油井流入动态-1-1-new-07-911.ppt

第一章 油井流入动态与井筒多相流计算,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,Inflow Performance Relationship & Wellbore Multiphase Flow,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?,问题,答案,知识,1.1 油井生产系统组成及原油流动过程 Production System and Oil Flow Process,油井流入动态,第一节 油井流入动态（IPR曲线）,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。,1. 2 基本概念,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,1.3 重要性及用途 Importance and Applications,确定油井合理工作方式的依据 分析油井动态的基础,应用实例： Sinochem 中化公司厄瓜多尔油田多层合采井配产及采油方式设计,1.4 IPR最新研究及发展,稠油油藏 水平井 低渗油藏,作业:文献调研IPR最新研究和发展,2. 计算IPR的方法及途径 Methods for calculating IPR,油藏数值模拟技术 (单井或井组) 复杂费时不方便 半经验方法 Vogel、Fetkovich、Petrobras 简单易用,有误差,典型的流入动态曲线 Typical IPR,IPR曲线的基本形状与油藏驱动类型有关,PrPwfPb,PrPbPwf,PrPb,2.1 单相液体流入动态 IPR for single phase flow,单相流动时，油层物性及流体性质基本不随压力变化,采油指数 J （Productivity Index-PI） 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。 采液指数,生产压差,直线型,单相流动IPR计算步骤：,a) 测量几个不同稳定工作制度下的油井产量和井底流压 b) 绘制IPR曲线(qo-pwf) c) 采油指数等于直线斜率的负倒数,pwf,qo,2.2 油气两相渗流时的流入动态 IPR for two phase flow,溶解气驱油藏中两相流动机理：,油藏压力低于饱和压力 油藏流体的物理性质和相渗透率将明显地随压力而改变 油井产量与流压的关系是非线性的。 采油指数变化,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。,平面径向流，直井油气两相渗流时油井产量公式为：,油气两相渗流流入动态理论推导,1.Vogel 方法(1968),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。,数值模拟结果的总结,确定IPR的半经验方法 Semi-empirical method,归一化曲线,无因次IPR曲线都有相似的形状,检查不同流体性质、气油比、相对渗透率、 井距、压裂、油层损害等情况,Vogel方程-溶解气驱油藏流入动态近似解,经典方程,应用Vogel 曲线的优点： 简单方便 ，只需要生产测试数据， 不涉及油藏参数及流体性质资料,a.计算,c.根据给定的流压及计算的相应产量绘制IPR曲线,b.给定不同流压，计算相应的产量：,、已知地层压力和一个工作点( qo(test) , pwf(test) ),利用Vogel方程绘制IPR曲线的步骤,、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.计算,c. 由流入动态关系式计算相关参数,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,Vogel曲线与数值模拟IPR曲线的对比,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。 如果用测试点的资料按直线外推，最大误差可达 7080，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/、Bo、k、So等对其影响不大。,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。,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,为“正”称“正”表皮，油井不完善； 为“负”称“负”表皮，油井超完善。,完善井,非完善井,令：,非完善井表皮附加压力降,于是,表皮系数或井壁阻力系数S,油层受污染的或不完善井，,完善井,增产措施后的超完善井，,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 Standing方法(1970) (FE=0.5 1.5),图1-6 FE 1时的无因次IPR曲线(standing IPR曲线),计算某一流压下对应的采油指数,standing方法计算不完善井IPR曲线的步骤：,b.预测不同流压下的产量,c.根据计算结果绘制IPR曲线,Harrison方法 (FE=1 2.5),图1-7 Harrison无因次IPR曲线(FE1),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(FE=1) 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,b.计算不同流压下的产量,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,(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：,p=pwf/pr； q=qo/qomax ；A、B、C为取决于井斜角的系数（教材表1-1）,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，,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。,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,随着采出程度的增加,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：,图1-9 参数v、n与采出程度之间的关系,复习,采油工程的定义、研究内容和目标 油井流入动态 单相流流入动态、采油指数 Vogel方程的建立依据、方程形式及由测试数据绘制曲线步骤 流动效率，流动效率与表皮系数的关系 Standing方法与Harrison的应用,作业题：,1.1 何谓油井流入动态？试分析其影响因素。 1.2 何谓采油指数？试比较单相液体和油气两相渗流采油指数计算方法。 1.3 试分析Vogel方法、Standing方法、Harrison方法的区别与联系。 1.4 已知某溶解气驱油藏平均压力为 , 某完善油井井底流压为 时对应产量 ,试利用Vogel方程计算该井的流入动态关系并绘制曲线。,1.5 某溶解气驱油藏一口油井测试平均油藏压力 ,，试根据Standing方法计算和绘制此井的IPR曲线,当流压,时,并求出流压为,时对应的产量。,1.6 已知某溶解气驱油藏地层平均压力为,，试油测试井底流压为,时，地面产油量为,，FE=0.8，试计算：,（1）流动效率FE分别为1.0 和0.8时的该井最大可能产量。,（2）FE=0.8,时的产油量和采油指数。,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。,根据测试资料确定IPR曲线。 根据IPR曲线确定流压和产量的对应关系。,（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计算表达式为:,需要分段积分,图1-11 组合型IPR曲线,（2）实用计算方法,流压等于饱和压力时的产量为：,采油指数：,？,A-油相IPR曲线 B-水相IPR曲线 C-油气水三相综合IPR曲线,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,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。,图1-12 油气水三相IPR 曲线,(一) 采液指数计算(由测试点确定曲线),(1),(2),图1-12 油气水三相IPR 曲线,(二) 某一产量qt下的流压pwf计算,(1),图1-12 油气水三相IPR 曲线,因为：,所以：,综合IPR曲线的斜率可近似为常数,(3),图1-12 油气水三相IPR 曲线,五、多层油藏油井流入动态,（1）多油层油井流入动态,图1-13 多层油藏油井流入动态,流压低于14MPa后，只有第三个层工作； 流压降低到12MPa和10MPa后，则I层和II层陆续出油。总的IPR曲线则是分层的迭加。其特点是：随着流压的降低，由于参加工作的小层数增多，产量将大幅度增加，采油指数也随之增大。,（2）含水油井流入动态,图1-1