2-2(油井自喷采油)

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计算结果如下表：
流压 !! ，# $ % & " 产量 " ，. ／ . / 0 ’ ( ) ) ’ 1 ) ) ’ ) ) ) , ) * + ’ * + ) ) , 2 + ( ( * ) ) ) * ’ 1 3 + , + ) ) * 4 2 ) 4 , ) ) ) ’ * + 4 ,
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’ ’ （ ） ,*/*3 ) ! 式中( 称为采油指数（) ） ，其物理意义为单位时间及生产压差的驱动下进入井底的流量， 4 ()
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式中，" 为受表皮效应而 附 加 的 压 力 降， ! $ ? % < 可由试井求得。! 可定义为理想径向流 @ ! $ ? % < ! " 动（即不存在表皮效应）的井底流动压力。井 底附近地层受到伤害的压力分布如图 * 5 , 5 1 所示。计算时直接将 ! 代入伏格尔公式，即 @ ! " ／ （! ／ ） C * % " "A ! & B # ,$) ! " >
根据达西渗流定律，对无限大地层，在 ! （泡点压力）的情况下，油井产量公式 !! ! " （"# ）为： $
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式中 &! — — —原油的相对渗透率（&! ／ ； / &# &） # # — —原油的绝对渗透率。 &— 、 # 及! 都是压力的函数，只要找到它们与压力的关系，就可得到产量与流压的 &! # * # 关系。*# 及 ! 可由高压物性资料得到，而 &! 是含油饱和度的函数，可从相对渗透率与含 # # 油饱和度关系曲线上寻找。用这种方法绘制 0 1 2 曲线是十分复杂的，因此，在油井动态分 析和预测中都采用简单的近似方法如伏格尔法来绘制0 1 2 曲线。 ）公式 ’ &油气两相流的伏格尔（3 # * ( 4 伏格尔提供了一个简单公式来解决溶解气驱油藏0 1 2 曲线的绘制问题，其关系式为：
第二章
油井自喷采油
自喷采油是指利用油层本身的能量使油喷到地面。它的特点是设备简单、管理方便、经 济实用，但其产量受到地层能量的限制。由于海上油田初期投资大，且生产操作费较高，要 求油井在较长的时间内保持较高的相对稳定的产量下进行生产。然而油井的供给能力随着油 藏衰减式开采而减弱，其主要原因是油藏压力的降低和流动阻力的增加，因此油井自喷产量 会逐渐降低。一般来说，在开采初期，如果地层能量充足能提供较高产量，可考虑采取自喷 采油。随着产量下降，不能满足油田开发计划，可选用人工举升采油，如气举、电潜泵等。 采油方式的选择参见第二篇第一章。 自喷井的生产可分为四个基本流动过程：油层中的渗流— — —从油层到井底的流动；井筒 中的流动— — —从井底到井口的流动；原油到井口后通过油嘴的流动；地面管线流— — —油嘴到 分离器的流动。对自喷井进行生产分析，主要考虑第一个流动过程即油层中的渗流和第二个 流动过程即井筒中的流动。
’ ! ’ & ’ $ " 0 ’ ! $ 3 ’ # 3 3
图& * $ * & + 井, . 曲线
测试资料如下表所示，试绘制其, . 曲线及求采油指数!。
井底流压，6 7 8 : 原油产量， ／ 4 4 ( 5 ’ ’ 2 ! ! " $ # ’ ’ / $ ! ! / #
解： 。 !绘制, . 曲线，见图& * $ * ’ "计算采油指数： 由趋势线得： # / 0 % 0$" % " ! # # ’; ( <" ’ = ／ （$" ） ／ （ ） ・ 7 8 ! "$$ % " ! # # &4 4 ( 5 "& 6 当油井产量很高时，在井底附 近将出现非达西渗流，油井产量和 生产 压 差 之 间 的 关 系 是 非 线 性 的， 但同样可以用公式计算出来，在这 里不作叙述。 在水驱油藏中，随着原油的开 采，油藏出现油、水 两 相 流 动。其 流入特性可近似为单相油流和单相 水流之和，采油指数一般会随含水
图’ ; $ ; % 溶解气驱油藏0 1 2 曲线
我国南海某油田 < 井
油藏平均压力 ! ，流压 /, = 8 8> ? @ 6 ! /, % 8 8 ? @ 6时 的 产 量 % = 8 8 > !+ #/,
／ 。试利用 3 " " ( . # * (方程绘制该井的0 1 2 曲线。 4 解 ： "计算 %5 6 7 # %5 6 7
!根据上表绘制7 8 9 曲线，见图* 5 , 。 5 + 斯坦 丁（: ）进 一 步 发 展 了 伏 ; & < 0 % < = 格尔方法，将其公式用于井底附近受污染 或进行过增产措施后井底有所改善即流动 效率不等于,的油井。 流动效率 ! # 理想压差／实际压差
图* 5 , 5 + 6井7 8 9 曲线
% # !+ -’ （!+ ） $)8 & ’ & 9 )8 ! ! ! !
, = 8 8 , % 8 8 % 8 8 ’ （, ） $)8 & ’+ & 9 )8 , = 8 8 , = 8 8 ／ = A $ $" " ( . #, 计算不同流压下的产量： # #
!+ !+ & ’ & 9 )8 % # # $)8 ! ! ! !
* （! ／ ） （ ） C 4 *$,$4 % $) ! ! " > 也可以通过斯坦丁作出的油井流动效率曲线
（如图* ）直接计算出来。 5 , 5 2 已知某油田 ! 1 ) )# $ % &! >D* ，井底流压 !! 4 ) )# $ % & 时的产量 " ! . "D, -D
图* 5 , 5 1 井底附近地层有 损害的油井压力分布图
3 工程上常以 8 ／ （ ・ ） ［或 ; ／ （ ・ ） ］为单位。采油指数是衡量油井生产能力的重要 9 : ) & ; 1 9 $ % #
指标，亦可用以判断油井的工况。一般都是用系统试井资料来求得采油指数。表皮系数 $ 对采油指数的影响较大。只要测得3 * <个稳定工作制度下的产量及其流压，便可绘制该井 的4 ) 5 曲线。单相流的4 ) 5 曲线是直线，其斜率的负倒数便是采油指数。有了采油指数就 可以对油井进行系统分析时，预测不同流压下的产量，以及研究油层参数。 如某油田 = 井，已知：%’6 7 ，! ，"’6 ，! > >8 ?， & 6< >" + 6 / < ( ) / 3 ’ 0 ， ， 。试用达西渗流定律求 （优化完井） 、 6, @ > ># $ % & # 6/ 3 , >" + # 7" + $6> $6< * !6 > （井筒污染）和 $6. （酸化、压裂）时的采油指数，并绘制 时的 曲线。 < $6 > 4 ) 5 —, 入特性
）曲线，又称流入动态曲线，表示油井产量与井底 ! " #（ ! $ % & ’ (" ) * % ’ * + , $ )# ) & , . / ’ $ 0 1 / 2 流动压力的基本关系即油井流入特性， 它反映了 原油从油藏流向井底的能力。因而，它既是确定 油井合理工作方式的依据，也是分析油井生产动 态的基础。 ! " # 曲线可通过系统试井数据或从流入特性 公式计算获得，它与油藏类型有关。即使对同一 类型油藏如水驱油藏，其 ! " # 曲线会随含水上 升而不断变化；而溶解气驱油藏的 ! " # 曲线也 会随地层能量的不断消耗而有所变化。典型的油 井! " # 曲线如图3 4 5 4 5所示。 一、单相流体的流入动态
— — —井底流动压力， ； $ % & # !! " — — —地层油的粘度， ； ( ) ’ ! — —地层油体积系数； "’— — — —油井泄油半径， ； # " + * — — —井眼半径， ； # " + ! — —表皮系数。 $— , -主要参数的确定 公式（ ）中各项参数的获得： , . / . / !油层的有效渗透率（%’）通常可通过试井资料获得。 "油层有效厚度（ &）代表某一含油层段中，经论证有出油能力部分的垂直厚度，一般 可从测井和录井数据中得到。 ） ，最好是通过地层压力恢复测试资料分析得到，也可从静液面和 #平均地层压力（! 0 邻井资料获得。 ） ，可从高压物性资料得到。 $地层油的粘度（! ’ ，可从高压物性资料得到。 %地层油体积系数（"’） ） ，一般是比较难准确确定，可以根据井的位置和油田的形状而获 &油井泄油半径（ # * 值对1 （ ／ !）影响不大。 得，也可从试井解释资料中得到，不过# 2 # * *# ） ，可用钻头的尺寸作为井眼半径。 ’井眼半径（ # ! ，可从地层压力恢复试井资料中得到，若没有压力恢复资料，可以进 (表皮系数（$） 行油井实际生产动态资料拟合来求得。它与油井完井方式、井底污染或增产措施等有关。 3 -单相流的4 ) 5 曲线及采油指数 在单相流动条件下，通常假设油井产量（’ ）与生产压差（) ）呈线性关 !6! ’ 0. ! ! " 系，这是因为油层物性及流体性质基本不随压力变化。 令
’ ／5 （!+ ／ !） （!+ ／ !） & ’ & 9 )8 % #% 6 7 # $)8 -! -!
（ ） ’)$):
— — —当 !+ 式中 %5 / 8时油井的最大理论产量。 6 7 伏格尔把制作 0 1 2 曲线图的坐 标分别用 % ／5 ／ ! 的无因次 !!+ #% 6 7 -! 量绘制成，发现不同的溶解气驱油 藏或 同 一 油 藏 不 同 采 出 程 度 下 的 0 1 2 曲线都有类似的形状，如图’ ; 所示。它是被广泛地用来预测 $ ; % 溶解气驱油藏的 0 1 2 曲线，只是高 粘度油藏及油井污染严重或实施增 产措施时差别较大。 ［例, ］
［例 (］
／ ，流动效率!D ，试求!D + ) ). . / 0 ) C 1 , C )和 以及井底流压 !! ) C 1时的 "A D , ’ ) )# $ % E & B " !D
解
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所以
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／ （ ・ ） 7 8 &1 " ! 12 % 3 34 4 ( 5 6 ／ （ ・ ） 7 8 & 1# ! 1# % 3 34 4 ( 5 6 ／ （ ・ ） 7 8 &1* # ! 1’ " % 2 $4 4 ( 5 6 时，该油井的 曲线 & 1" , . 如图& 。 * $ * & ［例& ］ 我国南海某油田 9 井
图& * $ * ’ 南海某油田 9 井, . 曲线
的上升而降低。
二、油气两相流的流入动态 $ %油气两相流的一般公式 在溶解气驱油藏中，当油藏压力低于饱和压力时，油气两相渗流就会发生。由于油层物 性（主要是饱和度）及流体性质随压力变化较大，因而溶解气驱油藏油井产量与流压的关系 是非线性的。对于溶解气驱油藏，油井产量与流压的关系可用相对渗透率数据或伏格尔 （> ）法求得。 = @ ( ? —+ * ) —
图3 4 5 4 5 典型的油井! " # 曲线
5 6单相流的产量公式 根据达西渗流定律，在无限大地层中心一口井的产量为：
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（% ） #’ $ *&% ( % ( 8 ) （ 5 7 5 6 3 ’’ & $ & )*） ’ ! ( 7 (
） （ 3&5&5
式中 ! — — —油井产量， ／ ； 9 9 & : ’ — —油层的有效渗透率，+ #’— ;； — —油层有效厚度， ； $— % . — — —平均地层压力， ； 0 / , 2 % * —, + —