gòu)變化①純液流

當(dāng)井筒壓力大于飽和壓力時(shí)，天然氣溶解在原油中，產(chǎn)液呈單相液流。影響流型的因素：

氣液體積比、流速、氣液界面性質(zhì)等。第48頁(yè)，課件共56頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月②泡流

井筒壓力稍低于飽和壓力時(shí)，溶解氣開(kāi)始從油中分離出來(lái)，氣體都以小氣泡分散在液相中。滑脫現(xiàn)象：混合流體流動(dòng)過(guò)程中，由于流體間的密度差異，引起的小密度流體流速大于大密度流體流速的現(xiàn)象。如：油氣滑脫、氣液滑脫、油水滑脫等。特點(diǎn)：氣體是分散相，液體是連續(xù)相；氣體主要影響混合物密度，對(duì)摩擦阻力影響不大；滑脫現(xiàn)象比較嚴(yán)重。第49頁(yè)，課件共56頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月③段塞流

當(dāng)混合物繼續(xù)向上流動(dòng)，壓力逐漸降低，氣體不斷膨脹，小氣泡將合并成大氣泡，直到能夠占據(jù)整個(gè)油管斷面時(shí)，井筒內(nèi)將形成一段液一段氣的結(jié)構(gòu)。特點(diǎn)：氣體呈分散相，液體呈連續(xù)相；一段氣一段液交替出現(xiàn)；氣體膨脹能得到較好的利用；滑脫損失變?。荒Σ翐p失變大。第50頁(yè)，課件共56頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2