一节油井流入动态IPR曲线
合集下载
第三篇 第一章 海上采油工艺原理
1第一章 海上采油工艺原理第一节 流入动态油井产量与井底流动压力的关系曲线称为流入动态曲线(Inflow Performance Relationship Curve)，简称为IPR 曲线。
它反映了油藏向该井供油的能力，有些书中也称指示曲线(Index Curve)，即油井产量与生产压差的关系曲线，因一定时间内油层压力可看作稳定不变，生产压差的变化即井底流压的变化。
对单井来说，IPR 曲线表示了油层的工作特性，因此，它既是确定油井合理工作制度的依据，也是分析油井动态的基础。
典型的油井流入动态曲线如图1-7所示。
由图可看出，IPR 曲线的基本形状与油藏的驱动类型有关，在同一驱动方式下p wf -q 关系的具体数值将取决于油层压力、渗透率及流体物性。
有关不同驱动方式下p wf -q 关系与油藏物理参数及完井状况之间的定量关系已在渗流力学中作了详细的讨论。
这里，我们仅从研究油井生产动态的角度来讨论不同条件下的流入动态曲线及其绘制方法。
一、单相流体的流入动态井底流压高于原油在地层条件下的饱和压力时，油藏中流体的流动为单相流动。
根据达西定律，等厚均质圆形地层中心一口井的产量公式为：)(ln )(543.0o wf r 0s b X B p p h k q o o +--=μ (1-1a)式中 q 0 ── 油井产量(地面),m 3/d ； h ──油层有效厚度,m ；k ── 油层中油的有效渗透率,10-3μm 2； r p ──油井平均地层压力,MPa ； p wf ── 油井井底流压,MPa ； μ0 ── 地层油的粘度，mPa ·s ； B 0 ── 原油体积系数,无因次； r e ── 油井供油边缘半径，m ； r w ── 油井半径，m ；b —— 常数，圆形封闭边界，b=3/4；圆形定压边界，b=0.5；X ——与泄油面积形状和井的位置有关的系数，圆形油藏X= r e / r w ；其余查表1-1。
第1章 油井流入动态-1-1-new-07-911
qo max(FE1) qo qo / qo max(FE1)
qo b.计算不同流压下的产量 qo qo max FE 1 qo max FE 1 c.根据计算结果绘制IPR曲线
d.求FE对应的最大产量，即pwf=0时的产量
q o max FE q o max FE q o max FE 1 q o max FE 1
采油工程
第一章 油井流入动态与井 筒多相流计算
Inflow Performance Relationship & Wellbore Multiphase Flow
主要内容： • 油井流入动态 •井筒气液两相流基本理论 •气液两相管流实用计算方 法
采油工程
问题?
什么是油井流入动态? 油井流入动态和采油工程的关系? 引入油井流入动态的目的是什么? 怎么得到油井流入动态以及在现场怎么应用?
2rk o h dp qo o Bo dr
o、Bo 、Kro都是压力的函数。
2kh pe K ro qo pwf o Bo dp re ln rw
用上述方法绘制IPR曲线十分繁琐。
通常结合生产资料来绘制 IPR曲线。
采油工程
确定IPR的半经验方法 Semi-empirical method
a
采油工程
单相流动时，油层物性及流体性质基本不随压力变化
qo J ( pr pwf )
J 2ko ha r 1 o Bo ln e s r 2 w
直线型
qo J ( pr pwf )
pr pwf
生产压差
采油指数 J （Productivity Index---PI）
油井流入动态(IPR曲线)剖析课件
井底流压
井底流压是影响油井流入动态的关键 因素之一。
随着井底流压的增加，油井的产能会 逐渐提高，因为较高的流压能够提供 更大的能量，使流体更容易流入井筒 。
当井底流压较低时，油井的产能会受 到限制，因为低流压会导致油层中的 流体难以克服地层压力和摩擦阻力而 流入井筒。
井筒结构
井筒结构对油井流入动态也有重 要影响。
油井产能下降。
密度较大的流体需要克服更大 的重力，这可能影响油井的流
入动态。
压缩性较强的流体在多相流动 中可能会产生额外的流动阻力
，从而影响油井的产能。
采油方式
采油方式的选择也会对油井的流入动 态产生影响。
自喷采油时，油层中的流体在压力作 用下自动流入井筒，产能较高。
自喷采油和抽油机采油是常见的采油 方式，它们对油井流入动态的影响不 同。
方法
收集油井的生产数据，绘 制流入动态曲线，分析曲 线的形态、斜率和变化趋 势。
产能分析
定义
产能分析是指通过分析油 井的产能，了解油井的生 产能力和生产潜力。
目的
通过产能分析，可以评估 油井的产能潜力和增产潜 力，为油井的优化生产和 增产措施提供依据。
方法
计算油井的产能指IPR曲线的优化实践对于提高油田采收率具有重要意义，需要根 据油田实际情况制定针对性的优化措施。
案例三
目的
研究IPR曲线与采收率之间的关系， 揭示其内在联系。
方法
收集多个油田的IPR曲线数据，分析 其与采收率之间的关系，并进行统计 分析。
结果
发现IPR曲线形态与采收率之间存在 一定的相关性，不同形态的IPR曲线 对应不同的采收率水平。
井筒结构优化
根据油井的实际情况，优化井筒 结构，降低流动阻力，提高油井
采油课件：第1章油井流入动态及多相流动计算(4.7教室)
• 1968年，沃格尔对不 同流体性质、油气比、 相对渗透率、井距、 压裂井、污染井等各 种情况下的21个溶解 气驱油藏进行了计算。
低 高
排除高粘度原油及严重污染的油井后，绘制了一条 参考曲线，这一曲线被称为沃格尔曲线。
Vogel曲线及方程
利用Vogel方程绘制IPR曲线的步骤
已知地层压力和一个测试点：
二、油气两相渗流时的流入动态
(一)垂直井油气两相渗流时的流入动态 平面径向流，直井油气两相渗流时油井产量公式为：
Ko Kro K
o、Bo、Kro都是压力的函数。用上述方法绘制IPR曲线十分
繁琐。通常结合生产资料来绘制IPR曲线。
1.Vogel 方法
①假设条件：
a.圆形封闭油藏，油井位于中心； 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。
第一节 油井流入动态（IPR曲线）
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。
达 西
线性流
qo
ko AP
o L
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。
qo
ln
re
2kh
rw
3 4
s
Pr kro dp
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
油井流入动态(IPR曲线)
图1-5 完善井和非完善井周围 的压力分布示意图
油井的流动效率FE：
油井的理想生产压差与实际生产压差之比
pr pwf pr pwf p r pwf psk pr pwf
FE
pwf Psk pwf
为“正”称“正”表皮，油井不完善； Psk 为“负”称“负”表皮，油井超完善。 Psk
令：
ko rs s k 1 ln r s w
非完善井表皮附加压力降
qo o Bo psk s 2ko h
表皮系数或井壁阻力系数S
完善井, s 0
FE 1
s 0 FE 1
0 FE 1
增产措施后的超完善井，
油层受污染的或不完善井， s
b.计算 qo max
c. 由流入动态关系式计算相关参数
④Vogel曲线与数值模拟IPR曲线的对比
图2-4 计算的溶解气驱油藏油井IPR曲线
1-用测试点按直线外推；2-计算机计算值；3-用Vogel方程计算值
对比结果：
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料来预测最大产量时，但一般
2
所以：
2 ( p r pwf Jo )
2
费特柯维奇 基本方程
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损害或进行酸化、压 裂等措施，从而改变油井的完善性。
数值模拟结果 的总结
归一化曲线
②Vogel方程
qo qo max
IPR曲线节点(井底)
(三)从油藏到分离器有油嘴系统的节点分析方法 1.嘴流规律
油嘴的孔眼直径很小，一般 只有几毫米，油气在嘴前压 力pt和嘴后压力ph作用下通 过油嘴。
图2-19 嘴流示意图
临界流动：流体的流速 达到压力波在流体介质中 的传播速度时的流动状态。
图2-20 G f (P2 / P1) 关系
嘴前压力：p1 嘴后压力：p2
功能节点：存在压差的节点。 压力不连续的节点。
一般地，功能节点位置上装有起特殊作用的设备，如油嘴、 抽油泵等。油井生产系统中，当存在功能节点时，一般以 功能节点为求解点。
节点系统分析思路：
①以系统两端为起点分别计算不同流量下节点上、下游的压 力，并求得节点压差，绘制压差－流量曲线。
②根据描述节点设备(油嘴、安全阀等)的流量—压差相关式， 求得设备工作曲线。
自喷井生产系统的组成自喷井节点分析一自喷井生产系统组成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油井生产的三个基本流动过程自喷井生产的四个基本流动过程地面水平或倾斜管流地层渗流井筒多相管流嘴流图21完整的自喷井生产系统的压力损失示意图油藏中的压力损失穿过井壁射孔孔眼污染区的压力损失穿过井下节流器的压力损失穿过井下安全阀的压力损失穿过地面油嘴的压力损失地面出油管线的压力损失地面管线总压力损失包括和油管总压力损失包括和油井连续稳定自喷条件
2.油管直径的选择
油压较低时，大直径 油管的产量比小直径 的要高；
油压高时，大直径油 管的产量比小直径的 要低。
图2-24 Q不1 同油管Q直2 径对产量的影响
原因：滑脱损失、摩 擦损失相互作用。
3.预测油藏压力变化对产量的影响
当油嘴直径不变时， 油藏压力降低后产 量随着降低。
第4章 油井流入动态和多相流态
石油工程概论——采油工程
第四章
油井流入动态与井筒多相流动
第一节 油井流入动态（IPR曲线） 第二节 井筒气液两相流基本概念
第三节 嘴流规律
第一节 油井流入动态（IPR曲线）
四种流动：
地层内渗流(Pr→Pwf) 垂直管内流动(Pwf→ Pt) 油嘴内流动 (Pt→PB) 地面管道内流动(PB→Psep) 油井流入动态(地下渗流) 泡、段塞、环、雾流等 嘴流 多相水平管流
气体以很高的速度携带液滴喷出井口；
气、液之间的相对运动速度很小；
气相是整个流动的控制因素。
小结：
油井生产中可能出现的流型自下 而上依次为：纯油(液)流、泡流、段 塞流、环流和雾流。 实际上，在同一口井内，一般不 会出现完整的流型变化。
油气沿井筒喷出时的流型变化示意图 Ⅰ—纯油流；Ⅱ—泡流；Ⅲ—段塞流； Ⅳ—环流；Ⅴ—雾流
滑脱现象： 混合流体流动过程中，由于流体间的密度 差异，引起的小密度流体流速大于大密度流体 流速的现象。如：油气滑脱、油水滑脱等。
特点：气体是分散相，液体是连续相；
气体主要影响混合物密度，不影响摩擦阻力；
滑脱现象比较严重。
③段塞流
当混合物继续向上流动，压力逐渐降低，气体不断 膨胀，小气泡将合并成大气泡，直到能够占据整个 油管断面时，井筒内将形成一段液一段气的结构。 特点：气体呈分散相，液体呈连续相； 一段气一段液交替出现； 气体膨胀能得到较好的利用； 滑脱损失变小,摩擦损失变大。
表示产量与井底流压关系的曲线，简称IPR曲线。
基本概念
3、采油(液)指数（J) 单位生产压差下的油井产油(液)量，反 映油层性质、厚度、流体物性、完井条件
及泄油面积等与产量有关的综合指标。
J的确定
第四章
油井流入动态与井筒多相流动
第一节 油井流入动态（IPR曲线） 第二节 井筒气液两相流基本概念
第三节 嘴流规律
第一节 油井流入动态（IPR曲线）
四种流动：
地层内渗流(Pr→Pwf) 垂直管内流动(Pwf→ Pt) 油嘴内流动 (Pt→PB) 地面管道内流动(PB→Psep) 油井流入动态(地下渗流) 泡、段塞、环、雾流等 嘴流 多相水平管流
气体以很高的速度携带液滴喷出井口；
气、液之间的相对运动速度很小；
气相是整个流动的控制因素。
小结：
油井生产中可能出现的流型自下 而上依次为：纯油(液)流、泡流、段 塞流、环流和雾流。 实际上，在同一口井内，一般不 会出现完整的流型变化。
油气沿井筒喷出时的流型变化示意图 Ⅰ—纯油流；Ⅱ—泡流；Ⅲ—段塞流； Ⅳ—环流；Ⅴ—雾流
滑脱现象： 混合流体流动过程中，由于流体间的密度 差异，引起的小密度流体流速大于大密度流体 流速的现象。如：油气滑脱、油水滑脱等。
特点：气体是分散相，液体是连续相；
气体主要影响混合物密度，不影响摩擦阻力；
滑脱现象比较严重。
③段塞流
当混合物继续向上流动，压力逐渐降低，气体不断 膨胀，小气泡将合并成大气泡，直到能够占据整个 油管断面时，井筒内将形成一段液一段气的结构。 特点：气体呈分散相，液体呈连续相； 一段气一段液交替出现； 气体膨胀能得到较好的利用； 滑脱损失变小,摩擦损失变大。
表示产量与井底流压关系的曲线，简称IPR曲线。
基本概念
3、采油(液)指数（J) 单位生产压差下的油井产油(液)量，反 映油层性质、厚度、流体物性、完井条件
及泄油面积等与产量有关的综合指标。
J的确定
油气开采第八章讲解学习
油气开采
不完善井
E f p R p wf p R p wf
p' wf pR
1 Ef
p pR
(qo q m o )aE fx 11V (p p w R)f(1V )p (p w R)f2
油井不完善
无量纲IPR 方程通式
采出程度
(q o q m o)aE fx 1(2 V )E f( p p R)(V 1 )E 2 f( p p R)2
油气开采
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 , 根据系统试井
计算采油指数 Jo,PR,koo h（流动p 系 wf8 数 .8M） 时 pa及 的
pwf 11.2 10.2 9.7 9.1
q
16.1 35.9 46.1 57.9
第八章
油气开采
第八章 自喷与气举采油
自喷采油是最经济、最简单的方法，可以节省 大量的动力设备和维修管理费用
任何油井生产一般包含三个基本流动过程：
从油层到井底的流动－油层中的渗流 从井底到井口的流动－井筒中的流动 从井口到分离器的流动－－在地面管线中的水平
或倾斜管流
对多数自喷井，还存在通过油嘴的流动－嘴流
第八章
油气开采
第八章 自喷与气举采油
油嘴： 调节和 控制自 喷井产 量的装 置
第八章
油气开采
第一节 油井流入动态
油气井流入动态
定义：是指在一定的油气层压力下，流体 ( 油、气、 水 ) 产量与相应井底流动压力的关系，它反映了油藏 向该井供油气的能力。表示产量与流压关系的曲线称 为流入动态曲线(Inflow Performance Relationship Curve) ，简称 IPR 曲线，又称指示曲线 (Index Curve) 。
不完善井
E f p R p wf p R p wf
p' wf pR
1 Ef
p pR
(qo q m o )aE fx 11V (p p w R)f(1V )p (p w R)f2
油井不完善
无量纲IPR 方程通式
采出程度
(q o q m o)aE fx 1(2 V )E f( p p R)(V 1 )E 2 f( p p R)2
油气开采
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 , 根据系统试井
计算采油指数 Jo,PR,koo h（流动p 系 wf8 数 .8M） 时 pa及 的
pwf 11.2 10.2 9.7 9.1
q
16.1 35.9 46.1 57.9
第八章
油气开采
第八章 自喷与气举采油
自喷采油是最经济、最简单的方法，可以节省 大量的动力设备和维修管理费用
任何油井生产一般包含三个基本流动过程：
从油层到井底的流动－油层中的渗流 从井底到井口的流动－井筒中的流动 从井口到分离器的流动－－在地面管线中的水平
或倾斜管流
对多数自喷井，还存在通过油嘴的流动－嘴流
第八章
油气开采
第八章 自喷与气举采油
油嘴： 调节和 控制自 喷井产 量的装 置
第八章
油气开采
第一节 油井流入动态
油气井流入动态
定义：是指在一定的油气层压力下，流体 ( 油、气、 水 ) 产量与相应井底流动压力的关系，它反映了油藏 向该井供油气的能力。表示产量与流压关系的曲线称 为流入动态曲线(Inflow Performance Relationship Curve) ，简称 IPR 曲线，又称指示曲线 (Index Curve) 。
油井流入动态(IPR曲线)
(一) 采液指数计算(由测试点确定曲线)
已知 pr、pb和一个测试点pwf(test)、qt(test)
(1) pwf (test) pb
Ⅰ、已知地层压力和一个工作点( qo(test) , pwf(test) )
a.计算 qo m ax
qo max [1 0.2
qo te st
pwf test pr
0.8
pwf test pr
2
]
b.给定不同流压，计算相应的产量：
qo
1 0.2
pwf pr
0.8
pwf pr
2
qo max
qo max(FE1)
1 0.2
pw f pr
qo 0.8
pw f pr
2
b.预测不同流压下的产量
qo
qo
m a x FE 1
1
0.2
Pwf Pr
0.8
Pwf PR
2
c.根据计算结果绘制IPR曲线
②Harrison方法 (FE=1～ 2.5)
qo qo max
(FE 1)
图图1-27-7 HHaarrrriissonon无无因因次 次IPRI曲PR线曲(F线E>1)
✓ 如果用测试点的资料按直线外推，最大误差可达 70 ～80％，只是在开采末期约30%。
✓ 采出程度 Np 对油井流入动态影响大，而kh/μ、Bo 、k、So等对其影响不大。
2.费特柯维奇方法
溶解气驱油藏
qo
ln
re
2kh
rw
3 4
s
pr kro dp
B pwf o o
假设(kro/oBo)与压力p 成线性关系，则
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
采油工程知识点整理精选.
IPR 曲线：表示产量与流压关系曲线。
表皮效应：由于钻井、完井、作业或采取增产措施，使井底附近地层的渗透率变差或变好，引起附加流动压力的效应。
表皮系数：描述油从地层向井筒流动渗流情况的参数，与油井完成方式、井底污染或增产措施有关，可由压力恢复曲线求得。
井底流动压力：简称井底流压、流动压力或流压。
是油、气井生产时的井底压力。
.它表示油、气从地层流到井底后剩余的压力，对自喷井来讲，也是油气从井底流到地面的起点压力。
流压：原油从油层流到井底后具有的压力。
既是油藏流体流到井底后的剩余压力，也是原油沿井筒向上流动的动力。
流型：流动过程中油、气的分布状态。
采油指数：是一个反映油层性质、厚度、流体参数、完井条件与渗油面积与产量之间的关系的综合指标。
可定义为产油量与生产压差之比，即单位生产压差下的油井产油量；也可定义为每增加单位生产压差时，油井产量的增加值；或IPR 曲线的负倒数。
产液指数：指单位生产压差下的生产液量。
油井流入动态：在一定地层压力下油井产量和井底流压的关系，反应了油藏向该井供液能力。
气液滑脱现象：在气液两相流中，由于气体和液体间的密度差而产生气体超越液体流动的现象。
滑脱损失：因滑脱而产生的附加压力损失。
流动效率：油井在同一产量下，该井的理想生产压差与实际生产压差之比，表示实际油井完善程度。
持液率：在气液两相管流中，单位管长内液相体积与单位管长的总体积之比。
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。
②Vogel 方程③利用Vogel 方程绘制IPR 曲线的步骤已知地层压力和一个工作点： a.计算b.给定不同流压，计算相应的产量：c.根据给定的流压及计算的相应产量绘制IPR 曲线。
一节油井流入动态IPR曲线
完善井
) 2ko h ( pe pwf qo re Bo o ln rw
qo 2h( pe pwf ) 1 re 1 rs B0 o k ln r k ln r s s w o
非完善井
qo o Bo ko rs pwf 1 ln 于是 psk pwf 2koh ks rw
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％左右，但其绝对值却很小。 如果用测试点的资料按直线外推，最大误差可达 70 ～80％，只是在开采末期约30%。
采出程度 Np 对油井流入动态影响大，而kh/μ、Bo、
k、So等对其影响不大。
2.费特柯维奇方法
溶解气驱油藏
pr k 2kh ro qo dp pwf B 3 re o o ln s rw 4
2-7 Harrison 无因次 IPR 曲线(FE>1) 图图 1-7 Harrison无因次IPR曲线(FE>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
先求pwf/pr，然后查图1-7中对应的FE曲线上的相应值 qo/qomax(FE=1)，则
qo 2ko h( pr pwf ) re 1 o Bo ln s rw 2 a
（1-1）
圆形封闭油藏、拟稳态条件下产量公式为：
qo 2koh( pr pwf ) re 3 o Bo ln r 4 s w a
教学难点
1、单相与两相渗流同时存在时油井流入动态的计算 2、油气水三相流动时油井流入动态的计算
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
q A B p C p 2
p’=pwf/pr； q’=qo/qomax ；A、B、C为取决于井斜 角的系数
优点：使用简单，仅需一组测点，便可得IPR曲线
缺点：方程没有归一化， pwf 0时，qo qomax； pwf pr时，qo 0
➢1989年，Bendakhlia等用两种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。
b.计算不同流压下的产量 qo qomaxFE1qomqaoxFE1 c.根据计算结果绘制IPR曲线
d.求FE对应的最大产量，即pwf=0时的产量
qomaFxEqomaFx E1qqoom maaF x Fx E1 E
(二)斜井和水平井的IPR曲线
➢1990年，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：
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
图2-4 计算的溶解气驱油藏油井IPR曲线
1-用测试点按直线外推；2-计算机计算值；3-用Vogel方程计算值
对比结果：
✓ 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料来预测最大产量时，但一般 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％左右，但其绝对值却很小。
b.预测不同流压下的产量
qoqoma Fx E 110.2P P w r f0.8P P w Rf2
c.根据计算结果绘制IPR曲线
②Harrison方法 (FE=1～ 2.5)
qo (FE1) qomax
图2-7 Harrison无因次IPR曲线(FE>1)
图1-7 Harrison无因次IPR曲线(FE>1)
基本概念 油井流入动态：
油井产量(qo) 与井底流动压力(pwf) 的关系，反 映了油藏向该井供油的能力。
油井流入动态曲线：
表示产量与流压关系的曲线，简称IPR曲线。 Inflow Performance Relationship Curve
IPR曲线基本形状 pr
与油藏驱动类型有
关。即使在同一驱
1.906107 k1.201
非胶结地层紊流速度系数：
g
1.08106 k0.55
C、D值也可用试井资料获取
(pr
pwf) q
CDq
二、 油气两相渗流时的流入动态
(一)垂直井油气两相渗流时的流入动态
平面径向流，直井油气两相渗流时油井产量公式为：
qo
2rkoh oBo
dp dr
qo
2k h
ln re
psk
qooBo 2koh
s
表皮系数或井壁阻力系数S
完善井, s 0 FE1 增产措施后的超完善井， s0 FE1 油层受污染的或不完善井， s 0 FE1
表皮系数S
通常由试井方法获得
利用流动效率计算直井流入动态的方法
①Standing方法(1970) (FE=0.5～ 1.5)
qoqm oax10.2ppw r f0.8ppw r f2
图1-8 拟合的IPR曲线与实际曲线的对比
_____拟合的IPR曲线,……实际曲线
曲线表明：早期的IPR曲线近似于直线,随着采出程 度增加,曲度增加,接近衰竭时曲度稍有减小。
Bendakhlia建议用以下公式来拟合IPR曲线图：
qoqm oax1vppwr f1vppwr f2n
图1-9 参数v、n与采出程度之间的关系
✓ 如果用测试点的资料按直线外推，最大误差可达 70 ～80％，只是在开采末期约30%。
✓ 采出程度 Np 对油井流入动态影响大，而kh/μ、Bo、 k、So等对其影响不大。
2.费特柯维奇方法
溶解气驱油藏
qo lnre2rwk43hs
pr kro dp
B pwf o o
假设(kro/oBo)与压力p 成线性关系，则
qo
2kh
lnre 3
pr Kro dp
B pwf o o
rw 4
需要分段 积分
（2）实用计算方法
图1-11 组合型IPR曲线
① 当pr>pb时，由于油藏中全部为单相液体流动 流入动态公式为： qoJ(prpw)f
流压等于饱和压力时的产量为：qbJ(prpb)
②当pr<pb后，油藏中出现两相流动 流入动态公式为： qoqbqc[10.2p p w bf0.8(p p w b)f2]
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。
归一化曲线
qoqm oax10.2ppwr f0.8ppwr f2
②Vogel方程
qoqm oax10.2ppwr f0.制IPR曲线的步骤
完善井 非完善井
qo
2koh(pe pw f
Boo
ln
re rw
)
qo
2h(pe pwf)
B0ok1o
lnre rs
1 ks
lnrrws
于是 pskpw f pw f q 2 okoo B ho k ko s1 ln rrw s
令：
s
ko ks
1ln
rs rw
非完善井表皮附加压力降
re X rw
图1-2 泄油面积形状与油井的位置系数
单相流动时，油层物性及流体性质基本不随压力
变化。
qo
2koh(pr oBolnrrwe
pwf) 12 s
a
J
2koha
oBoln
re rw
1 2
s
qoJ(prpw)f
直线型
J qo ( pr pwf ) pr pwf
生产压差
采油指数可定义为: 单位生产压差下的油井产油量，是反映油层性
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
先求pwf/pr，然后查图1-7中对应的FE曲线上的相应值
qo/qomax(FE=1)，则 q o m F a 1 ) E x q o (q o /q o m F a 1 ) E x(
在钻井或修井过程中油层受到损害或进行酸化、压 裂等措施，从而改变油井的完善性。
图1-5 完善井和非完善井周围 的压力分布示意图
油井的流动效率FE： 油井的理想生产压差与实际生产压差之比
FE prpw fprpwfpsk
prpwf
prpwf
Pskpw fpwf
为Psk “正”称“正”表皮，油井不完善； 为Psk “负”称“负”表皮，油井超完善。
令：
Jo
lnre2rw k43hsKoB roopr
1 2pr
当 pwf 0 时：
qomaxlnre2rw k43hsK orooPr
pr 2
所以：
qo
qomax1
pwf pr
2
Jo(p2r pw2 f)
费特柯维奇 基本方程
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；
pw fpr(prpw)fFE
图1-6 FE 1时的无因次IPR曲线(standing IPR曲线)
standing方法计算不完善井IPR曲线的步骤：
a.根据已知pr和pwf计算在FE=1时最大产量
pw fpr(prpw)fFE
qomaxF(E1) 10.2ppw r fqo0.8ppw r f2
综合IPR曲线的实质:
是按含水率取纯油IPR曲线和 水IPR曲线的加权平均值。当 已知测试点计算曲线，可按产 量加权平均；当预测产量或流 压，可按流压加权平均。
(一) 采液指数计算(由测试点确定曲线)
已知 pr、pb和一个测试点pwf(test)、qt(test)
(1) pwf(t es)t pb
qc
Jp b 1.8
qb
1.8( pr 1)
pb
采油指数：Jprpb1p.8 b[10.q2o(ppw bf)0.8(ppw bf)2]
四、油气水三相IPR 曲线
Petrobras提出了计算三相流动IPR曲线的方法
图1-12 油气水三相IPR 曲线
A--油相IPR曲线 B--水相IPR曲线 C--油气水三相综合IPR曲线
第一节 油井流入动态（IPR曲线）
➢ 教学目的：
掌握油井流入动态、采油指数等相关定义；并掌握单 相流体流动、油气两相渗流、单相与油气两相渗流同时存 在、油气水三相以及多油层情况下油井流入动态的绘制方 法。
➢ 教学重点、难点： ✓教学重点
1、油井流入动态的定义以及计算方法 2、不同条件下油井流入动态的计算
Jl
pr
qt(tes)t pwf(tes)t
(2) pwf(t es)t pb
q t(te stfw )q wa t(e 1rfw )q oil
✓教学难点
1、单相与两相渗流同时存在时油井流入动态的计算 2、油气水三相流动时油井流入动态的计算
➢教法说明：
课堂讲授并辅助以多媒体课件展示相关的数据和图表。
p’=pwf/pr； q’=qo/qomax ；A、B、C为取决于井斜 角的系数
优点：使用简单，仅需一组测点，便可得IPR曲线
缺点：方程没有归一化， pwf 0时，qo qomax； pwf pr时，qo 0
➢1989年，Bendakhlia等用两种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。
b.计算不同流压下的产量 qo qomaxFE1qomqaoxFE1 c.根据计算结果绘制IPR曲线
d.求FE对应的最大产量，即pwf=0时的产量
qomaFxEqomaFx E1qqoom maaF x Fx E1 E
(二)斜井和水平井的IPR曲线
➢1990年，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：
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
图2-4 计算的溶解气驱油藏油井IPR曲线
1-用测试点按直线外推；2-计算机计算值；3-用Vogel方程计算值
对比结果：
✓ 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料来预测最大产量时，但一般 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％左右，但其绝对值却很小。
b.预测不同流压下的产量
qoqoma Fx E 110.2P P w r f0.8P P w Rf2
c.根据计算结果绘制IPR曲线
②Harrison方法 (FE=1～ 2.5)
qo (FE1) qomax
图2-7 Harrison无因次IPR曲线(FE>1)
图1-7 Harrison无因次IPR曲线(FE>1)
基本概念 油井流入动态：
油井产量(qo) 与井底流动压力(pwf) 的关系，反 映了油藏向该井供油的能力。
油井流入动态曲线：
表示产量与流压关系的曲线，简称IPR曲线。 Inflow Performance Relationship Curve
IPR曲线基本形状 pr
与油藏驱动类型有
关。即使在同一驱
1.906107 k1.201
非胶结地层紊流速度系数：
g
1.08106 k0.55
C、D值也可用试井资料获取
(pr
pwf) q
CDq
二、 油气两相渗流时的流入动态
(一)垂直井油气两相渗流时的流入动态
平面径向流，直井油气两相渗流时油井产量公式为：
qo
2rkoh oBo
dp dr
qo
2k h
ln re
psk
qooBo 2koh
s
表皮系数或井壁阻力系数S
完善井, s 0 FE1 增产措施后的超完善井， s0 FE1 油层受污染的或不完善井， s 0 FE1
表皮系数S
通常由试井方法获得
利用流动效率计算直井流入动态的方法
①Standing方法(1970) (FE=0.5～ 1.5)
qoqm oax10.2ppw r f0.8ppw r f2
图1-8 拟合的IPR曲线与实际曲线的对比
_____拟合的IPR曲线,……实际曲线
曲线表明：早期的IPR曲线近似于直线,随着采出程 度增加,曲度增加,接近衰竭时曲度稍有减小。
Bendakhlia建议用以下公式来拟合IPR曲线图：
qoqm oax1vppwr f1vppwr f2n
图1-9 参数v、n与采出程度之间的关系
✓ 如果用测试点的资料按直线外推，最大误差可达 70 ～80％，只是在开采末期约30%。
✓ 采出程度 Np 对油井流入动态影响大，而kh/μ、Bo、 k、So等对其影响不大。
2.费特柯维奇方法
溶解气驱油藏
qo lnre2rwk43hs
pr kro dp
B pwf o o
假设(kro/oBo)与压力p 成线性关系，则
qo
2kh
lnre 3
pr Kro dp
B pwf o o
rw 4
需要分段 积分
（2）实用计算方法
图1-11 组合型IPR曲线
① 当pr>pb时，由于油藏中全部为单相液体流动 流入动态公式为： qoJ(prpw)f
流压等于饱和压力时的产量为：qbJ(prpb)
②当pr<pb后，油藏中出现两相流动 流入动态公式为： qoqbqc[10.2p p w bf0.8(p p w b)f2]
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。
归一化曲线
qoqm oax10.2ppwr f0.8ppwr f2
②Vogel方程
qoqm oax10.2ppwr f0.制IPR曲线的步骤
完善井 非完善井
qo
2koh(pe pw f
Boo
ln
re rw
)
qo
2h(pe pwf)
B0ok1o
lnre rs
1 ks
lnrrws
于是 pskpw f pw f q 2 okoo B ho k ko s1 ln rrw s
令：
s
ko ks
1ln
rs rw
非完善井表皮附加压力降
re X rw
图1-2 泄油面积形状与油井的位置系数
单相流动时，油层物性及流体性质基本不随压力
变化。
qo
2koh(pr oBolnrrwe
pwf) 12 s
a
J
2koha
oBoln
re rw
1 2
s
qoJ(prpw)f
直线型
J qo ( pr pwf ) pr pwf
生产压差
采油指数可定义为: 单位生产压差下的油井产油量，是反映油层性
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
先求pwf/pr，然后查图1-7中对应的FE曲线上的相应值
qo/qomax(FE=1)，则 q o m F a 1 ) E x q o (q o /q o m F a 1 ) E x(
在钻井或修井过程中油层受到损害或进行酸化、压 裂等措施，从而改变油井的完善性。
图1-5 完善井和非完善井周围 的压力分布示意图
油井的流动效率FE： 油井的理想生产压差与实际生产压差之比
FE prpw fprpwfpsk
prpwf
prpwf
Pskpw fpwf
为Psk “正”称“正”表皮，油井不完善； 为Psk “负”称“负”表皮，油井超完善。
令：
Jo
lnre2rw k43hsKoB roopr
1 2pr
当 pwf 0 时：
qomaxlnre2rw k43hsK orooPr
pr 2
所以：
qo
qomax1
pwf pr
2
Jo(p2r pw2 f)
费特柯维奇 基本方程
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；
pw fpr(prpw)fFE
图1-6 FE 1时的无因次IPR曲线(standing IPR曲线)
standing方法计算不完善井IPR曲线的步骤：
a.根据已知pr和pwf计算在FE=1时最大产量
pw fpr(prpw)fFE
qomaxF(E1) 10.2ppw r fqo0.8ppw r f2
综合IPR曲线的实质:
是按含水率取纯油IPR曲线和 水IPR曲线的加权平均值。当 已知测试点计算曲线，可按产 量加权平均；当预测产量或流 压，可按流压加权平均。
(一) 采液指数计算(由测试点确定曲线)
已知 pr、pb和一个测试点pwf(test)、qt(test)
(1) pwf(t es)t pb
qc
Jp b 1.8
qb
1.8( pr 1)
pb
采油指数：Jprpb1p.8 b[10.q2o(ppw bf)0.8(ppw bf)2]
四、油气水三相IPR 曲线
Petrobras提出了计算三相流动IPR曲线的方法
图1-12 油气水三相IPR 曲线
A--油相IPR曲线 B--水相IPR曲线 C--油气水三相综合IPR曲线
第一节 油井流入动态（IPR曲线）
➢ 教学目的：
掌握油井流入动态、采油指数等相关定义；并掌握单 相流体流动、油气两相渗流、单相与油气两相渗流同时存 在、油气水三相以及多油层情况下油井流入动态的绘制方 法。
➢ 教学重点、难点： ✓教学重点
1、油井流入动态的定义以及计算方法 2、不同条件下油井流入动态的计算
Jl
pr
qt(tes)t pwf(tes)t
(2) pwf(t es)t pb
q t(te stfw )q wa t(e 1rfw )q oil
✓教学难点
1、单相与两相渗流同时存在时油井流入动态的计算 2、油气水三相流动时油井流入动态的计算
➢教法说明：
课堂讲授并辅助以多媒体课件展示相关的数据和图表。