1.油井流入动态分析

A Bqo
pr pwf qo
Pwf
qo
A 斜率为B
· · · ·
· · · ·
· · · ·
qo
二、油气两相渗流的流入动态
溶解气驱油藏 生产一段时间 p r< p b 油藏出现气液 两相渗流 随压力和Sw变化
K g、K o、Rs、 o、Bo、 g、Bg
油井产量和井底流压成曲线 先以一般规律出发 然后给出简化经验公式
ln( re / rw ) 0.75 FE ln( re / rw ) 0.75 S
完善井S=0或FE=1；
增产措施成功后的超完善井S<0或FE>1； 油层受伤害的不完善的井 S>0或FE<1。
• Standing方程(0.5FE1.5)
qo
FE 1 qo max
p wf p wf 1 0 .2 0.8 p pr r
2 pwftest pwftest qotest qb qv 1 0.2 0.8 pb pb qv J o pb 1.8 qb J o ( pr pb )
Jo
qotest
2 pwftest pwftest pb 1 0.2 pr qb 0.8 1.8 pb pb
CK 0 h Jo r 3 0 B0 (ln e S ) rw 4
上述公式可简化为
q o J o ( p r p wf )
在一定地层压力下，油井产量与井底流压成正比。
• 产液指数
单位生产压差下的油井产量，反映油层性 质、流体参数、完井条件及泄油面积等与产量 之间关系的综合指标，用来评价和分析油井的 生产能力。
确定 常数
qo=f(pwf)
(1) 定压边界圆形油层中 心一口垂直井的稳态流动产 量公式：
qo CK o h( pr pwf ) re 1 o Bo ln r 2 S w
(２)
圆形封闭地层中心一口井拟稳态流动产量公式:
qo CK o h( pr pwf ) re 3 o Bo ln S rw 4
表1 系数C值
单位制 达西 国际SI 法定实用 英制实用 产量q cm3/s m3/s m3/d bbl/d 渗透率K0 D（达西） m2 10-3μm2 mD 厚度h cm m m ft 粘度o 压力p 系数C 2π
cp(厘泊) atm (大气压) Pa· s mPa.s cp Pa MPa psig
q0 J0 pr pwf
CK 0 h Jo re 3 0 B0 (ln S ) rw 4
Ｊo的确定
改变油井工作制度，当油井稳定生产后， 测定2~4个流压和产量值回归一条直线，该直线 斜率的负倒数即为采油指数。
•垂直井单相流入动态曲线特征（两点 一斜率）
(1) IPR曲线为直线，其斜率 的负倒数即为采油指数， 斜率（采油指数）越大， 生产能力越强；反之，斜 率（采油指数）越小，生 产能力越弱。 (2) 地层压力
拟稳态流动，油井产量可表达为
r pr qoCKh K ro CKh K ro Jq dp dp o o pr re 3 pwf o Bo repwf 3 B o o P pr wf pwf ln S ln S r 4 rw 4 w
举升管柱 地面管线
第一章 油井基本流动规律
§1.1 直井流入动态
§1.2 水平井产能分析
§1.3 气液两相管流基本概念及基本方程
§1.4 气液两相管流计算方法
§1.5 嘴流动态
§1.1 油井流入动态
• 定义
在一定地层压力下，油井产量与井 底流压的关系，简称IPR（Inflow Performance Relationship）曲线。 • IPR曲线基本要素 地层 压力 坐标轴 最大 两点 产量 直线(斜率)或曲线
' pwf pr pr pwf FE 11.6
q
F E1 omax

qo Pw f f Pw 1 0.2 0.8 Pr Pr
2
105.48
(2) 预测不同流压下该井的产量 ' 先根据 pwf pr pr pwf FE ' p 求FE=0.8时不同pwf对应的 wf 然后由下式求相应的产量
2.Fetkorish经验公式
2 qo c( p r p wf )n 2
0.5<n<1 确定c和n值至少需要两个测试点数据。 最大产油量
q o max cp r
2n
无因次IPR方程
qo q o max p wf 1 p r
2

p wf pb p wf pb
• 绘制IPR曲线
未知数唯一（Jo），已知 pr 、pb时只需一个 测点数据。
ห้องสมุดไป่ตู้
• 确定单相采油指数
(1) pwftest>pb时，测点位于直线段
qotest J o ( pr pwftest )
Jo qotest pr pwftest
(2) pwf<pb 时，测点位于Vogel曲线段
例1-3
已知： pr =18MPa，pb=13MPa
pwftest=9MPa，qotest=80m3/d。
求：pwf为15MPa和7MPa时产量 绘制IPR曲线。 解：(1) 计算Jo及qb

2
pwf p r ( p r p wf )FE
Standing无因次IPR曲线
• Harrison图版(1FE2.5)
pwf pr
pr =14 MPa，pwf=11 MPa， pr 例1-2 已知：
pb
q0=30 m3/d。FE=0.8, 作IPR曲线。
解：(1)计算与pwf对应的p'wf

2

qv pwf dqo qv 0.2 1.6 2 dpwf pb pb
Jo
dqo dpwf
p wf pb
J o pb qv 1 .8
单相流采 油指数
qv 1.8 pb
• 组合IPR曲线
J o pr pwf 2 qo p p wf J o pb wf qb 1.8 1 0.2 p 0.8 p b b qb J o ( pr pb )
p
qo
' wf
47.4 62.44 75.3 86.04 94.48 97.89
4.单相流与两相流的组合
• 单相流与两相流的组合
(1) pwf>pb 时，单相流，直线
qo J o ( pr pwf )
(2) pwf=pb 时
qb J o ( pr pb )
(3) pwf<pb 时，两相流，Vogel方程
最大产油量
地层 压力 最大 产量
井底流压
油井产量
• IPR曲线应用
(1)预测不同流压下油井日产量，选择抽油 方式、地面设施、油田配产 (2)预测地层平均压力
(3)油井最大可能产量
(4)求解地层参数
CK 0 h Jo re 1 0 B0 (ln S ) rw 2
2、符合非达西渗流
油井产 量很高 井底附近高速 非线性渗流 产量与生产压差 由二项式表示
• 课程特点
综合性、实践性、工艺性强。
油井生产系统
地面管 线流动 多相水 平管流
嘴流
井筒上 升流动
气液两 相管流
补充
气举
泵举 酸化 压裂
能量
降低 阻力
地层向 井渗流
油井流 入动态
注采系统
注采系统压力剖面
pwfi 注水井系统
压力
pwf
采油井系统
pwh
分离器 压降
pi
油嘴 节流
psep
注水管柱
油藏
2 p r p wf Aq o Bq o
0 B 0 re 3 层流 A ln S 2K 0 h rw 4 系数
紊流 B 2 2 4 h rw 系数
2 B0
紊流速 a b K 度系数
•A、B值确定
pr pwf qo
pr pwf qo
p
结论：
• Jo随生产压差增大而
降低； • Jo随地层压力降低而 降低； • Jo与生产油气比有关 • 无法得到解析解。
1.Vogel无因次IPR曲线
1
pwf pr
0
在不同条件下， IPR曲线不同，但无因 次IPR曲线基本重合， 可近似地用一条无因次 IPR曲线来代替。
qo qo max
1
• Vogel方程
井底流压
油井产量
典型油井流入动态曲线
• 单相油流（Ａ） 特征：直线 条件： pr pb pwf pb • 油气两相流（Ｃ） 特征：曲线 条件： pr pb • 单相＋油气两相（B） 特征：直线＋曲线 条件：pr pb pwf pb
pr pb pwf pb
单相原油流入动态
Darcy（1856）
dp v dx k p x
层流 达西流动 紊流 附加 压降
Forchhermer（1901）
dp v v 2 dx k
v
1、符合达西渗流规律
• 研究思路 达 西 层流 定 单相 律 线性流 qi 径向流
qi
K i Ap i L
2K i hp i ln re r w
2 Pw Pw f f F E1 q o q o m a x1 0.2 P 0.8 P r r
pwf
13 13.2 10.55
11 11.6 30
9 10
7 8.4
5 6.8
3 5.2
1 3.6
0 2.8
p r pwf p r p wf p sk FE p r p wf p r p wf
psk为非完善井表皮附加压力降；
p sk pwf p wf q o o BO S CK o h
psk>0,油井不完善； psk<0,油井超完善；
拟稳态流动时，流动效率与表皮系数近似表示为
qo qo max pwf 1 0.2 0.8 p pr r pwf
2
Vogel方程中不涉及油藏及流体物性参数。只 需要已知目前平均地层压力和一个稳定的测试点 （产量及其流压），或已知两个稳定生产点的数 据，便可绘制油井的IPR曲线。 利用Vogel方程作IPR曲线误差早期5%，晚期 20%，且绝对误差较小。
采油工程
Production Engineering
概述
• 采油工程
为采出地下原油，采用的各项工程技术措施的总 称。采油工程在石油工程中处于核心地位。
• 主要任务
根据油田开发要求，科学地设计、控制和管理生 产井和注入井，通过采取一系列措施，以达到经济有 效地提高油井产量和原油采收率、合理开发油藏的目 的。
n
3.非完善井Vogel方程的修正
• 非完善井 (1)打开性质不完善,如 射孔完井。 (2)打开程度不完善,如 未全部钻开产层; (3)酸化、压裂等措施； (4)油层受到伤害。 • 完善井与非完善井周围压 力分布
• 流动效率
油井在同一产量下理想完善情况的生产压 差与实际生产压差之比,表示实际油井的完善 程度。
0.543 0.00708
(３) 非圆形封闭泄流区域的油井，可根据泄流面积 的形状及井点位置相应的修正。re r C x A r
w w
• 分析
目的 qo=f(pwf) 在单相原油流动条件下，
K o、h、 o、Bo、re、rw、S Const
CK 0 h Jo re 1 0 B0 (ln S ) rw 2
p wf p wf q o q b q v 1 0.2 0.8 p pb b
2

• pwf=pb，曲线连续，导数相等
qo J o ( pr pwf )
dqo Jo dpwf dqo dpwf
p wf pb
p wf p wf q o q b q v 1 0.2 0.8 p pb b