油井流入动态(IPR曲线)
第1章油井流入动态与多相流
1.08106 g k 0.55
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：
2rk o h dp qo o Bo dr
ko k ro k
2kh Pe K ro qo Pwf o Bo dp re ln rw
2.费特柯维奇方法
溶解气驱油藏：
Pr k 2kh ro qo Pwf o Bo dp 3 re ln s rw 4
kro 假设 B 与压力 o o
p 成直线关系，则：
Pr 2kh c 2 2kh 2 P r Pwf qo cpdp Pwf 3 3 re re ln s 2 ln s rw 4 rw 4
q1 A 1 q2
q1 B 0.2 Pwf 2 Pwf 1 q 2
q1 2 2 C 0.8 Pwf 2 Pwf 1 q 2
b.计算 qo max c. 给定不同流压，计算相应的产量
d.根据给定的流压及计算的相应产量绘制IPR曲线
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
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
采油名词解释
采油名词解释油气井流入动态在一定的油层压力下流体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。
流入动态曲线(IPR曲线):表示产量与井底流压关系的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渗透率变差或变好从而引起附加流动压力的效应油井的流动效率：油井的理想生产压差与实际生产压差之比。
采油指数：单位生产压差下的油井日产油量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。
液相存容比（持液率）：在气液两相流动状态下，液相所占单位管段容积的份额气相存容比（空隙率）：气相所占单位管段容积的份额节点系统分析法：应用系统工程原理，把整个油井生产系统分成若干子系统，研究各子系统间的相互关系及其对整个系统工作的影响，为系统优化运行及参数调控提供依据。
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即声波速度时的流动状态。
游梁式抽油装置主要由抽油机、抽油泵、抽油杆组成。
抽油机主要由游梁-连杆-曲柄机构、减速箱、动力设备和辅助装置抽油泵分为管式泵和杆式泵，主要由工作筒(外筒和衬套)、柱塞、游动阀(排出阀)和固定阀(吸入阀)组成。
示功图：悬点载荷随位移变化的关系曲线，表示悬点在一个冲程内做的功典型示功图：某一因素影响十分明显，其形状代表了该因素影响下的基本特征的示功图视吸水指数：日注水量除以井口压力米吸水指数：地层吸水指数除以油层有效厚度，表示1m厚的地层在1MPa的注水压差下的日注水量面容比：岩石反应表面积与酸液体积之比裂缝铺砂浓度：单位面积裂缝内所含支撑剂的质量裂缝内的砂浓度（裂缝内砂比）：单位体积裂缝内所含的支撑剂的质量地面砂比：单位体积混砂液中所含的支撑剂的质量或支撑剂体积与压裂液体积之比滑脱效应：气液两相管流中，由于气体与液体间的密度差而产生气体超越液体流动的现象离子扩散效应：由于边界层内存在离子浓度差，反应物和生成物在各自的离子浓度梯度作用下向相反的方向传递的现象滑脱损失：因滑脱效应而产生的附加压力损失吸水剖面：在一定的注入压力下沿井筒各射开层段的吸水量分布油井流动效率：油井的理想生产压差与实际生产压差之比气举平衡点：油管与套管压力相等的点，正常生产时环空液面的位置气举启动压力：气举过程中，环空液面达到油管管鞋时地面压缩机的压力气举采油：依靠人工注入井筒的气体的膨胀能量将油气举升的地面的方法自喷采油：完全依靠底层本身能量将油气采到地面的方法泵效：实际排量与理论排量的比值气锁现象：当气体完全占据泵筒，在上下冲程中，只有气体的压缩膨胀，吸入凡尔和排出凡尔始终关闭，泵的排量等于零充满系数：泵的充满程度，其值为泵内吸入液体体积与活塞让出体积之比沉没度：泵沉没在动液面以下的深度酸液有效作用距离：酸液由活性酸变为残酸前所流经的裂缝距离动液面：油井正常生产时环空中的液面静液面：关井后环形空间中液面恢复到静止时的液面水力功率：在一定的时间内将一定的液体提升到一定的距离所需要的功率光杆功率：通过光杆来提升液体和客服井下损耗所需要的功率油嘴临界流动：流体的流速达到压力波的流体介质中的传播速度及声波速度时的流动状态油井流入动态曲线：油井产量与井底流压的关系曲线酸岩反应速度：单位时间内酸浓度降低值或单位时间内岩石单位反应面积的溶蚀量压裂酸化高于岩石破裂压力下，将酸注入地层，在底层内形成裂缝，通过酸液对裂缝壁面的不均匀溶蚀形成高导流能力的裂缝酸洗：将少量酸注入井筒内，清楚井筒孔眼内酸溶性颗粒和钻屑及结垢等，并疏通射孔孔眼注水井指示曲线：稳定流动条件下，注入压力与注水量之间的关系曲线破裂压力梯度：地层破裂压力与地层深度的比值增产倍数：压裂前后油井的采油指数之比等值扭矩：用一个不变化的固定扭矩代替变化的实际扭矩，使其电动机的发热条件相同，则此固定扭矩即为实际变化的扭矩的等值扭矩扭矩因数：悬点载荷在曲柄轴上造成的扭矩和悬点载荷的比值基质酸化：在低于岩石破裂压力的条件下将酸注入地层，依靠酸液的溶蚀作用恢复或提高井筒附近的油层渗透率的方法填砂裂缝的导流能力：油层条件下填砂裂缝渗透率与裂缝宽度的乘积酸压裂缝的有效长度：酸压过程中，由于裂缝壁面被酸不均匀溶蚀，施工结束后仍具有相当导流能力的裂缝长流动效率：理想生产压差与实际生产压差之比滤失百分数：压裂液滤失体积除以地面单元体积液在缝中的剩余体积相对吸水量：在同一压力下，某一层吸水量占全井吸水量的百分数吸水指数是指单位注水压差下的日注水量，为指示曲线斜率倒数。
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
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
采油答疑讲稿
13. 射流泵的气蚀：环空过流面积越小，油井产出流体流
过该面积的速度就越高。流体的压力随其流速增加而下降， 在高流速下压力将下降到流体的蒸汽压，导致蒸汽穴的形成， 该过程称之为气蚀。
14.注水井指示曲线： 稳定流动条件下，注入压力与注水量之间的关系曲线。 15.吸水指数：单位注水压差下的日注水量。
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，或者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，或油 井IPR曲线斜率的负倒数。 对于多相流动的非直线型IPR曲线，由于其斜率不是定值， 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。
30. 大修：是指一些复杂的修井工作，施工比较复杂，需要 的设备和工具比较多，一般由专门的大修作业队或钻井队承 担。如封串、堵水、井下打捞、井下解卡、修复套管、改采 侧钻等。
二、基本理论与分析:
1.油气两相渗流时的流入动态
(1) Vogel 方法(适用于理想完善井)
Vogel方程
qo qo max
图2-29 气举井启动时的压缩机压力 随时间的变化曲线
14.目前油井人工举升方式的分类；抽油装置组成 及泵的工作原理
人工举升方式分为：气举采油、有杆泵采油和无杆泵采油三 大类。 其中气举采油分为连续气举和间歇气举两类； 有杆泵采油分为抽油机井抽油和地面驱动螺杆泵采油；
无杆泵采油分为潜油电泵采油、水力活塞泵采油、水力喷 射泵采油和电动潜油螺杆泵采油。
特点：气体是连续相，液体是分散相；
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。
采油工程名词解释
名词解释1. IPR 曲线：表示产量与流压关系的曲线称为流入动态曲线。
2. 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井方式，井底污染或增产措施等有关。
3. 流压：原油从油层流到井底后具有的压力。
4. 流型：油气混合物的流动结构是指流动过程中油气的分布状态。
5. 采油指数：是一个反映油层性质，厚度，流体参数，完井条件及泄油面积与产量之间的关系的综合指标。
6. 油井流入动态：指油井产量与井底流动压力的关系，它反映了油藏向该井的供油的能力。
7. 滑脱损失：由于油井井筒间密度差异，在混合物向上流动过程中，小密度流体流动速度大于大密度流体速度，引起小密度流体超越大密度流体上升而引起的压力损失8. 流动效率：指油井的理想生产压差与实际生产压差之比。
9. 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。
10. 自喷采油法：油层能量充足时，利用油层的本身的能量就能将油举升到地面的采油方式。
11. 气举采油法：依靠从地面注入井内的高压气体与油层产出流体在井筒混合，利用气体密度小及气体膨胀使井筒中的混合液密度降低，将流入到井内的原油举升到地面的采油方式。
12. 气举启动压力：气举启动过程中，当环形空间的液面将最终达到管鞋处的井口注入压力13. 平衡率：即抽油机驴头上下行程中电动机电流峰值的小电流与大电流的比值。
14. 背面冲击：当扭矩曲线出现负值时说明减速箱的主动轮变为从动轮，如果负扭矩值较大，将发生啮合面的背面冲击。
15. 等值扭矩：用一个不变化的固定扭矩代替变化的实际扭矩，使电动机的发热条件相同，则固定扭矩即为实际变化的扭矩等值扭矩。
16. 水力功率：指在一定时间内将一定量的液体提升一定距离所需要的功率。
17. 光杆功率：通过光杆来提升液体和克服井下损耗所需要的功率。
18. 泵效：在抽油井生产过程中，实际产量与理论产量的比值19. 气锁现象：当进泵气量很大而沉没压力很低时，由于泵内气体处于反复压缩和膨胀状态造成泵的吸入阀和排出阀无法打开，始终处于关闭状态的现象。
油田采油名词解释
名词解释4 油井流入动态：油井流入动态是指油井产量与井底流动压力的关系,它反映了油藏向该井供油的能力.表示产量与流压关系的曲线称为油井流入动态曲线.简称IPR曲线.5 采油指数：单位生产压差下的产油量.它反映油层性质,厚度,流体参数,完井条件及泄油面积等产量之间的关系的综合指标.6 油井的流动效率：是指该井的理想生产压差与实际生产压差之比.7 滑脱：由于油,气密度的差异和泡流的混合物平均流速小,因此,在混合物向上流动的同时,气泡上升速度大于液体流速,气泡将从油中超越而过,这种气体超越液体上升的现象。
OR:在气-液两相管流中,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.因滑脱而产生的附加压力损失称为滑脱损失.8 滞留率：多相流动的某一管段中某相流体体积与管段容积之比.9 滑脱速度：气相流速与液相流速之差.10 自喷：油层能量充足时,利用油层本身的能量就能将油举升到地面的方式称为自喷.11 临界流动：指流体的流速达到在流体介质中传播速度时的流动状态.12 临界压力比：对应于最大流量十的压力比称为临界压力比.13 功能节点：压力不连续即存在压差的节点统称为功能节点.14 气举采油：是依靠从地面注入井内的高压气体与油层产出流体在井筒中的混合,利用气体的膨胀使井筒中的混合液密度降低,将流入到井内的原油举升到地面的一种采油方法.15 启动压力：当环形空间内的液面到达管鞋时的井口注入压力.16 光杆冲程：柱塞上下抽汲一次为一个冲程,在一个冲程内完成进油与排油的过程.光杆从上死点到下死点的距离称为光杆冲程长度,简称光杆冲程.17 扭矩因数：就是悬点载荷在曲柄轴上造成的扭矩与悬点载荷的比值.18 等值扭矩：就是用一个不变化的固定扭矩代替变化的实际扭矩,两种扭矩下电动机的发热条件相同,则此固定扭矩即为实际边哈的扭矩的等值扭矩.19 水力功率：指在一定时间内将一定量的液体提升一定距离所需要的功率.20 光杆功率：是通过光杆来提升液体和克服井下损耗所需要的功率.21 气锁：由于抽吸时由于气体在泵内压缩和膨胀,使吸入和排出阀无法打开,出现抽不出油的现象.22 静液面：是关井后环行空间中液面恢复到静止(与地面压力相平衡)时的液面.Ls23 动液面：是油井生产时油套环行空间的液面.Lf24 沉没度：表示泵沉没在动液面以下的深度.hs25 折算液面：即把在一定套压下测得的液面折算成套管压力为零时的液面.26 气蚀：环空过流面积越小,给定的油井产出流体流过该面积的速度就越高.流体的静压力随其流速增加的平方而下降,在高流速下静压力将下降到流体的蒸汽压.这个降低的压力将导致蒸汽穴的形成,这个过程称为气蚀.27 注水井指示曲线：稳定流动条件下，注入压力与注水量之间的关系曲线。
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
采油名词解释
1IPR 曲线：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，也称指示曲线(Index Curve )。
2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等有关。
3流压：原油从油层流到井底后具有的压力。
(P24)4流型：油气混合物的流动结构是指流动过程中油、气的分布状态，也称为流动型态，简称流型。
( P25) 5采油指数：是一个反映油层性质、厚度、流体参数、完井条件及泄油面积与产量之间的关系的综合指标。
其数值等于单位生产压差下的油井产油量。
6油井流入动态：指油井产量与井底流动压力的关系，它反映了油藏向该井供油的能力。
7气液滑脱：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叫气液滑脱现象。
8流动效率：所谓油井的流动效率是指该井的理想生产压差与实际生产压差之比。
自喷采油法：油层能量充足时，利用油层本身的能量就能将油举升到地面的采油方式。
气举采油法：气举采油是依靠从地面注入井内的高压气体与油层产出流体在井筒中混合，利用气体的密度小以及气体膨胀使井筒中的混合液密度降低，将流入到井内的原油举升到地面的一种采油方式。
气举启动压力：气举井启动过程中的最大井口注气压力。
底水锥进：当油田有底水时，由于油井生产在油层中造成的压力差，破坏了由于重力作用建立起来的油水平衡关系，使原来的油水界面在靠近井底处呈锥形升高的现象。
等值扭矩：用一个不变化的固定扭矩代替变化的实际扭矩，使其电动机的发热条件相同，则此固定扭矩即为实际变化的扭矩的等值扭矩。
扭矩因数：悬点载荷在曲柄上造成的扭矩与悬点载荷的比值。
冲程损失：由于抽油杆和油管在交变载荷作用下发生弹性伸缩，而引起的深井泵柱塞实际形成与光杆冲程的差值。
有杆抽油泵的泵效：油井的实际产量与抽油泵的理论排量的比值。
水力功率：是指在一定时间内将一定量的液体提升一定距离所需要的功率。
第一节 油井流入动态(IPR曲线)
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
2第1章 油井流入动态与井筒多相流动计算
FE
pr pwf pr pwf
p r pwf psk 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。
采油工程原理与设计 完善井
2ko h ( pe pwf ) qo re Bo o ln rw
qo 2ko h( pr pwf ) re 1 o Bo ln s r 2 w a
2ko ha J re 1 o Bo ln s r 2 w
qo J ( pr pwf )
直线型
qo J ( pr pwf ) pr pwf
采油工程原理与设计
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
采油工程原理与设计
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
2 n
采油工程原理与设计
图1-9 参数v、n与采出程度之间的关系
采油工程原理与设计
IPR曲线的应用
油井流入动态反映了油藏向该井供油的能力。 1. 根据测试资料确 定IPR曲线。 2. 根据IPR曲线确定 流压和产量的对
pr
应关系。
qomax
采油工程原理与设计
三、pr>pb>pwf时的流入动态
（1）基本公式 当油藏压力高于饱和压力，而流动压力低于饱和压力时， 油藏中将同时存在单相和两相流动，拟稳态条件下产量的一般
油井流入动态IPR曲线
qo
2k h
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(prpwf)
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 pw bf0.8(p pw b)f2]
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
q o ln r e2 r w k4 3 h sp p w rc f p ld n r e2 r w p k4 3 h s2 cp 2 r p w 2 f
质、厚度、流体参数、完井条件及泄油面积等与产 量之间的关系的综合指标。
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。
c.根据计算结果绘制IPR曲线
②Harrison方法 (FE=1～ 2.5)
qqomoax(F E1)
图2-7 Harrison无因次IPR曲线(FE>1)
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：
第八章 油气井流入动态1
即
qg =
πK g hTsc Z sc
re p sc T µ g Z ln rw
2
∫
pe
p wf
pdp
积分有 q g =
πK g hTsc Z sc ( p e 2 − p wf 2 )
re p sc T µ g Z ln rw
令
D=
πK g hTsc Z sc
re p sc T µ g Z ln rw
)
考虑井深：
2 π k o h ( p e − p wf ) qo = re µ o B o ln( + s) rw
B.封闭边界
式中： m3/s ; H-----m Pas
m2 Pa,
2）非圆形油藏 对非圆形泄油面积，需要进行泄油面积和井位校正
re Cx A = ⇒ re = Cx A rw rw
第八章
油气井流入动态
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。 流入动态曲线 IPR曲线(Inflow Performance Relationship Curve) 指示曲线 产量与流压关系的曲线，又称指示曲线。
第八章
p e − p wf
2
2
qg
= A + Bq g
矿场上将
2
∆ p 2 q g与
q g的关系曲线称为二项式特征曲线。
2
∆p = Aq g + Bq g
qg =
− A+
A 2 + 4 B∆p 2 2B
将 p wf = p a =1.03×Pa时的产量称为气井的绝对无 阻流量 2 2 − A + A 2 + 4 B ( p e − p wf ) q AOF
自喷井采油技术
二、多项流在垂直管中的流动规律
2、多相流特点 ②流态类型 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；油气间相对运动比泡流小，滑脱也小；气体膨 胀能得到较好的利用；一般自喷井中，段塞是主要的。
典型的流入动态曲线
IPR曲线的用途：产能分析；确定合理工作制度。
一、油井流入动态
1、单相液体的流入动态
在单相流条件下，油层物性及流
体性质基本不随压力变化。 pwf
油井产量与压力关系：
qoJo(pRpwf)
q0— 产油量, m3/d； Pr—平均地层压力, MPa； Pwf—井底流动压力, MPa； J0—采油指数, m3/(d·MPa)。
qo
目录
一、油井流入动态 二、多项流在垂直管中的流动规律 三、自喷井的协调及系统分析 四、自喷井管理
3、组合型的流入动态 (1)当pwf>pb时，油藏为单项液流，
qoJ0(pRpwf)
采油指数J0可由qotest和pwftest求得：
J0
qotest pR pwftest
(2)当pwf=pb时
流压等于饱和压力时的产量qb为：
qbJ0(pRpb)
组合型流入动态曲线
一、油井流入动态
(3)当pwf<pb时，油藏为气液两项流
11
9
7
5
3
0
q0
10
20
30 48.6 64.5 77.7 88.1 95.8 102.2
目录
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
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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
pwf 1 0.2 0.8 p pr r pwf
2
经典方
程
③利用Vogel方程绘制IPR曲线的步骤
Ⅰ、已知地层压力和一个工作点( qo(test) , pwf(test) )
a.计算 qo max qo max
(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：
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， p 0时，q q ； wf o o max
J
re 1 o Bo ln r 2 s w
生产压差
qo J ( pr pwf )
直线型
qo J ( pr pwf ) pr pwf
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 质、厚度、流体参数、完井条件及泄油面积等与产 量之间的关系的综合指标。
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
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。
qomax
图1-1 典型的流入动态曲线
流体物理性质等。
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
供给边缘压力不变、圆形地层中心一口井的 产量公式为：
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
pr ( pr pwf ) FE pwf
qo max(FE1) qo pwf pwf 1 0.2 0.8 pr p r
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。
教学内容：
1. 单相液体的流入动态 2. 油气两相渗流时的流入动态 3. pr>pb>pwf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
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
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
pr
IPR曲线在同一驱 动方式下，还将取 决于油藏压力、油 层厚度、渗透率及
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
因此，对于具有非直线型IPR曲线的油井，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。
当油井产量很高时，井底附近将出现非达西渗流：
pr pwf Cq Dq2
3 o Bo (ln X s ) 4 C 2ko ha
2 B 13 o D 1.339610 4 2 h 2 rw
2rk o h dp qo o Bo dr
2kh pe K ro qo dp re pwf o Bo ln 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)
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。
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)
qo qo max pwf 1 0.2 0.8 pr p r pwf
2
pr ( pr pwf ) FE pwf
7 1 . 906 10 胶结地层的紊流速度系数： k 1.201
1.08106 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
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：
2
b.预测不同流压下的产量
Pwf Pwf qo qo max FE 1 1 0.2 0.8 P Pr R
2
c.根据计算结果绘制IPR曲线
②Harrison方法 (FE=1～ 2.5)
qo ( FE 1) qo max
（1-2）
对于非圆形封闭泄 油面积的油井产量 公式，可根据泄油 面积和油井位置进 行校正。
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。 2ko ha
qo 2ko h( pr pwf ) re 1 o Bo ln s r 2 w a
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
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
B B 2 4 AC pr 2A