第1章油井流入动态及多相流动计算2008PPT课件
一节油井流入动态IPR曲线-47页PPT精品文档
动方式下,还将取
决于油藏压力、油
层厚度、渗透率及
qomax
流体物理性质等。
图1-1 典型的流入动态曲线
油井生产系统组成
油井流入动态
油井 生产 的三 个基 本流 动过 程
油层到井底的流动 (地层渗流)
井底到井口的流动 (井筒多相管流)
井口到分离器 (地面水平或倾斜管流)
气液两相流 基本理论
一、 单相液体流入动态
②Harrison方法 (FE=1~ 2.5)
qo qom
a
(FE1)
x
图图 1-72-7HaHrarrisroisno无n无 因因 次次IIPPRR曲曲线 线(F(EF>E1)>1)
Harrison方法可用来计算高流动效率井的IPR 曲线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
图1-9 参数v、n与采出程度之间的关系
IPR曲线的应用
油井流入动态反映了油藏向该井供油的能力。
1. 根据测试资料确
pr
定IPR曲线。
2. 根据IPR曲线确 定流压和产量的 对应关系。
qomax
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,油藏中将同时存在单相和两相流动,拟稳 态条件下产量的一般计算表达式为:
令:
Jo
lnre2rw k43hsKoB roopr
1 2pr
当 pwf 0 时:
qomaxlnre2rw k43hsK orooPr
pr 2
所以:
qo
qomax1
pwf pr
2
油井流入动态与井筒多相流动计算
第一章油井流入动态与井筒多相流动计算一、名词解释1、流入动态:油井产量与井底流动压力(简称流压)的关系。
2、IPR 曲线:表示产量与流压关系的曲线称为流入动态曲线。
简称IPR 曲线。
3、采油指数:是一个反应油层性质、厚度、流体参数、泄油面积、完井条件等的综合指标。
4、流动效率:在相同产量下的理想生产压差与实际生产压差之比。
5、产液指数:指单位生产压差下的生产液量。
6、泡流:溶解气开始从油中分离出来,由于气量少,压力高,气体都以小气泡分散在液相中,气泡直径相对于油管直径要小很多,这种结构的混合物的流动称为泡流。
7、流型:油气混合物的流动结构是指流动过程中油、气的分布状态,也称为流动型态,简称流型。
8、段塞流:井筒内形成的一段油一段气的结构,这种结构的混合物的流动称为段塞流。
9、环流:形成油管中心是连续的气流而管壁为油环的流动结构,这种流动称为环流。
10、雾流:在管壁中,绝大部分油都以小油滴分散在气流中,这种流动结构称为雾流。
11、滑脱:在气-液两相管流中,由于气体和液体之间的密度差而产生气体超越液体流动的现象称为滑脱。
12、滑脱损失:出现滑脱之后将增大气液混合物的密度,从而增大混合物的静水压头。
因滑脱而产生的附加压力损失称为滑脱损失。
13、质量流量:质量流量,即单位时间内流过过流断面的流体质量。
14、体积流量:单位时间内流过过流断面的流体体积。
15、气相实际速度:实际上,它是气相在所占断面上的平均速度,真正的气相实际速度应是气相各点的局部速度。
16、气相表观速度:假设气相占据了全部过流断面,这是一种假想的速度。
17、滑脱速度:气相实际速度与液相实际速度之差称为滑脱速度。
18、体积含气率(无滑脱含气率):单位时间内流过过流断面的两相流体的总体积中气相所占的比例。
19、真实含气率:真实含气率又称空隙率、气相存容比,两相流动的过流断面上,气相面积所占的份额,故也称作截面含气率。
20、混合物密度:在流动的管道上,取一微小管段,则此微小管段内两相介质的质量与体积之比称为混合物的真实密度。
油井流入动态及多相流动计算
1.906 107
k 1.201
非胶结地层紊流速度系数:
g
1.08 10 k 0.55
6
如果试井资料在单相渗流呈现非线性渗流,可绘
制 ( pR pwf ) q 与 q 的关系曲线 。
Pr Pwf C Dq q
Pr Pwf qo
C
由此可以看出, Pr Pwf / q 与 q
tan D
油井生产过程
四个基本流动过程:
油气从油藏流到井底(Pr→Pwf) -地层中的渗流 从井底流到井口(Pwf → Pt) -多相管流(泡流、段塞流、环流、雾流) 通过油嘴的流动(Pt → PB)
-嘴流
井口到分离器的流动( PB →Psep ) -近似水平管流
第一节 油井流入动态(IPR曲线)
Pwf
Qo
Beggs-Brill Correlation
自喷井生产系统
①—分离器 ②—地面油嘴 ③—井口 ④—安全阀(海上油井) ⑤—节流器(海上油井) ⑥—井底流压Pwf ⑦—井底油层面上的压力Pwfs ⑧—平均地层压力Pr ⑨—集气管网 ⑩—油罐
井筒设备:油管、封隔器、配产器;
地面设备:井口装置(又称采油树),内含有油嘴。
2)计算采油指数
Jo
qo2 qo1 pwf 1 pwf 2
60 20 11 9
m3 20
Mpa
3)查表得
re 0.571 40000 1142
rw
0.1
koh
J o B(ln
re rw
3 4
s)
0.4107109 (m3
/( pas))
0.4107
m2m
o
2
mPa s
4)直线外推至q=0,求得 PR 12Mpa.
第一章 油井流动状态和井筒多相流动计算
4
只要测得 3~动时的 IPR 曲线为直线,其斜率的负倒数便是采油指数;在纵座标(压力座标)上的 截距即为油藏压力。有了采油指数就可以在对油井进行系统分析时利用式(1-3)来预测 不同流压下的产量。另外,还可根据式(1-4)来研究油层参数。
β
=
1.906×107 k1.201
1/m
非胶结砾石充填层的紊流系数 βg 为:
βg
=
1.08×106 k 0.55
1/m
式中 k —渗透率, µm2 。
(1-7) (1-7a)
在 系 统 试 井 时 ,如 果 在 单 相 流 动 条 件 出 现 非 达 西 渗 滤 ,则 可 直 接 利 用 试 井 所 得 的 产 量和压力资料用图解法求得式(1-6)中的 C 和 D 值。改变式(1-6)可得:
式中
qo
=
µ
o
2πkoh(Pr
Bo
ln
re rw
− Pwf )
−
3 4
+
s
a
qo —油井产量(地面),m3/s;
ko —油层有效渗透率,m2;
Bo —原油体积系数;
h —油层有效厚度,m;
(1-2)
µo —地层油的粘度,Pa·s;
Pe —边缘压力,Pa; Pr —井区平均油藏压力,Pa; Pwf —井底流动压力,Pa;
a.计 算 qomax :
qomax
=
[1− 0.2
Pwf
qo(test ) (test) −0.8
Pwf
(test )
2]
Pr
Pr
b.给 定 不 同 流 压 ,用 下 式 计 算 相 应 的
油井流入动态(IPR曲线)课件
03
IPR曲线理论
IPR曲线的定义和绘制
定义
IPR曲线是描述油井流入动态的曲 线,表示油井在恒定产量下压力 与流量的关系。
绘制
通过测量油井在不同压力下的产 量,绘制IPR曲线,通常以压力为 横轴,流量为纵轴。
IPR曲线的分析方法
分析参数
分析IPR曲线可以得出油井的流入动 态参数,如启动压力、递减率等。
分析步骤
首先观察曲线的形状,了解压力与流 量的变化关系;然后计算相关参数, 分析油井的生产动态。
IPR曲线在油田开发中的应用
指导生产
通过分析IPR曲线,可以了解油井的生产动态,为制定合理的生产方案提供依据 。
优化开发
结合其他开发指标,如渗透率、表皮系数等,可以优化油田开发方案,提高开发 效果。
04
油井流入动态模拟
模拟软件介绍
软件名称
Oilflow Simulator
功能特点
模拟油井流入动态,预测油井产能,优化生产参 数
适用范围
适用于不同类型油藏和油井的流入动态模,如 地层参数、井筒参数、
采油方式等。
模型建立
根据数据建立油井流入 动态模型,包括地层模 型、井筒模型和采油模
油井流入动态(IPR曲 线)课件
• 引言 • 油井流入动态基础 • IPR曲线理论 • 油井流入动态模拟 • 实际案例分析 • 课程总结与展望
目录
01
引言
课程背景
油井流入动态是石油工程中的重要概 念,用于描述油井的产量与井底压力 之间的关系。
随着石油工业的发展,对油井流入动 态的研究和应用越来越重要,因此本 课件旨在介绍IPR曲线的相关知识和应 用。
感谢观看
THANKS
最新1.油井流入动态PPT课件
§1.1 油井流入动态
• 定义
在一定地层压力下,油井产量与井 底流压的关系,简称IPR(Inflow Performance Relationship)曲线。
• IPR曲线基本要素
地层
坐标轴
压力
井底流压
两点 直线(斜率)或曲线
最大 产量
油井产量
典型油井流入动态曲线
• 单相油流(A)
特征:直线
条件: pr pb pwf pb
产量与生产压差 由二项式表示
pr pwfAoq Bo 2 q
层流 系数
A20K B00hlnrrw e 43S
紊流 B B02
系数
4 2 h 2 rw
紊流速 度系数
aKb
•A、B值确定
pr pwf qo
ABqo
Pwf
qo
pr pwf qo
pr pwf qo
A
·· ·
·· ·
·· ·
·· ·
qoCKoh(pr源自oBolnre rw
pwf )
3 4
S
表1 系数C值
单位制 达西
产量q
渗透率K0 厚度h 粘度o
压力p 系数C
cm3/s D(达西)
cm cp(厘泊) atm (大气压) 2π
国际SI
m3/s
m2
m
Pa·s
Pa
2π
法定实用 m3/d
10-3μm2
m mPa.s
MPa
0.543
英制实用 bbl/d
Jo
CK0h
0B0(lnrrwe
3S) 4
Jo的确定
改变油井工作制度,当油井稳定生产后, 测定2~4个流压和产量值回归一条直线,该直线 斜率的负倒数即为采油指数。
第一绪论油井流入动态与井筒多相流计算
……
采油工程原理与设计
采油工程系统组成
● 油藏:具有一定储存和流动特性的孔隙或裂缝介
质系统,
● 人工建造系统:井底、井筒、井口装置、采油设
备、注水设备以及地面集输、分离和储存设备等。
采油工 程目标 经济有效地提高油井 产量和原油采收率
采油工程原理与设计
采油工程特点:
★ 涉及的技术面广、综合性强而又复杂 ★ 与油藏工程、地面工程和钻井工程等紧密联系 ★ 工作对象是条件随油藏动态不断变化的采、注井 ★ 难度大 ★ 涉及油田开发的重要决策和经济效益
④Vogel曲线与数值模拟IPR曲线的对比
图1-4 不同方法计算的油井IPR曲线 1-用测试点按直线外推;2-计算机计算的;3-用Vogel方程计算的
C.采出程度N对油井流入动态影响大,而kh/μ、B0、k、S0等参数对其影响 b.如果用测试点的资料按直线外推时,最大误差可达 70~80%,只是在开 a.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 不大。 采末期约30%。 料来预测最大产量。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%,但其绝对值却很小。
式中:
则: 令:
c
1
P r o o
(
K ro
)p
r
K ro 2 k h qo 3 re ln s o o rw 4
2 P Pwf Pr 2P r
2 r
K ro 2kh Jo 3 re ln s o o rw 4
1.Vogel 方法(1968)
①假设条件:
a.圆形封闭油藏,油井位于中心;溶解气驱油藏。 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。
第01章油井流入动态与多相流02ppt课件
实验参数范围
气体流量 液体流量 持液率 系统压力 压力梯度 倾斜度 流型
0~0.098 m3/s ; 0~0.0019 m3/s ; 0~0.87 m3/m3; 241~655 kpa(绝对压力); 0~18 kPa/m; -900~+900; 水平管流动的全部流型。
一、基本方程
假设条件:气液混合物既未对外作功,也未受外界功 单位质量气液混合物稳定流动的机械能量守恒方程
8000vs
1 2 [vsi
v2 si
11.17 103 L L D
v (0.251 8.74 106 N ) gD
si
Re
N 8000 b
vs
(0.35
8.74
10
6
N
Re
)
gD
Nb
vs DL
L
的计算
连续液相
水 水 油 油
计算公式选择
vt (米 / 秒 )
<3.048 >3.048 <3.048 >3.048
q
U2
mgZ2 sin
mv22 2
p2V2
图2-19 倾斜管流能量平衡关系 示意图
dU mvdv mg sindZ
d ( pV ) dq 0
dU dq pdV dIw
Vdp mvdv mg sindZ dIw 0
1
dp
vdv
g
sindZ
dI w
0
dp v dv g sin dIw 0
上/下坡 上坡 上坡 上坡 下坡
d
e
f
g
0.011 -3.768 3.539 -1.614
2.96
0.305 -0.4473 0.0978
第一章 油井基本流动规律
含 30 水 率 % 0
q , m3 /d
含水率的变化
当Pwf > Pso时,只产水,含水率100%;
当Pwf < Pso时,开始产油,含水率下降。
当Pwf下降到油水IPR曲线的交点时, qo=qw,含水率为50%。
reh A /
A——水平井控制泄油面积,m2。 式(1-7)中的泄流区域几何参数 (如图1-3右图)要求满足以下条件 L>βh 且L<1.8 reh
二、油气两相渗流的流入动态
1、流入动态曲线随井底压力的变化
由式1-3
CK 0 h Jo re 1 0 B 0 (ln S) rw 2
q o max cp r
2n
(1-24)
将式(1-23)与式(1-24)相除,
得指数式无因次IPR方程:
qo q o max p wf 1 pr
2
n
(1-25)
三、含水及多层油藏油井流入动态
1.油气水三相渗流油井流入动态 Petrobras根据油流Vogel方程和已知采液 指数,导出油气水三相渗流时的IPR曲线(如
力时只产油不产水,当井底压力低于水层压
力之后,油井见水。随着产量增大,含水率
上升。
(3)流入动态: 压
力 a.高压水层
P Pso A
Psw B
a-全井 b-油层
b
c-水层
a c
0
q
q , m3 /d
含 100 水 率 % 40
0
q , m3 /d
Pso
Psw
压 力
b.低压水层
液 水
0
油
q , m3 /d
第一章 油井基本流动规律
第一章 油井基本流动规律油井生产系统可分为三个子系统:从油藏到井底的流动——油层中渗流;从井底到井口的流动——井筒中流动;从井口到地面计量站分离器的流动——在地面管线中的水平或倾斜管流。
有些油井为了使其稳定生产和安全性考虑,还会有通过油嘴以及井下安全阀的流动——嘴流(节流)。
为此,本章将分别介绍油井生产系统的三个基本流动过程(油层渗流、气液两相管流及嘴流)的动态规律及计算方法。
第一节 油井流入动态原油从油层到井底通过多孔介质(含裂缝)的渗流是油井生产系统的第一个流动过程。
认识掌握这一渗流过程的特性是进行油井举升系统工艺设计和动态分析的基础。
油井的产量主要取决于油层性质、完井条件和井底流动压力。
油井流入动态是指在一定地层压力下,油井产量与井底流压的关系,图示为流入动态曲线,简称IPR (Inflow Performance Relationship )曲线。
典型的IPR 曲线如图1-1所示,其横坐标为油井产液量(标准状态下),纵坐标为井底流压p wf (表压)。
当井底压力为平均地层压力r p 时(即生产压差0p p wf r =-),无流体流入井筒,故产量为零。
随着井底流压降低,油井产量随生产压差的增大而增大。
当井底流压降至大气压(p wf =0)时,油井产量达到最大q max ,而它表示油层的潜在产能。
就单井而言,IPR 曲线反映了油层向井的供给能力(即产能)。
如图1-1所示,IPR 曲线的基本形状与油藏驱动类型有关,其定量关系涉及油藏压力、渗透率、流体物性、含水率及完井状况等。
在渗流力学中已详细讨论了这方面的相应理论。
下面仅从研究油井生产系统动态的角度,讨论不同油层条件下的流入动态曲线及其绘制方法。
图1-1 典型的油井IPR 曲线一、单相原油流入动态1. 符合线性渗流规律的流入动态根据达西定律,定压边界圆形油层中心一口垂直井,稳态流动条件下的产量为⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+--=S r r B p p CKh q w e o o wf r o 21ln)(μ(1-1)对于圆形封闭油层,即泄流边缘上没有液体流过,拟稳态条件下的产量为()3ln4r wf o e o o w CKh p p q r B S r μ-=⎛⎫-+ ⎪⎝⎭(1-1a )式中 q o ——油井原油产量(地面);K ——油层渗透率。
油井流入动态与多相流PPT文档共104页
61、奢侈是舒适的,否则就不是奢侈 。——CocoCha nel 62、少而好学,如日出之阳;壮而好学 ,如日 中之光 ;志而 好学, 如炳烛 之光。 ——刘 向 63、三军可夺帅也,匹夫不可夺志也。 ——孔 丘 64、人生就是学校。在那里,与其说好 的教师 是幸福 ,不如 说好的 教师是 不幸。 ——海 贝尔 65、接受挑战,就可以享受胜利的喜悦 。——杰纳勒 尔·乔治·S·巴顿
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胶结地层的紊流速度系数:
1.906107
k1.201
非胶结地层紊流速度系数:
.
g 1.0k80.515 06
17
如果试井资料在单相渗流呈现非线性渗流,可绘
制 (pR pwf ) q 与 q 的关系曲线 。
Pr Pwf C Dq q
Pr Pwf qo
C
由此可以看出, PrPwf/q与 q
ta nD
.
11
注意问题: 对于非直线型IPR曲线,由于斜率不是定值,按不同
定义求得的采油指数不同。
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。
.
12
⑺IPR曲线的应用:
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
o
2
mPsa
4)直线外推至q=0,求得 PR 12Mp.a
5)Pwf=8.8MPa时
Qo=20×(12-8.8)=64m3
.
16
2.符合非线性渗流规律时的流入动态
条件:油井产量很高时,在井底附近不再符合线性渗流, 呈现高速非线性渗流。
Pr PwfCoqDoq2
C
oBo(lnx
3 4
S)
2koha
D1.33916013 Bo2 42h2rw
.
2
油井生产过程
四个基本流动过程:
油气从油藏流到井底(Pr→Pwf) -地层中的渗流 从井底流到井口(Pwf → Pt) -多相管流(泡流、段塞流、环流、雾流) 通过油嘴的流动(Pt → PB)
-嘴流
井口到分离器的流动( PB →Psep ) -近似水平管流
.
3
第一节 油井流入动态(IPR曲线)
⑴供给边缘压力不变圆形地层中心一口井的产量公式为:
qo
2koh(pe
oBo
ln
re rw
Pwf )
s
a
变 地为 层平 压均 力qo
2koh(Pr
oBo
ln
re rw
Pwf ) a
1 2
s
⑵圆形封闭油藏,拟稳态条件下的油井产量公式为:
qo
2koh(Pr
oBo
ln
re rw
Pwf ) a
3 4
s
re X rw
.
7
⑶非圆形封闭地层, 油井产 量公式可根据泄油面积形状 和油井位置进行校正。
re X rw
qo
2koh(Pr oBo ln X
Pwf )
1 2
s
a
qo
2koh(Pr oBo ln X
Pwf )
3 4
s
a
.
8
⑷分析:qo与Pwf的关系?
单相流动时,油层物性及流体性质K、μo、Bo、re、rw、S基
渗流规律的影响;
通过油井流入动态研究为油藏工程提供检验资料; 为采油工程的下一步工作提供依据; 检查钻井、固井、完井和各项工艺措施等技术水平的优劣。
J qo (Pr Pwf )
J 2koha
oBolnX
1s 2
.
13
⑻例题
例:A井位于正方形泄油面积的中心,
A 4 14 m 0 2 ,r w 0 .1 ,B o 1 .2 ,s 3 ,
m1 J
J qo (Pr Pwf )
.
10
⑹采油指数J的确定:
◆ 根据油藏参数计算:
qo J(Pr Pwf)
◆ 根据试井资料绘制
qo
2koh(Pr
oBoln
re rw
Pwf )
1 2
s
a
改变油井工作制度,当油井稳定生产后,测得一 系列产量与流压,绘制IPR曲线,IPR曲线斜率的负倒 数即为采油指数。
根据系统试井,计算
采油指J数o, PR,
koh(流动系数
o
及pwf8.8MP时 a 的产 。 量
.
14
解: 1)绘制IPR曲线
平均地层压力
.
15
2)计算采油指数
Jopqwo12f q po w12f
602020m3 11 9 Mpa
3)查表得
re 0.571400010142
rw
0.1
kohJoB(lnrrw e 43s)0.4101709(m3/(pa)s)0.4107m2m
r pscTlnrw
2
p pwf
p dp
Z
.
19
引用假(拟)压力的概念: 2 p p dp
Pwf
Qo
油气井流入动态:在一定的油层压力下,流体(油,
气,水)产量与相应的井底流压的关系,反映了油藏向该 井供油气的能力。
.
4
达 西
线性流
qo
ko AP
oL
IPR
曲
线
定 律
径向流
qo
2 kohP
o Bo
ln
re rw
表示产量与井底流压关系的曲线(Inflow Performance Relationship Curve),称为流入动态 曲线,简称IPR曲线。
呈线性关系。绘制的直线的斜
率为D,其截距则为C。
qo
.
18
(二)单相气体流入动态
1.符合线性渗流规律时的流入动态
条件:定压边界、圆形气层中心有一口气井稳定生产时, 距井轴r处的流量为:
qr
2rhkg g
dp dr
算为标准状态下的气井产量qg。
qg
Kgh TscZsc
.
5
直线型:Pwf>Pb,单相渗流,
牛顿流体(刚性水驱) 曲线型:a.非牛顿流体单相驱,
b.Pwf<Pb,两相流,
溶解气驱,粘弹流体。
复合型:Pwf<Pb <Pe ,
单—两相渗流
IPR曲线的影响因素: 油藏驱动类型;完井状况;油藏及流体物性。
.
6
一、单相流体流入动态
(一)单相液体流入动态
1.符合线性渗流规律时的流入动态
主要内容
★油井流入动态
Well Inflow Performance
★井筒气液两相流基本概念
Basic Conception of Wellbore Two Phase Flow
★计算气液两相垂直管流的Orkiszewski方法
Orkiszewski Correlation
★计算井筒多相管流的Beggs-Brill 方法
本不随压力变化:
qo J(Pr Pwf)
其中
J 2koha oBolnX 12 s
成正比,构成一条斜率为采油 指数的负倒数的直线。
J qo (Pr Pwf )
J 2koha oBolnX 43 s
.
9
⑸采油(液)指数的定义
单位生产压差下的油井产油 (液)量,反映油层物性、流 体物性、完井条件及泄油面 积等与生产有关的综合指标, m3/(d. Mpa)。
Beggs-Brill Correlation
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自喷井生产系统
①—分离器 ②—地面油嘴 ③—井口 ④—安全阀(海上油井) ⑤—节流器(海上油井) ⑥—井底流压Pwf ⑦—井底油层面上的压力Pwfs ⑧—平均地层压力Pr ⑨—集气管网 ⑩—油罐
井筒设备:油管、封隔器、配产器; 地面设备:井口装置(又称采油树),内含有油嘴。