《石油采油工程》完整版
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采油工程
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第一章 油井基本流动规律
第一节 油井流入动态
一、单相原油流入动态 1、垂直井单相油流 （1）定压边界的稳定流产量公式
Pe=常数
Pw
C — 单位换算系数，P2表1-1
对溶解气驱油藏,可由试井得 Pr ,取代Pe：
根据达西定律，定压边界圆形油层中心一口垂直井
的稳态流动产量公式 :
( 1-1 )
（1-5a）
( p r p wf ) / q 0 与q0呈线性关系，其直线的
斜率为B，截距为A。
3. 水平井单相油流
（1 ）水平井的流动形成
3
（2 ）水平井的采油指数 （1-7）
——油层渗透率各向异性系数， （1-8） Kh、Kv——油层水平、垂向方向的渗透率；
——长度为 L的水平井所形成的椭球形泄流
式中 K—地层渗透率， m 2 ； 胶结地层，a= 1.906×107 、b=1.201； 非胶结砾石充填地层，a=1.08×106 、b=0.55
在系统试井时，如果在单相流动条件下 出现非达西渗流，则可用图解法求得（1-5） 中的系数A和B值。改变式（1-5）得：
pr q0 p wf A Bq 0
(2)封闭边界拟稳态条件下的产量公式
ck o h(Pe Pwf ) qo 1 re μ o Bo (ln S) rw 2
对于圆形封闭地层中心一口井的 拟稳态流动其产量 :
Pe C
Pw
(1-1a)
参见: DAKE : Fundamentals of Reservoir Engineering
(4) 确定入井动态曲线
1. 利用地层参数计算若干个 q 与 Pwf 的对 应值作图,得IPR曲线。 2.利用稳定试井法测定 改变生产条件 , 待产量稳定后 (<5%/ 天 ) , 测定井底流压。改变 Pwf * 3—5次,得q与Pwf对应 * 的3—5个点。在Pwf—q * q 坐标系中作出曲线。
CK 0 h re 3 S) 0 B 0 (ln rw 4
（1-3a）
J0
q0 p r p wf
（1-4）
B井 80吨/天
B井 120吨/天
(1) 采油指数
例： A井 100吨/天
A井 110吨/天 如果
P 1 P2
Pwf ，则P， qA ，qB
若 qB qA ，则B井产能大。 q 衡量产能: 采油指数 P
由式1-3
Jo CK 0 h re 1 0 B 0 (ln rw 2
0
4
2
h 2 rw
式中 A—二项式层流系数,Pa/（m3/s）； B—二项式紊流系数，Pa/（m3/s）2 ρ—原油密度，kg/m3； β—紊流速度系数，m-1。
β— 紊流速度系数， m-1 。它表征岩 石孔隙度结构对流体紊流的影响。由于岩石 结构的复杂性，用经验公式估计： b （1-6）
a/ K
Pwf = Pr- q/J 当 q= 0 时，
Pwf
q
Pwf=Pr
Pr•J
当
q= Pr.J 时， Pwf=0 (1-2b)
由此两点得曲线:
tg=Pr.J/Pr=J
曲线的特征
1. 夹角的正切就是采油指数 , 夹角越大 , 采油指数越大 , 生产能力越强 ; 反之 , 夹角 越小 ,J 越小 , 生产能力越弱。曲线很直观 地反映油井的产能。 2. 当井底压力为 Pe 时 , 生产压差为零 , 油 井产量为零 . 即 : 产量为零的点 , 所对应的 压力即地层压力。 3. 当井底压力为零时 , 生产压差最大 , 所 对应的产量是极限最大产量。
o
qo
( P r P wf ) m 0 B 0 (ln r e 3 S) rw 4 ck
o
可简化成：qo=Jo ( Pe -Pwf )
或 其中：
(1-2a) (1-2) （1-3）
S)
qo=Jo ( Pr - Pwf )
Jo CK 0 h re 1 0 B 0 (ln rw 2
Jo
区域的长半轴； (1-9)
L——水平井水平段长度(简称井长）； S——水平井表皮系数； reh——水平井的泄流半径
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、入井动态曲线随井底压力的变化
(1-2)式可写成 q = f (Pwf)
产量与井底流压的关系叫入井动态关系(IPR) ——Inflow Performance Relationship 描绘q=f(Pwf)的曲线叫入井动态关系曲线 (IPR 曲线)。
②入井动态关系曲线（IPR 曲线）
建立 Pwf～q 坐标，
P
变换q =J(Pr-Pwf)式：
Jo qo Pe Pwf
qL Pe Pwf
cko h S o Bo ln re rw
ch ln re rw S ko Bo o kw Bw w
JL
采油指数反映了地层参数，反过来说， 地层参数影响采油指数。
（3） 入井动态关系曲线
① 入井动态关系
根据(1-2)式：qo =Jo(Pr-Pwf) 一般，在一定时期内： J=C（单相渗流）， Pr=C
（5）IPR曲线的应用 1. 分析油井的潜能； 通过曲线可得到 J, Pe , qmax 2. 制定油井的工艺方案；
3.
分析措施效果。
（6）高速非线性渗流时, 油井产量与生产压差 间的关系为： p r
p wf Aq o
3 S 4
2 Bq o
（1-5）
B
2 B0
式中：
A
B0 re ln 2 K0h rw
采油指数:油井日产量与生产压差的比值。
它表示单位生产压差下油井的日产量,
用以衡量油井的生产能力。
如果油井既产油,又产水：
( 1-4a )
产液指数
比采油指数：单位油层厚度上的采油指数。
JS J / h
q h ( P r Pwf )
( 1-4b )
(2)影响采油指数的因素
qo=Jo ( Pe -Pwf )
(3)
非圆边界的产量公式
A—泄流面积； Cx值见P3 图1—2
2、 采油指数及入井动态
q0 cko h ( P e re o Bo (ln rw P wf ) S)
qo
( P r P wf ) 1 r e m 0 B 0 (ln S) rw 2 ck
o
qo
h ( P e P wf ) 1 r e m o B o (ln S) rw 2 ck
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第一章 油井基本流动规律
第一节 油井流入动态
一、单相原油流入动态 1、垂直井单相油流 （1）定压边界的稳定流产量公式
Pe=常数
Pw
C — 单位换算系数，P2表1-1
对溶解气驱油藏,可由试井得 Pr ,取代Pe：
根据达西定律，定压边界圆形油层中心一口垂直井
的稳态流动产量公式 :
( 1-1 )
（1-5a）
( p r p wf ) / q 0 与q0呈线性关系，其直线的
斜率为B，截距为A。
3. 水平井单相油流
（1 ）水平井的流动形成
3
（2 ）水平井的采油指数 （1-7）
——油层渗透率各向异性系数， （1-8） Kh、Kv——油层水平、垂向方向的渗透率；
——长度为 L的水平井所形成的椭球形泄流
式中 K—地层渗透率， m 2 ； 胶结地层，a= 1.906×107 、b=1.201； 非胶结砾石充填地层，a=1.08×106 、b=0.55
在系统试井时，如果在单相流动条件下 出现非达西渗流，则可用图解法求得（1-5） 中的系数A和B值。改变式（1-5）得：
pr q0 p wf A Bq 0
(2)封闭边界拟稳态条件下的产量公式
ck o h(Pe Pwf ) qo 1 re μ o Bo (ln S) rw 2
对于圆形封闭地层中心一口井的 拟稳态流动其产量 :
Pe C
Pw
(1-1a)
参见: DAKE : Fundamentals of Reservoir Engineering
(4) 确定入井动态曲线
1. 利用地层参数计算若干个 q 与 Pwf 的对 应值作图,得IPR曲线。 2.利用稳定试井法测定 改变生产条件 , 待产量稳定后 (<5%/ 天 ) , 测定井底流压。改变 Pwf * 3—5次,得q与Pwf对应 * 的3—5个点。在Pwf—q * q 坐标系中作出曲线。
CK 0 h re 3 S) 0 B 0 (ln rw 4
（1-3a）
J0
q0 p r p wf
（1-4）
B井 80吨/天
B井 120吨/天
(1) 采油指数
例： A井 100吨/天
A井 110吨/天 如果
P 1 P2
Pwf ，则P， qA ，qB
若 qB qA ，则B井产能大。 q 衡量产能: 采油指数 P
由式1-3
Jo CK 0 h re 1 0 B 0 (ln rw 2
0
4
2
h 2 rw
式中 A—二项式层流系数,Pa/（m3/s）； B—二项式紊流系数，Pa/（m3/s）2 ρ—原油密度，kg/m3； β—紊流速度系数，m-1。
β— 紊流速度系数， m-1 。它表征岩 石孔隙度结构对流体紊流的影响。由于岩石 结构的复杂性，用经验公式估计： b （1-6）
a/ K
Pwf = Pr- q/J 当 q= 0 时，
Pwf
q
Pwf=Pr
Pr•J
当
q= Pr.J 时， Pwf=0 (1-2b)
由此两点得曲线:
tg=Pr.J/Pr=J
曲线的特征
1. 夹角的正切就是采油指数 , 夹角越大 , 采油指数越大 , 生产能力越强 ; 反之 , 夹角 越小 ,J 越小 , 生产能力越弱。曲线很直观 地反映油井的产能。 2. 当井底压力为 Pe 时 , 生产压差为零 , 油 井产量为零 . 即 : 产量为零的点 , 所对应的 压力即地层压力。 3. 当井底压力为零时 , 生产压差最大 , 所 对应的产量是极限最大产量。
o
qo
( P r P wf ) m 0 B 0 (ln r e 3 S) rw 4 ck
o
可简化成：qo=Jo ( Pe -Pwf )
或 其中：
(1-2a) (1-2) （1-3）
S)
qo=Jo ( Pr - Pwf )
Jo CK 0 h re 1 0 B 0 (ln rw 2
Jo
区域的长半轴； (1-9)
L——水平井水平段长度(简称井长）； S——水平井表皮系数； reh——水平井的泄流半径
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、入井动态曲线随井底压力的变化
(1-2)式可写成 q = f (Pwf)
产量与井底流压的关系叫入井动态关系(IPR) ——Inflow Performance Relationship 描绘q=f(Pwf)的曲线叫入井动态关系曲线 (IPR 曲线)。
②入井动态关系曲线（IPR 曲线）
建立 Pwf～q 坐标，
P
变换q =J(Pr-Pwf)式：
Jo qo Pe Pwf
qL Pe Pwf
cko h S o Bo ln re rw
ch ln re rw S ko Bo o kw Bw w
JL
采油指数反映了地层参数，反过来说， 地层参数影响采油指数。
（3） 入井动态关系曲线
① 入井动态关系
根据(1-2)式：qo =Jo(Pr-Pwf) 一般，在一定时期内： J=C（单相渗流）， Pr=C
（5）IPR曲线的应用 1. 分析油井的潜能； 通过曲线可得到 J, Pe , qmax 2. 制定油井的工艺方案；
3.
分析措施效果。
（6）高速非线性渗流时, 油井产量与生产压差 间的关系为： p r
p wf Aq o
3 S 4
2 Bq o
（1-5）
B
2 B0
式中：
A
B0 re ln 2 K0h rw
采油指数:油井日产量与生产压差的比值。
它表示单位生产压差下油井的日产量,
用以衡量油井的生产能力。
如果油井既产油,又产水：
( 1-4a )
产液指数
比采油指数：单位油层厚度上的采油指数。
JS J / h
q h ( P r Pwf )
( 1-4b )
(2)影响采油指数的因素
qo=Jo ( Pe -Pwf )
(3)
非圆边界的产量公式
A—泄流面积； Cx值见P3 图1—2
2、 采油指数及入井动态
q0 cko h ( P e re o Bo (ln rw P wf ) S)
qo
( P r P wf ) 1 r e m 0 B 0 (ln S) rw 2 ck
o
qo
h ( P e P wf ) 1 r e m o B o (ln S) rw 2 ck