采油——油井流入动态

15
稳态流动
在定压边界内的生产井经过长时间后， 可近似认为从中心井筒到边界的压力不 发生明显变化
16
典型的流入动态曲线(IPR曲线) 典型的流入动态曲线(IPR曲线) (IPR曲线
17
1．单相液体的流入动态 基本假设
圆形定压边界油藏（稳定流）的产量公式为 定压边界、稳定 流、均质、圆形、 等厚的水平单层 油藏
在系统试井中如 何使用这个公式 绘制IPR曲线？
β B o2 ρ B = 2 2 4 π h rw
24
2．油气两相渗流时的流入动态 (1)垂直井油气两相渗流时的流入动态
对于平面径向流，直井油气两相渗流时油井产量公 式为：
2 π rk o h dp qo = o B o dr
2πkh Pe K ro qo = ∫Pwf o Bo dp re ln rw
a
非圆形封闭地层的产量公式把上面的公式进行校正:
re A = Cx rw rw
19
表皮系数S
表皮系数 S 的概念： 是把实际的污染设想成围绕井筒的无限薄的表皮， 它对井生产导致一个附加压降Psk。 初始渗透率为 ki，污染区的 渗透率为 kd， 污染带半径为 rd。
20
ki rd s = ( 1) ln( ) kd rw
第二章 油井流入动态与井筒多 相流动计算
绪 论
采油工程：为采出地下原油，采用的各项工 采油工程：为采出地下原油， 程技术措施的总称。处于中心地位。 程技术措施的总称。处于中心地位。 任务：根据油田开发要求，科学地设计、控 任务：根据油田开发要求，科学地设计、 制和管理生产井和注入井； 制和管理生产井和注入井；采取工艺技术措 以提高油井产量和原油采收率、 施，以提高油井产量和原油采收率、合理开 发油藏。维持油井的高产稳产。 发油藏。维持油井的高产稳产。 目的：生产石油、收回投资、获利。 目的：生产石油、收回投资、获利。 与钻井、完井工程、油藏工程和储运工程紧 与钻井、完井工程、 密相关、交叉渗透。 密相关、交叉渗透。 特点：综合性、实践性、工艺性强。 特点：综合性、实践性、工艺性强。
3
主要内容：
自喷采油：利用地层天然能量开采。 自喷采油：利用地层天然能量开采。 气举采油 有杆泵采油 无杆泵采油 注水 水力压裂 酸化
（人工补充能量）
（降低阻力）
4
连续气举 气 举 人工举升 (机械采油) 泵 利用电缆传递电能 举 利用液体传递能量 电动潜油螺杆泵 水力活塞泵 射流泵 涡轮泵
7
井口阻件——地面用于控制油井产量 5）井口阻件 地面用于控制油井产量 油嘴、节流装置； 油嘴、节流装置； 地面集油管线——水平、倾斜或起伏 水平、 6）地面集油管线 水平 管线； 管线； 计量站油气分离器。 7）计量站油气分离器。 油井生产系统总压降为： 油井生产系统总压降为：
总压降可分解为以下部分： 总压降可分解为以下部分：
26
Vogel曲线
பைடு நூலகம்
溶解气驱油藏无因次IPR曲线
27
②Vogel方程
qo qo max Pwf = 1 0 .2 0.8 P Pr r Pwf
2
③利用Vogel方程绘制IPR曲线的步骤
28
a.计算 q o max
qo max = [1 0.2
qo (test ) Pwf (test ) Pr Pwf (test ) 0.8 P ] r
39
②Harrison方法 Harrison方法
Harrrison 无因次 IPR 曲线
40
(2)斜井和水平井的IPR曲线
Cheng对溶解气驱油藏中斜井和水平井进行了数值模拟， 并用回归的方法得到了类似Vogel方程的不同井斜角井 的IPR回归方程：
q0 q0 max
pwf pwf = A B p C p r r
30
（2）预测不同流压下的产量
（3）绘制IPR曲线
31
2)费特柯维奇（Fetkovich） 2)费特柯维奇（Fetkovich）方法 费特柯维奇
对溶解气驱油藏
压力平方表示了高速非达西效应，而指数 n 表 压力平方表示了高速非达西效应， 示了两相流效应（单相油流时n=1.0 n=1.0）。 示了两相流效应（单相油流时n=1.0）。 同样，只要有两次稳定测试数据和 pr 值，就可 以获得n和C值，绘制出相应的IPR曲线。
32
3)不完善井Vogel方程的修正
油水井的不完善性：
射孔完成--打开性质不完善； 未全部钻穿油层--打开程度不完善； 打开程度和打开性质双重不完善； 在钻井或修井过程中油层受到伤害或进行酸化、压裂 等措施，从而改变油井的完善性。
33
油井的流动效率：油井的理想生产压差与实际
生产压差之比。
本课程：
解决的问题：怎样把地下的原油采出地面来。 解决的问题：怎样把地下的原油采出地面来。 目的：培养面向石油工业的人才。 目的：培养面向石油工业的人才。 特点：系统性不强,基本理论多,内容多,时间紧 特点：系统性不强,基本理论多,内容多, 研究对象： 研究对象：地层向井筒的流动 井底向井口的流动 地面管线的流动
表皮系数S 表皮系数
不同的S对 应的含义？
完善井和非完善井周围压力分布和表皮系数 返回
21
采油指数可定义为: 单位生产压差下的油井产油量； 产油量与生产压差之比； 每增加单位生产压差时，油井产量的增 加值； IPR曲线斜率的负倒数。
qo J= ( Pr Pwf )
采油指数定义：单 位压差下的产油量
5
间歇气举 常规有杆泵 利用抽油杆传递能量 地面驱动螺杆泵 电动潜油离心泵
注水：利用液体携带、补充能量。 注水：利用液体携带、补充能量。 水力压裂（hydraulic fracturing） 水力压裂（ fracturing） 是利用压裂液使地层破裂形成裂缝。 是利用压裂液使地层破裂形成裂缝。并 在缝内填以支撑剂。 在缝内填以支撑剂。填砂裂缝的高渗透能力 起到油井增产的作用。 起到油井增产的作用。 酸化（acidizing） 酸化（acidizing） 是向油井挤入专门配制的酸液， 是向油井挤入专门配制的酸液，依靠其 化学溶蚀作用以解除油层污染和提高近井地 带油层渗透率。 带油层渗透率。 压裂酸化（简称酸压，用于碳酸盐层） 压裂酸化（简称酸压，用于碳酸盐层） 基质酸化（用于碳酸盐和砂岩地层） 基质酸化（用于碳酸盐和砂岩地层）
qo =
2πk o h( Pr Pwf ) re 1 o Bo ln + s r 2 w
a
每一个参数的含 义和单位
18
1．单相液体的流入动态
圆形封闭地层边界（拟稳定流） 的产量公式为：
封闭边界、拟稳 定流、均质、圆 形、等厚的水平 单层油藏
qo =
2π k o h ( Pr Pwf ) re 3 o Bo ln + s r 4 w
2
A、B、C为取决于井斜角的系数。
Bendakhlia等用三维三相黑油模拟器研究了多种情况 下溶解气驱油藏中水平井的流入动态关系。得到了不 同条件下IPR曲线。 曲线表明：早期的IPR曲线近似于直线,随着采收率增 加,曲度增加,接近衰竭时曲度稍有减小。 Bendakhlia建议用公式来拟合IPR曲线图版，发现吻合 很好。
FE =
p p psk pr p′ wf = r wf pr pwf pr pwf
′ Psk = Pwf Pwf
Psk 为“正”称“正”表皮，油井不完善； Psk 为“负”称“负”表皮，油井超完善。
表皮系数
34
S 称为表皮系数或井壁阻力系数
完善井,
s<0 油层受污染的或不完善井， s > 0
油井基本假设
返回
13
稳态、拟稳定和非稳态流动
一般来讲，原油从地层流到井底，所 经历的流动状态可以分为非稳态流动、拟 稳态流动和稳态流动三种。
非稳态流动
只适合于油藏中产生某个 扰动后的较短时间， 压力波未抵达边界或无限大地 层。
14
拟稳态流动
扰动已达到供给边界 ，此时压力仍继续变化 （如平均油藏压力继续下降）， 但相当长时间后各处压力随时间 的变化率近似达到一致
22
单相流动IPR曲 单相流动IPR曲 IPR 线
p
wf
= p
r
q0 J0
23
当油井产量很高时， 当油井产量很高时，井底附近 将出现非达西渗流， 将出现非达西渗流，油井产量 和生产压差之间的关系为： 和生产压差之间的关系为：
Pr Pwf = Aq + Bq 2
3 o Bo (ln x + S ) 4 A= 2πko ha
曲线时， 用 Standing 方法计算 FE≠1 时的 IPR 曲线时， 不应超过 Standing 提供的无因次曲线的应用 范围， 范围，即 FE=0.5~1.5。超过曲线范围之后，既 。超过曲线范围之后， 无法查曲线，也不能应用Standing 方法计算。 方法计算。 无法查曲线，也不能应用 为此 Harrison 提供了 1≤FE≤2.5 范围内无因次 IPR 曲线，扩大了 Standing 曲线的应用范围。 曲线， 曲线的应用范围。 可用于计算高流动效率井的 IPR 曲线和预测低 流压下的产量。 流压下的产量。
6
生产系统：
多孔介质； 1）油层——多孔介质； 油层 多孔介质 2）完井——井眼结构发生改变的近井地带 完井 井眼结构发生改变的近井地带 (钻井、固井、完井和增产措施作业所致)； 钻井、固井、完井和增产措施作业所致) 3）举升管柱 举升管柱——垂直、倾斜或弯曲油管、套 垂直、 垂直 倾斜或弯曲油管、 管或油、 套管环形空间（ 管或油 、 套管环形空间 （ 井下油嘴和井下 安全阀） 安全阀）； 人工举升装置——用于补充人工能量的深 4）人工举升装置 用于补充人工能量的深 井泵或气举阀等； 井泵或气举阀等；