油井流入动态(IPR曲线)..共48页
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第1章油井流入动态及多相流动计算2008PPT课件
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
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）
第1章油井流入动态和多相流
IPR发展历程
（2）1968年，Vogel选用21 个油田的实例数据(油藏岩 石和流体性质有较大的变化范围) 进行数值模拟得到一系 列IPR 关系数据。分析这些数据时,Vogel 首先注意到这 些实例的生产—压力关系曲线非常相似。他将每一个点的 压力除以油藏平均压力、将每个点的产量除以油井最大产 量进行无量纲化, 发现这些无量纲化的IPR 数据点最后落 在一个狭小的范围内, 经回归得到了后来称为Vogel 方程 的IPR 曲线。
abC..按如 采V果出og用程el测度方N试程对点计油的算井资的流料I入P按R动曲直态线线影，外响最推大大时，误，而差最k出h大/现μ误在、差用B可0小、达生k、7产0S～压0等8差0参％下数，的对只测其是试影在资响开料不 来采大预末 。测期最约大30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。
（1）Orkiszewski方法； （2）Beggs-Brill方法
第一节 油井流入动态（IPR曲线）
油井流入动态：
油井产量与井底流动压力的关系。它反映了油藏向井的 供油能力，反映了油藏压力、油层物性、流体物性、完井质 量等对油层渗流规律的影响，是采油工程与油藏工程的衔接 点。 作用：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。
⑤利用模拟退火算法进行油井流入动态研究
Vogel曲线仅限于产水少或不产水的井，而且提出通用 方程时有很多假设条件；Standing方法由于要求知道油层 的体积系数、原油粘度和相对渗透率，难于应用；陈元千 推导的曲线通式虽然考虑了采出程度和油井不完善性的影 响，但也仅适用于低含水率的油藏；
第一节___油井流入动态(IPR曲线)
Psk p wf p wf
为“正”称“正”表皮，油井不完善； Psk 为“负”称“负”表皮，油井超完善。 Psk
完善井
qo
2 k o h ( p e p wf ) B o o ln re rw
非完善井
qo
2 h ( p e p wf ) 1 r 1 r B0 o ln e ln s k rs ks rw o
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
q o max FE FE 1 q o max FE 1
(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：
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 2 kh re rw 3 4 s
pr p wf
k ro
o Bo
dp
假设(kro/oBo)与压力p 成线性关系，则
qo ln 2 kh re rw 3 4 s
pr p wf
cpdp ln
2 kh re rw 3 4 s
流体物理性质等。 qomax
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
第一章油井流入动态与井筒多相流计算
第一章 油井流入动态与井筒多相流动计算第一节 油井流入动态（IPR 曲线）一、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。
二、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。
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。
三、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。
四、教学内容本节主要介绍五个方面的问题：1、 单相液体的流入动态.2、 油气两相渗流时的流入动态.3、 wf b r p p p >>时的流入动态.4、 油气水三相流入动态.5、 多层油藏油井流入动态.(一)单相液体的流入动态1、基本概念油井流入动态：油井产量(q0)与井底流动压力(p wf)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 CurveIPR曲线基本形状与油藏驱动类型有关。
即使在同一驱动方式下，还将取决于油藏压力、油层厚度、渗透率及流体物理性质等。
2、生产试井生产试井又称为系统试井或稳定试井，它是指在生产过程中对油层的研究，它的目的和方法都与不稳定试井存在区别：⑴试井的目的通过试井，可解决四个方面的问题：①对油气水性质的研究；②对油层物性的研究（油藏物理）；③对油层非均质性和油藏驱动类型的研究（油藏工程）；④井底流动的研究（采油工程）。
生产试井的特点：不需停产或间断停产。
生产试井主要研究两个指标：①产量；②井底压力。
研究这两个指标，解决的问题可归纳为（即生产试井的具体目的）：①了解油层供油能力，以选择合理生产参数和设备能力；②优选采油方法，进行系统分析；③预测油井动态；④确定自喷井停喷和转抽的时间与条件；⑤评价油层污染情况，确定增产措施和效果分析。
第一节 油井流入动态(IPR曲线)
2
C
D 1 . 3396 10
13
Bo
2
4 h rw
2 2
胶结地层的紊流速度系数：
1 . 906 10 k
1 . 201
7
非胶结地层紊流速度系数： g
1 . 08 10 k
0 . 55
6
C、D值也可用试井资料获取 ( p r p wf )
q
C Dq
2
p wf p r ( p r p wf ) FE
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
p wf p r ( p r p wf ) FE
采油指数J的获得：
•试井资料：测得3～5个稳定工作制度下的产量及其流压， 便可绘制该井的实测IPR曲线，取其斜率的负倒数 •油藏参数计算
注意事项：
对于单相液体流动的直线型IPR曲 线，采油指数可定义为产油量与生 产压差之比，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曲线斜率的负倒数。
2
q o max
c.根据给定的流压及计算的相应产量绘制IPR曲线
Ⅱ、已知两个工作点，油藏压力未知
a. 油藏平均压力的确定：已知或利用两组qopwf 测 试计算，即
pr B B 4 AC
2
2A
p wf 1
A
q1 q2
1
q1 B 0 .2 q p wf 2
2
令：
K ro 1 Jo B 2p 3 re r ln s o o pr rw 4 2 kh
C
D 1 . 3396 10
13
Bo
2
4 h rw
2 2
胶结地层的紊流速度系数：
1 . 906 10 k
1 . 201
7
非胶结地层紊流速度系数： g
1 . 08 10 k
0 . 55
6
C、D值也可用试井资料获取 ( p r p wf )
q
C Dq
2
p wf p r ( p r p wf ) FE
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
p wf p r ( p r p wf ) FE
采油指数J的获得：
•试井资料：测得3～5个稳定工作制度下的产量及其流压， 便可绘制该井的实测IPR曲线，取其斜率的负倒数 •油藏参数计算
注意事项：
对于单相液体流动的直线型IPR曲 线，采油指数可定义为产油量与生 产压差之比，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曲线斜率的负倒数。
2
q o max
c.根据给定的流压及计算的相应产量绘制IPR曲线
Ⅱ、已知两个工作点，油藏压力未知
a. 油藏平均压力的确定：已知或利用两组qopwf 测 试计算，即
pr B B 4 AC
2
2A
p wf 1
A
q1 q2
1
q1 B 0 .2 q p wf 2
2
令：
K ro 1 Jo B 2p 3 re r ln s o o pr rw 4 2 kh
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
采油工程--第一章：油井流入动态-汤
b.计算 qo m ax
c. 由流入动态关系式计算相关参 数
Vogel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
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。
类型的21个 溶解气驱动 油藏进行模 拟计算，得 到的结果的 总结
2
Bo2 D 1.3396 10 13 2 2 4 h rw
1.906 10 7 胶结地层的紊流速度系数： k 1.201
1.08 10 6 非胶结地层紊流速度系数： g k 0.55
C、D值也可用试井资料获取
( pr pwf ) q
C Dq
课堂练习
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
由于损害半径和损害区渗透率 难以确定，因而用公式无法确 定表皮系数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)
称指示曲线
IPR曲线
IPR曲线基本形状 与油藏驱动类型有
关。即使在同一驱
动方式下，还将取 决于油藏压力、油 层厚度、渗透率及 流体物理性质等。
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
绪论油井流入动态与多相流-PPT
油水井得非完善性: ◆ 打开性质不完善;如射孔完成 ◆ 打开程度不完善;如未全部钻穿油层 ◆ 打开程度和打开性质双重不完善 ◆ 油层受到损害 ◆ 酸化、压裂等措施
改变油井得完善性,从而增加或降低井底附近得 压力降,影响油井流入动态关系。
完善井和非完善井周围得压力分布示意图
完善井: 非完善井:
qo
abC、按如采V果出o用程ge测度l方试N程对点计油得算井资得流料I入按PR动直曲态线线影外,最响推大时误,,而最差k大h出误/现μ差、在可B用0达、小7k生0、产～S压08等0差％参下,数只得对就测其是试影在资响开 料采不来 末 大预期。测约最30大%产。量。一般,误差低于5％。虽然,随着采出程度得增加,到开采 末期误差上升到20％,但其绝对值却很小。
油井得理想生产压差与实际生产压差之比。
FE pr pw' f pr pwf psk
pr pwf
pr pwf
Psk
qo o Bo 2k o h
s
完善井, s 0 FE 1
增产措施后的超完善井，s 0 FE 1
油层受污染的或不完善井，s 0 FE 1
利用流动效率计算非完善直井流入动态得方法 ① Standing方法(FE=0、5~1、5)
① 当 Pwftest Pb 时：
Jl
qttest Pr Pwftest
②
当 PwfG Pwftest Pb
时：J l
(1
f
w
)
P
r
Pb
qttest Pb A
1.8
fw (Pr
Pwftest )
其中：
PwfG
4 9
fw pb
A
1 0.2
Pwftest Pb
改变油井得完善性,从而增加或降低井底附近得 压力降,影响油井流入动态关系。
完善井和非完善井周围得压力分布示意图
完善井: 非完善井:
qo
abC、按如采V果出o用程ge测度l方试N程对点计油得算井资得流料I入按PR动直曲态线线影外,最响推大时误,,而最差k大h出误/现μ差、在可B用0达、小7k生0、产～S压08等0差％参下,数只得对就测其是试影在资响开 料采不来 末 大预期。测约最30大%产。量。一般,误差低于5％。虽然,随着采出程度得增加,到开采 末期误差上升到20％,但其绝对值却很小。
油井得理想生产压差与实际生产压差之比。
FE pr pw' f pr pwf psk
pr pwf
pr pwf
Psk
qo o Bo 2k o h
s
完善井, s 0 FE 1
增产措施后的超完善井，s 0 FE 1
油层受污染的或不完善井，s 0 FE 1
利用流动效率计算非完善直井流入动态得方法 ① Standing方法(FE=0、5~1、5)
① 当 Pwftest Pb 时：
Jl
qttest Pr Pwftest
②
当 PwfG Pwftest Pb
时：J l
(1
f
w
)
P
r
Pb
qttest Pb A
1.8
fw (Pr
Pwftest )
其中：
PwfG
4 9
fw pb
A
1 0.2
Pwftest Pb
一节油井流入动态IPR曲线共47页
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
dp dr
qo
2k h
ln re
pe pw f
Kro dp
oBo
rw
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(1968)
数值模拟结果
①假设条件：
的总结
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；
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
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
Ⅱ、已知两个工作点，油藏压力未知
a. 油藏平均压力的确定：已知或利用两组qopwf 测 试计算，即
pr B
B2 4AC 2A
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
dp dr
qo
2k h
ln re
pe pw f
Kro dp
oBo
rw
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(1968)
数值模拟结果
①假设条件：
的总结
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；
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
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
Ⅱ、已知两个工作点，油藏压力未知
a. 油藏平均压力的确定：已知或利用两组qopwf 测 试计算，即
pr B
B2 4AC 2A