基于流体入口效应理论下产出剖面精细解释方法及应用
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［关键词］ 多相管流，产出剖面，细分产层，精细解释，入口效应理论 ［中图分类号］TE357． 8 ［文献标识码］A ［文章编号］1673-5935（ 2019） 01-0038-04
对于薄互层发育的储层，由于含油层位多、井段 长、合采带来的层间干扰等因素影响下，在认识小层 的产出贡献上存在一定难度。而分层系开发调整以 及动态措施需要精细的产出状况资料，对产出剖面精 细解释上提出了更高的要求。基于这种需求背景，通 过对测试资料进行深入分析并对资料进行油组内部 的精细解释和计算，达到认识小层产出情况目的。满 足油田开发生产、油藏动态分析的要求，并为分层系 开发、综合调整、深度挖潜提供技术支持和资料保证。 应用地 层 流 体 从 油 层 流 入 井 筒 存 在 入 口 效 应 理 论［1］，从油层流入井筒的流体在初始流动状态涡轮 的响应不 能 反 映 实 际 的 平 均 流 量，波 动 误 差 很 大。 因此，需要 经 过 一 定 的 距 离 后 才 能 达 到 稳 定 流 动 （ 层流或者紊流） ，而涡轮在这阶段所测的流量能够 反映出流体沿井筒的累积流量。所需的距离取决于 流入层上游流体的运动性质，流体黏度、井筒内径等 因素的影响。产出剖面定量解释层段的划分上套管 井解释一般分段进行，在两个生产段之间的稳定流 阶段为解释层段，该段的测量结果定量解释出射孔
（ 1）
式中，Ｒe 为雷诺数； D 为套管内径，m； μ 为流体黏 度，mPa· s； ρ 为 流 体 密 度，kg / m3 ； γ 为 运 动 黏 度，
［收稿日期］ 2018 －12 －10 ［作者简介］ 孟宪伟（ 1984—） ，男，黑龙江依农人，中海石油（ 中国） 有限公司蓬勃作业公司工程师，硕士，主要从事油气田 开发研究。
层扩展到管中心时，最终层流速度就建立起来了，用 雷诺数表示为［1］
L D
=
0.
028Ｒe．
（ 2）
式中，L 为达到稳定流最小距离，m。
依据上式即可计算流体进入套管的流体要经过
L 的距离才能形成稳定流动，通过计算得出最小间
距 L 即可对各油组内解释层进行细分。如果两个产
出层间的距离小于 L，说明产出流体无法在 L 的间
一 基于流体入口效应理论下产出剖面 精细解释方法及应用
孟宪伟1 ，邱 婷2 ，刘 军1 ，张 浩1 ，张博文1
（ 1． 中海石油（ 中国） 有限公司蓬勃作业公司，天津 300459； 2． 中海石油（ 中国） 有限公司天津分公司，天津 300459）
［摘 要］ 对于油层跨度大、薄互层发育特征的油田，在多套油层合采开发方式下，为满足开发生产和调
38
孟宪伟，等： 基于流体入口效应理论下产出剖面精细解释方法及应用
m2 / s； V 为井筒流体平均流速，m / min。
根据相似原理，流体运动发展为稳定流体前的
入口效应距离 L 与流体性质、管径 D、雷诺数 Ｒe 和
视速度 Va 相关。对最终为层流的流动，边界层随着 距离入口的距离增加而由管壁起开始增厚； 当边界
整方案所需的精细产液剖面资料，需要在当前工艺条件下进行细分解释层。在流体入口效应理论基础上进行产液 剖面解释层的精细划分，通过分析多相管流的流动特征，结合涡轮流速等动态测量资料进行辅助验证。对于测试 工艺上能够分辨出的油组细分到小层级别。应用矿场实测资料，确定井筒内各油层段流态后，计算达到稳定流动 所需最短间距，依据此结果进行产出层划分。实际应用表明： 基于入口效应理论计算的产出层间达到稳定流动最 小间距符合油田实际生产状况，划分产出层后通过小层级别的产能评价，与油组级别的计算结果对比，细分后的产 能计算结果吻合度高，细分解释层后结果可靠。
2019 年 3 月 第 33 卷 第 1 期
中国石油大学胜利学院学报 Journal of Shengli College China University of Petroleum
doi： 10． 3969 / j． issn． 1673-5935． 2019． 01． 009
Mar． 2019 Vol． 33 No． 1
层产量。如果油组内的多个小层纵向上比较接近， 认识小层的产能就存在一定困难。笔者结合生产井 段内的多相管流计算结果，结合井温曲线和实测流 量响应曲线，将解释层限制在较小的精度内。最终 达到认识油组内各小层的产出情况。
1 细分计算产出层的关键点
依据稳定流体入口效应的理论，油层中流体流入
射孔孔眼时，由于黏性影响，在套管表面形成黏性很
水相间存在滑脱速度，所以可以得到基于滑脱速度
方法计算油水平均速度方法。图 1 为滑脱速度模型
示意图。
vs
=
vo
－vw
=
vso Yo
－vsw Yw
=
vso Yo
－vsw Yw
=
vso
v －
sw
=
v
m
－v
sw
－
vsw
．
1－Yw Yw 1－Yw Yw
{vsw = Ywvm －Yw（ 1－Yw） vs，
vso = vm －vsw ．
距内形成稳定流动，此时无法计算解释层的总流量。
如果产出间距大于 L，实际动态测量曲线响应和平
均流速分布即可用于计算解释层段内井ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ稳定流
量，从而得到产出层产能。
从实际测试数据出发根据流体参数计算和分析
井筒内各相流体的表观速度。常规解释有三种模
型： 滑 脱 速 度 模 型、漂 移 流 动 模 型、和 试 验 图 版 模 型［2］。本文中应用以滑脱速度模型为依据，由于油
大的附面层，因此从射孔层内到流入井筒的流体经过
附面层的影响，需经过一定距离才能形成为稳定流。
所需距离取决于入口上游的流体流动形态、入口流速 和流动形态、以及最终稳定流动是层流还是紊流［1］。
判断流体流动是层流或紊流状态，依据的是雷
诺准则。雷诺数表达式为［2］
Ｒe = D珔 Vρ = D珔 V ． μγ
（ 3）
滑脱速度 vs 计算方法采用实验结果拟合得到
的经验公式：
19. 01（ ρw －ρo ） 0. 25 exp［－0. 788（ 1－Yw） ］×
vs
=
ln
1. ρw
85 －ρo
，（
Y≥0.
3）
泡状流动；
0，（ Yw≤0. 3） 乳状流动．
式中，vs 为滑脱速度，m / min； vso 为油相速度，m / min；
对于薄互层发育的储层，由于含油层位多、井段 长、合采带来的层间干扰等因素影响下，在认识小层 的产出贡献上存在一定难度。而分层系开发调整以 及动态措施需要精细的产出状况资料，对产出剖面精 细解释上提出了更高的要求。基于这种需求背景，通 过对测试资料进行深入分析并对资料进行油组内部 的精细解释和计算，达到认识小层产出情况目的。满 足油田开发生产、油藏动态分析的要求，并为分层系 开发、综合调整、深度挖潜提供技术支持和资料保证。 应用地 层 流 体 从 油 层 流 入 井 筒 存 在 入 口 效 应 理 论［1］，从油层流入井筒的流体在初始流动状态涡轮 的响应不 能 反 映 实 际 的 平 均 流 量，波 动 误 差 很 大。 因此，需要 经 过 一 定 的 距 离 后 才 能 达 到 稳 定 流 动 （ 层流或者紊流） ，而涡轮在这阶段所测的流量能够 反映出流体沿井筒的累积流量。所需的距离取决于 流入层上游流体的运动性质，流体黏度、井筒内径等 因素的影响。产出剖面定量解释层段的划分上套管 井解释一般分段进行，在两个生产段之间的稳定流 阶段为解释层段，该段的测量结果定量解释出射孔
（ 1）
式中，Ｒe 为雷诺数； D 为套管内径，m； μ 为流体黏 度，mPa· s； ρ 为 流 体 密 度，kg / m3 ； γ 为 运 动 黏 度，
［收稿日期］ 2018 －12 －10 ［作者简介］ 孟宪伟（ 1984—） ，男，黑龙江依农人，中海石油（ 中国） 有限公司蓬勃作业公司工程师，硕士，主要从事油气田 开发研究。
层扩展到管中心时，最终层流速度就建立起来了，用 雷诺数表示为［1］
L D
=
0.
028Ｒe．
（ 2）
式中，L 为达到稳定流最小距离，m。
依据上式即可计算流体进入套管的流体要经过
L 的距离才能形成稳定流动，通过计算得出最小间
距 L 即可对各油组内解释层进行细分。如果两个产
出层间的距离小于 L，说明产出流体无法在 L 的间
一 基于流体入口效应理论下产出剖面 精细解释方法及应用
孟宪伟1 ，邱 婷2 ，刘 军1 ，张 浩1 ，张博文1
（ 1． 中海石油（ 中国） 有限公司蓬勃作业公司，天津 300459； 2． 中海石油（ 中国） 有限公司天津分公司，天津 300459）
［摘 要］ 对于油层跨度大、薄互层发育特征的油田，在多套油层合采开发方式下，为满足开发生产和调
38
孟宪伟，等： 基于流体入口效应理论下产出剖面精细解释方法及应用
m2 / s； V 为井筒流体平均流速，m / min。
根据相似原理，流体运动发展为稳定流体前的
入口效应距离 L 与流体性质、管径 D、雷诺数 Ｒe 和
视速度 Va 相关。对最终为层流的流动，边界层随着 距离入口的距离增加而由管壁起开始增厚； 当边界
整方案所需的精细产液剖面资料，需要在当前工艺条件下进行细分解释层。在流体入口效应理论基础上进行产液 剖面解释层的精细划分，通过分析多相管流的流动特征，结合涡轮流速等动态测量资料进行辅助验证。对于测试 工艺上能够分辨出的油组细分到小层级别。应用矿场实测资料，确定井筒内各油层段流态后，计算达到稳定流动 所需最短间距，依据此结果进行产出层划分。实际应用表明： 基于入口效应理论计算的产出层间达到稳定流动最 小间距符合油田实际生产状况，划分产出层后通过小层级别的产能评价，与油组级别的计算结果对比，细分后的产 能计算结果吻合度高，细分解释层后结果可靠。
2019 年 3 月 第 33 卷 第 1 期
中国石油大学胜利学院学报 Journal of Shengli College China University of Petroleum
doi： 10． 3969 / j． issn． 1673-5935． 2019． 01． 009
Mar． 2019 Vol． 33 No． 1
层产量。如果油组内的多个小层纵向上比较接近， 认识小层的产能就存在一定困难。笔者结合生产井 段内的多相管流计算结果，结合井温曲线和实测流 量响应曲线，将解释层限制在较小的精度内。最终 达到认识油组内各小层的产出情况。
1 细分计算产出层的关键点
依据稳定流体入口效应的理论，油层中流体流入
射孔孔眼时，由于黏性影响，在套管表面形成黏性很
水相间存在滑脱速度，所以可以得到基于滑脱速度
方法计算油水平均速度方法。图 1 为滑脱速度模型
示意图。
vs
=
vo
－vw
=
vso Yo
－vsw Yw
=
vso Yo
－vsw Yw
=
vso
v －
sw
=
v
m
－v
sw
－
vsw
．
1－Yw Yw 1－Yw Yw
{vsw = Ywvm －Yw（ 1－Yw） vs，
vso = vm －vsw ．
距内形成稳定流动，此时无法计算解释层的总流量。
如果产出间距大于 L，实际动态测量曲线响应和平
均流速分布即可用于计算解释层段内井ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ稳定流
量，从而得到产出层产能。
从实际测试数据出发根据流体参数计算和分析
井筒内各相流体的表观速度。常规解释有三种模
型： 滑 脱 速 度 模 型、漂 移 流 动 模 型、和 试 验 图 版 模 型［2］。本文中应用以滑脱速度模型为依据，由于油
大的附面层，因此从射孔层内到流入井筒的流体经过
附面层的影响，需经过一定距离才能形成为稳定流。
所需距离取决于入口上游的流体流动形态、入口流速 和流动形态、以及最终稳定流动是层流还是紊流［1］。
判断流体流动是层流或紊流状态，依据的是雷
诺准则。雷诺数表达式为［2］
Ｒe = D珔 Vρ = D珔 V ． μγ
（ 3）
滑脱速度 vs 计算方法采用实验结果拟合得到
的经验公式：
19. 01（ ρw －ρo ） 0. 25 exp［－0. 788（ 1－Yw） ］×
vs
=
ln
1. ρw
85 －ρo
，（
Y≥0.
3）
泡状流动；
0，（ Yw≤0. 3） 乳状流动．
式中，vs 为滑脱速度，m / min； vso 为油相速度，m / min；