油气井产能分析

1、专题评述专题评述-油气井产能分析油气井产能分析 Arps产量递减分析Arps(1949)指数递减、调和递减、双曲递减 IPR方程Muskat(1942)、Vogel(1968)、Fetkovich（1973）、Wiggins（1992）、 增长曲线统计方法Docet(1992) 现代产能分析理论典型曲线拟合产能分析解析方法产能分析解析方法Darcy 公式公式drdpkAq稳态径向流动示意图稳态径向流动示意图pehrrepe = Const.qpwf稳态压力分布稳态压力分布srrkhqppwwfln2表表皮皮效效应应SkhqBPPwff2PwfrwrPfPR未损害区未损害区实际井压力实际井压力损

2、害区损害区井井轴轴线线理想井压力理想井压力wSSrrkkSln1rshswwerr平面径向流不稳定产量平面径向流不稳定产量1223. 3log)log()(2wtwfircktBppkhq)/(ln)(2srrBppkhqwewfe)/472. 0ln()(2srrBppkhqwewf 产量递减曲线产量递减曲线Arps(1945)Arps(1945)方程方程 增长曲线方法增长曲线方法Doucet(1992)Doucet(1992) 水驱规律曲线水驱规律曲线 已知生产数据已知生产数据 Q Np WpQ Np Wp 推算可采储量推算可采储量 预测生产动态预测生产动态 Gompertz模型、HCZ模

3、型 T 模型、 Logistic模型 、 Hubbert模型 Kopatov模型、Arps模型 模型和Weng模型 Weibull模型、Von Bertalanffy模型)(10ttbmppeaNdtdNnnDtQQi1)1 (pppbLaNL0logbRaWORpppbWaNLppbNaCW)log(ppbNaLlogIPR含义 IPR=油井流入动态关系Inflow Performance Relationship IPR方程因其简洁、实用而应用广泛，是油井生产动态分析、产能预测、举升工艺设计以及优化的理论基础之一。 回顾常用的常规IPR方程 给出一种新的IPR综合关系式 提出应用建议。IP

4、R方程回顾-1IPR最初只是经验地描述了油井产量与给定平均地层压力、井底流压之间的相互作用和影响。常规IPR曲线是基于Darcy线性定律的，其合理应用的前提是采油指数保持不变。对于单相油流，定义单位压降下的产油量为生产指数（PI），根据Darcy定律可知产量与压力是成直线关系的。Evinger 和Muskat（1942）通过对渗流方程研究指出，当在油藏中存在二相渗流时产量与压力将不会像期望的那样存在直线关系，而是一种曲线关系。Vogel（1968）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

5、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，他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，通过回归，得到后来称为Vogel方程的IPR曲线。IPR方程回顾-2 Fetkovich（1973）曾经建议用油井等时试井数据来评价其生产能力，他在气井产能经验方程基础上，根据对6个油田、40口不同的油井生产数据分析结果，提出Fetkovich关系式。 Jones、Blount和Glaze（1976）通过研究用多流量短时测试预测油井流入动态，考虑到非达西流动的影响，根据Forchheimer（1901）方程得到一种二项式IPR方程。

6、Wiggins（1992）完成了一项非常有意义的工作，他对油气两相渗流拟稳态解式进行Tailor展开，解析得到了IPR方程一般形式。 Sukarno（1995）在数值模拟基础上得到了一种IPR曲线方程，他试着考虑当井底流压变化时由于表皮变化（受产量变化影响）而引起的流动效率的变化，很有新意义。 根据IPR方程中待定系数的个数可以对IPR进行简单分类，如果只有一个待定系数，则需要一个样本点即可确定，这时称为单点IPR 方程；如果有两个或两个以上的待定系数则需要采用线性回归或非线性回归的方法来确定，这时称为多点IPR方程。符号说明符号说明 Pwf=井底流压（MPa），PR=油藏平均压力（MPa）

7、Pb=原油泡点压力（MPa）；Qo=产油量（m3），Qomax=极限产油量（m3） Qwmax=极限产水量（m3）； C=层流系数，D=紊流系数 a1、a2是与井筒垂向斜角有关的常数 C1 、C2是与井筒垂向斜角有关的常数。RwfwDPPPmaxoooDQQQmaxwwwDQQQ)(SPBKhdPdQJDrwf直井直井IPR方程方程 Vogel (1968) Fetkovich (1973) Kilns-Majcher (1992) Wiggins (1995) Sukarno (1995) Rawlins-Schellhandt (1935) Jones-Blount-Glaze (1976

8、) 28 .02 .01wDwDoDPPQ21wDoDPQdwDwDoDPPQ705.0295.01bbRPPPd001. 0235. 172. 028. 0248. 052. 01wDwDoDPPQ228. 072. 01wDwDwDPPQ32409. 0442. 0149. 00 . 1wDwDwDoDPPPFEQ332210wDwDwDPaPaPaaFE332210SbSbSbbaiiiiinwDoDPQ21 2oowfRDQCQPP水平井水平井IPR方程方程 Bendakhlia-Aziz (1989) Retnanto-Economides (1998) 刘想平 (1998) Che

9、ng (1989)nwDwDoDPVVPQ2)1 (0 . 1dwDwDoDPPQ75. 025. 01bbRbRPPPPPd00166.0496.046.127.023221)1 (1wDwDwDoDPCCPCCPQ2210wDwDoDPaPaaQ综合综合IPR方程方程PRPbQbQmaxQmax1AB1) 32(11121321221maxbRbwfbwfbwfoPPCCPPCCPPCPPCQQ321221max11RwfRwfRwfoPPCCPPCPPCQQ32) 1(1112133212221CCPPCCPPCPPCPfJPPfPPfJQbwfbwfbwfbwbRwwfRwL图5 -3

10、 幂 律型渗流参数异常生产动态指示曲线图5 -3 幂 律型渗流参数异常生产动态指示曲线0246810012345Q/JoPw=0.2n=2=0.1n=2=0.1n=4Pwmax(Q/Jo)maxA3-94油井流入动态曲线油井流入动态曲线9.0679.89810.72811.55912.38913.2200.00041.06482.127123.191164.254205.318产液量Q ( m 3/d)井底流压P w f ( MPa)指数产液线性产液实测产量A9油井流入动态曲线油井流入动态曲线4.0945.7057.3168.92710.53912.1500.0009.68119.36229.

11、04338.72448.405产液量Q ( m 3/d)井底流压P w f ( MPa)幂率产液线性产液实测产量IPR应用建议对于单点法，相对测试点而言，一般误差随压降程度增大而趋于增加，这种预测误差的增加趋势是可以理解的，当预测井底压力降大于（确定IPR方程所使用的）测试点压力降时，每个IPR方程实质上是用外推来计算油井动态的，我们可以想象，预测井井底压降点距测试点越远，预测结果误差将越大。可以肯定，没有一个方法能够非常适合于所有测试实例，某方法在一个例子中取得最可靠的预测，但是在另一个例子中却有可能最差的。为扬长避短，应当考虑用两种以上的方法完成某一预测。经验表明，Fetkovich多点法似乎可靠性最好。研究结果表明：与实际测试数据相比，他的方法预测结果总平均误差比其他方法要小。同时，Fetkovich方法在整个压降范围内能够取得稳定的预测结果，而单点方法似乎对测试点的压降更敏感。应当注意的是，井底压降的选择的是非常重要的，它会关系到IPR方法的可靠性。研究表明，对于任何IPR方法来说，