油井流入动态-采油工程教程之一课件

现代钻采工程—采油工程陈德春电话：8395655中国石油大学（华东）石油工程学院2005年11月1现代钻采工程陈德春中国石油大学（华东）石油工程学院11.采油工程油气高效入井经济有效举升油气田开发效益绪论油田开采过程中根据开发目标通过生产井和注入井所采取的工程技术措施的总称。21.采油工程油气高效入井经济有效举升油气田开发效益绪（1）经济有效举升绪论实现入井油气等流体向地面的流动保证生产系统运行效率和油气资源开发经济效益3（1）经济有效举升绪论实现入井油气等流体向地面的流动保（2）油气高效入井技术措施：通过各种物理、化学作用处理油气层。酸处理技术压裂技术波场处理技术微生物技术热力技术……绪论4（2）油气高效入井技术措施：通过各种物理、化学作用处理油气层采油工程系统组成

油藏：具有一定储存和流动特性的孔隙或裂缝介质系统，人工建造系统：井筒、采油设备、注水设备以及地面集输、分离和储存设备等。经济有效地提高油井产量和原油采收率采油工程目标绪论5采油工程系统组成经济有效地提高油井产量采油工程目标绪论2.采油工程技术水平情况采油工程技术是决定油田产量高低、采油速度快慢、最终采收率大小、经济效益的优劣等重要问题的关键技术。中国采油工程技术大致经历了5个阶段（1）50～60年代初的探索、试验阶段（2）60～70年代分层开采工艺配套技术发展阶段（3）70～80年代多种油藏类型采油工艺技术发展阶段（4）80～90年代采油工程新技术重点突破发展阶段（5）90年代中期以来采油系统工程形成和发展阶段

绪论62.采油工程技术水平情况采油工程技术是决定油田产量高采油工程技术面临难题高含水油田开采低渗透油田开发西部沙漠超深油田开采海洋和滩海油田开发建设稠油和超稠油油田开采……要求：绪论采油工程技术达到更高的水平，以创造更高的效益。7采油工程技术面临难题高含水油田开采低渗透油田开发西部沙3.采油工程的任务当前和未来采油工程的两大任务：如何采用先进适用的技术提高已开发油气田采收率、提高油气井产量以及降低油气生产成本？如何依靠技术进步和技术创新将未投入开发的油田投入开发？绪论83.采油工程的任务当前和未来采油工程的两大任务：如何采用先4.课程主体内容采油方式是任何油田贯穿其开发全过程的基本生产技术，各种采油方式有各自的工作原理、举升能力和对油井开采条件的适应性。（1）采油方式选择（2）采油井生产系统设计与动态预测（3）采油井生产系统工况校核分析与诊断绪论94.课程主体内容采油方式是任何油田贯穿其开发全过程的预测与分析解决两个问题：目前油田开采状况？未来油田如何高效开采？基础、前提实现开采目标：提高油气采收率降低原油开发成本？？经济效益绪论10预测与分析解决两个问题：目前油田开采状况？基础、前提实现开人工举升采油自喷采油采油方法分类人工给井筒流体增加能量将井底原油举升至地面的采油方式利用油层自身能量将原油举升到地面的采油方式绪论11人工举升采油自喷采油采油方法分类人工给井筒流体增加能量将井底第一章油井流入动态油气从油藏流入井底和在井筒中的流动是油气开采的两个基本流动过程。油井流入动态和井筒多相流动规律是油井各种举升方式设计和生产动态分析所需要的共同理论基础。12第一章油井流入动态油气从油藏流入井底和在井筒中的流第一节

直井流入动态（IPR曲线）油井流入动态：油井产量与井底流动压力的关系。为油藏工程提供检验资料；为采油工程的下一步工作提供依据；检查钻井、完井和各项工艺措施等技术水平的优劣。物理意义：

反映了油藏向井的供油能力，反映了油藏压力、油层物性、流体物性、完井质量等对油层渗流规律的影响，是采油工程与油藏工程的衔接点。作用：第一章油井流入动态13第一节直井流入动态（IPR曲线）油井流入动态：油井产油井流入动态曲线（IPR曲线）：

表示产量与井底流压关系的曲线，简称IPR曲线。典型的流入动态曲线第一章油井流入动态14油井流入动态曲线（IPR曲线）：典型的流入动态曲线第一章油一、单相液体流入动态(基于达西定律)供给边缘压力不变圆形地层中心一口井的产量公式为：圆形封闭油藏，拟稳态条件下的油井产量公式为：第一章油井流入动态15一、单相液体流入动态(基于达西定律)供给边缘压力不变圆形地层泄油面积形状与油井的位置系数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。第一章油井流入动态16泄油面积形状与油井的位置系数对于非圆形封闭泄油面积的单相流动时，假设油层物性及流体性质基本不随压力变化，则产量公式可表示为:采油(液)指数：

单位生产压差下油井产油(液)量，反映油层性质、厚度、流体物性、完井条件及泄油面积等与产量之间关系的综合指标。？第一章油井流入动态17单相流动时，假设油层物性及流体性质基本不随压力变化，采油指数J的获得：油藏参数计算试井资料：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曲线第一章油井流入动态18采油指数J的获得：油藏参数计算第一章油井流入动态18对于单相液体流动的直线型IPR，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。对于多相流体体流动的非直线型IPR，采油指数准确的定义为油井IPR曲线斜率的负倒数。注意事项：第一章油井流入动态19对于单相液体流动的直线型IPR，采油指数可定义为产油典型的流入动态曲线对于非直线型IPR曲线，由于其斜率不是定值，按上述几种定义所求得的采油指数则不同。所以，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。第一章油井流入动态20典型的流入动态曲线对于非直线型IPR曲线，由于其斜率当油井产量很高时，井底附近将出现非达西渗流：胶结地层的紊流速度系数：非胶结地层紊流速度系数：右边第一项是粘滞阻力项，它与产量呈线性关系；第二项是惯性阻力项，它与产量的平方呈正比关系。当产量较低时可将惯性阻力项忽略，便称为达西渗流定律的表达式；产量较高时，惯性阻力将起主要作用。第一章油井流入动态21当油井产量很高时，井底附近将出现非达西渗流：胶结地层的紊流速如果在单相流动条件出现非达西渗滤，也可利用试井所得的产量和压力资料求得C和D值。由试井资料绘制的～直线的斜率为D，其截距则为C。第一章油井流入动态22如果在单相流动条件出现非达西渗滤，也可利用试井所得的二、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：(一)垂直井油气两相渗流时的流入动态

式中，o、Bo、Kro都是压力的函数。

通常结合生产资料来绘制IPR曲线（如Vogel方法）或简化处理（如Fetkovich方法）。第一章油井流入动态23二、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1.Vogel方法(1968)（1）假设条件（7条）①圆形封闭、溶解气驱油藏；油井位于中心。②均质油层，含水饱和度恒定；③忽略重力影响；④忽略岩石和水的压缩性；⑤油、气组成及平衡不变；⑥油、气两相的压力相同；⑦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。第一章油井流入动态241.Vogel方法(1968)（1）假设条件（7条）第一章（2）Vogel方程Vogel曲线第一章油井流入动态25（2）Vogel方程Vogel曲线第一章油井流入动态25

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，计算相应的产量情况一：已知地层压力和一个工作点（3）利用Vogel方程绘制IPR曲线的步骤第一章油井流入动态26a.计算c.根据给定的流压及计算的相应产量绘制IPR曲线。情况二：油藏压力未知，已知两个工作点a.油藏平均压力和的计算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，计算相应的产量第一章油井流入动态27情况二：油藏压力未知，已知两个工作点a.油藏平均压力和（4）Vogel曲线与数值模拟IPR曲线的对比a.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。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％，但其绝对值却很小。b.如果用测试点的资料按直线外推时，最大误差可达70～80％，只是在开采末期约30%。C.采出程度N对油井流入动态影响大，而kh/μ、B0、k、S0等参数对其影响不大。不同方法计算的油井IPR曲线1-用测试点按直线外推；2-计算机计算的；3-用Vogel方程计算的；第一章油井流入动态28（4）Vogel曲线与数值模拟IPR曲线的对比a.按Voge1992年，威金斯（Wiggins）等通过对多相流条件下IPR曲线的研究，为沃格尔方程提供了理论依据。威金斯等的研究表明IPR解析式可用多相流条件下的IPR方程的泰勒级数来表示：第一章油井流入动态291992年，威金斯（Wiggins）等通过对多相流条第一章油井流入动态30第一章油井流入动态302.费特柯维奇方法溶解气驱油藏：假设与压力成直线关系，则：第一章油井流入动态312.费特柯维奇方法溶解气驱油藏：假设与压力成直式中：则：第一章油井流入动态32式中：则：第一章油井流入动态32令：当时：所以：第一章油井流入动态33令：当时：所以：第一章油井流入动态333.非完善井Vogel方程的修正油水井的非完善性

打开性质不完善；如射孔完成打开程度不完善；如未全部钻穿油层打开程度和打开性质双重不完善油层受到损害酸化、压裂等措施

改变油井的完善性，从而增加或降低井底附近的压力降，影响油井流入动态关系。第一章油井流入动态343.非完善井Vogel方程的修正油水井的非完善完善井和非完善井周围的压力分布示意图（条件：同产量）第一章油井流入动态35完善井和非完善井周围的压力分布示意图第一章油井流入动态35完善井非完善井令：非完善井附加压力降:则：表皮系数第一章油井流入动态36完善井非完善井令：非完善井附加压力降:则：表皮系数第一章油油井的流动效率（FE）：油井的理想生产压差与实际生产压差之比。油层受污染的或不完善井完善井增产措施后的超完善井第一章油井流入动态37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利用流动效率计算非完善直井流入动态的方法Standing无因次IPR曲线①Standing方法(FE=0.5~1.5)第一章油井流入动态38利用流动效率计算非完善直井流入动态的方法Standing无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b.预测不同流压下的产量c.根据计算结果绘制IPR曲线第一章油井流入动态39Standing方法计算不完善井IPR曲线的步骤a.根据已知②Harrison方法Harrison无因次IPR曲线(FE>1)第一章油井流入动态40②Harrison方法Harrison无因次IPR曲线(Fb.求FE对应的最大产量，即Pwf=0时的产量Harrison方法计算超完善井IPR曲线的步骤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c.计算不同流压下的产量d.根据计算结果绘制IPR曲线第一章油井流入动态41b.求FE对应的最大产量，即Pwf=0时的产量Harriso（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表达式为:三、时的流入动态第一章油井流入动态42（1）基本公式三、时的流入动态井周围压力和气体饱和分布第一章油井流入动态43井周围压力和气体饱和分布第一章油井流入动态43组合型IPR曲线（2）实用计算方法(组合型IPR方法)第一章油井流入动态44组合型IPR曲线（2）实用计算方法(组合型IPR方法)第一流压等于饱和压力时的产量为：①当时，由于油藏中全部为单相液体流动。②当后，油藏中出现两相流动。流入动态公式为：直线段采油指数第一章油井流入动态45流压等于饱和压力时的产量为：①当时，由于四、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

按含水率取纯油IPR曲线和水IPR曲线的加权平均值。当已知测试点计算采液指数时，是按产量加权平均；当预测产量或流压时是按流压加权平均。油气水三相IPR曲线第一章油井流入动态46四、油气水三相IPR曲线Petrobras提出了计算三相流(一)采液指数计算已知一个测试点(、)和饱和压力及油藏压力①当时：②当时：③当时：其中：直线段采液指数第一章油井流入动态47(一)采液指数计算已知一个测试点(、)和饱和①，则：②，则按流压加权平均进行推导：(二)某一产量下的流压计算所以：第一章油井流入动态48①，则：②，则按因为：所以：③若，则综合IPR曲线的斜率可近似为常数。第一章油井流入动态49因为：所以：③若，则综合IPR曲线第一章油井流入动态第二节

斜井和水平井流入动态水平井渗流的基本特征a.平井井筒与油藏有较大的连通渗流面积b.接近井筒附近具有径向的特征c.远离井筒地区为单向（一维）流动d.在同样产量下具有较小的生产压差（因为油藏中的流动阻力很小）e.把水平井三维渗流可简化为两个平面问题加以研究50第一章油井流入动态第二节斜井和水平井流入动态水平井渗第一章油井流入动态一、水平井产能研究方法

国内外学者主要采用解析法和模拟法来研究水平井的产能。1.解析法研究水平井产能，一种方法是从数学模型出发，通过相应的假设条件，简化方程的初始、边界条件，推导出单相流或多相流的水平井产能公式的解析解；另一种方法是利用保角变换、镜像映射、势的叠加原理及等值渗流阻力法等方法通过相应变换得到水平井的产能公式。51第一章油井流入动态一、水平井产能研究方法国内第一章油井流入动态目前还没有一个水平井的解析模型可以综合地解决非均质性、多相流体、非稳态流和井筒变质量流动阻力、加速度、重力影响等因素。但水平井的解析模型形式比较简单，计算时所需参数较少，计算量小。通过水平井解析模型计算得到的水平井产能，可作为筛选水平井时的参考。52第一章油井流入动态目前还没有一个水平井的解析模型可第一章油井流入动态2.模拟法有物理模拟和数值模拟两种。

物理模拟是利用物理现象的相似性，通过物理模型直观的模拟水平井渗流场，为数学模型的研究提供依据。经典的物理模拟方法是电模拟实验方法。自20世纪50年代起，人们开始在实验室应用电模型研究水平井生产动态。通过电模拟实验，研究者可以直观的模拟水平井的渗流场，测量各点的压力和电流，描绘出等势线、流线的分布，研究水平井压力动态与产能的关系。53第一章油井流入动态2.模拟法有物理模拟和数值模拟两种。53第一章油井流入动态Giger、Joshi等人就是在电模拟实验的基础上,研究了水平井渗流场特点，推导出相应的产能公式。我国学者曲德斌、葛家理及李春兰等人利用电模拟方法研究了水平井开发的基础理论，对比了产能模型与电模拟实验模型，验证了电模拟实验的可行性，为复杂条件下的水平井渗流机理研究提供了一种可靠的物理模型研究方法。54第一章油井流入动态Giger、Joshi等人就是在第一章油井流入动态水平井产能的数值模拟方法主要包括两种，一种是根据水平井的特点，从数学模型出发，给出有效的解法，然后设计软件。另一类是在直井模拟软件的基础上，准确地表述水平井（例如，流入井筒的计算、井筒内压力降的描述以及网格的局部加密等）来模拟水平井的开发。55第一章油井流入动态水平井产能的数值模拟方法主要包括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：井斜角，度015304560758588.5690A10.99980.99690.99260.99260.99150.99150.99140.9885B0.20.22100.12540.0221-0.0549-0.1002-0.1120-0.1141-0.2055C0.80.77830.86820.96631.30951.08291.09421.09641.1818第一章油井流入动态（一）Cheng模型56Cheng对溶解气驱油藏中斜井和水平井进行了数值模拟（二）费特科维奇方程n为回归指数,主要与油藏流体、岩石性质及采出程度等有关井斜角（°）n井斜角（°）n0（垂直井）1.13275750.93774151.14711850.93648301.0805588.560.93648451.0117890（水平井）0.89242600.96442

不同井斜角下的n值井斜角与n值的关系曲线第一章油井流入动态57（二）费特科维奇方程n为回归指数,主要与油藏流体、岩石性质及（三）Bendakhlia方法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。Bendakhlia用公式来拟合IPR曲线图版，发现吻合很好。第一章油井流入动态58（三）Bendakhlia方法Bendakhlia图1-8拟合的IPR曲线与实际曲线的对比

_____拟合的IPR曲线,……实际曲线第一章油井流入动态59图1-8拟合的IPR曲线与实际曲线的对比

_____图1-9参数v、n与采收率系数之间的关系第一章油井流入动态60图1-9参数v、n与采收率系数之间的关系第一章油井流入苏联Borisov系统总结了水平井的发展历程和生产原理,提出了下列假设条件下水平井产能的理论模型：1）稳态流动；2）单相流，流体不可压缩；3）各向同性的均质油藏，不考虑地层伤害；4）水平井位于油层中心，泄油区域为椭圆。该模型假设水平井位于箱体油藏中，利用数学方法推导出水平井稳态产能解析公式。（四）Borisov公式第一章油井流入动态61苏联Borisov系统总结了水平井的发展历程和生产原方程假设水平井为一条具有无限导流能力的裂缝，井筒压力为常数。这样理论上，水平井段无限长时，采油指数可无限大。实际上，水平井段长度有一个限度，超过这一长度，由于井筒中的摩擦损失、压力损失，井筒压力是下降的,产能相应也会下降。第一章油井流入动态62方程假设水平井为一条具有无限导流能力的裂缝，井筒压力（五）Giger公式1983年法国Giger等人根据Borisov公式利用电模拟研究了水平井的油藏问题，于1984年提出了位于油层中心的水平井产能公式。公式的假设条件与Borisov公式基本相同。第一章油井流入动态63（五）Giger公式1983年法国Giger等人根式中Giger、Reiss&Jourdan的产率比（水平井与垂直井采油指数比）第一章油井流入动态64式中Giger、Reiss&Jourdan的产率比1986年美国Joshi利用电场流理论，假定水平井的泄油体是以水平井两端点为焦点的椭圆体，将三维渗流问题简化为垂直及水平面内的二维问题，利用势能理论详细推导了均质油藏水平井产能公式，同时又根据Muskat关于油藏非均质性和水平井偏心距的概念，给出了考虑渗透率各向异性和偏心距的较为全面的水平井产能计算公式。同时，Joshi还提出了水平井有效井筒半径的概念，指出了影响水平井产能的因素。Joshi提出的水平井产能公式目前得到了广泛的应用，之后许多研究者提出的水平井产能公式与Joshi公式都极为相似。（六）Joshi公式第一章油井流入动态651986年美国Joshi利用电场流理论，假定水平井的Joshi公式假设条件如下：1）单相、稳态流；2）流体微可压缩；3）各向异性、均质油藏，不考虑地层伤害；4）外边界和井筒压力为常数；5）水平井段与上边界距离一定。从此公式中可以得出水平井产能随油层厚度线性增大或略大于线性增大，但这是不可能的。所以此公式并不是对任意厚度油藏都适用。Joshi产能公式物理模型第一章油井流入动态66Joshi公式假设条件如下：1）单相、稳态流；2）流体微均质油藏:Kh=Kv非均质油藏:第一章油井流入动态67均质油藏:Kh=Kv非均质油藏:第一章油井流入动态67偏心水平井：式中渗透率非均质系数δ—水平井偏心距，水平井轴距油层中部的垂向距离第一章油井流入动态68偏心水平井：式中渗透率非均质系数δ—水平井偏心距，水平井轴（七）Mutalik、Godbole和Joshi产能公式对于～20的矩形泄油面积，Mutalik等人发表了水平井在泄油体积中不同位置的形状因子和对应的相关的表皮因子，公式如下：式中,等效泄油半径

长度为L的在厚度上完全射透的无限导流裂缝的表皮因子第一章油井流入动态69（七）Mutalik、Godbole和Joshi产能公式是形状相关表皮系数。与泄油面积的形状有关；A′与泄油面积的形状有关的系数，对圆形泄油面积A′=0,对于正方形（矩形）A′=0.738；形状因子转换常数(0.738)机械表皮系数非达西流系数第一章油井流入动态70是形状相关表皮系数。与泄油面积的形状有关；A′与泄油面积的Babu和Odeh针对任意箱形油藏,通过物理模型分析，建立了水平井不稳定渗流的数学模型,在模型解的基础上,结合物质平衡原理,首次给出了在有限箱体油藏中拟稳态条件下水平井产能公式。Babu和Odeh公式是最一般的情况,更适用于所碰到的大多数情况。（八）Babu和Odeh公式第一章油井流入动态71Babu和Odeh针对任意箱形油藏,通过物理模型分析公式的假设条件1）拟稳态流动，井筒内为均一流量而不是无限导流；2）各向异性、均质油藏，具有封闭边界；3）箱形泄油区域；4）单相流，流体微可压缩。式中形状因子表皮系数第一章油井流入动态72公式的假设条件式中形状因子表皮系数第一章油井流入动态72（九）RenardandDupuy公式Renard和Dupuy总结了Joshi和Giger的水平井产能方程，引入表皮因子修正了稳态方程，对井眼附近地层伤害的影响进行了探讨，结果表明：由于水平井单位长度的产油指数较低，表皮伤害对水平井的影响没有直井明显。方程只能用于圆形、椭圆形、方形泄油区域。第一章油井流入动态73（九）RenardandDupuy公式Renar非均质油藏：式中（当泄油面积为椭圆）式中第一章油井流入动态74非均质油藏：式中（当泄油面积为椭圆）式中第一章油（十）Elgaghad公式Elgaghad、Osisanya、Tiab提出了建立在比椭圆或矩形更复杂的泄油区域的产能方程。方程假设油藏包括一系列半圆和两个矩形，与其他方程比较相对简单，不需计算水平泄油半径reh，只需确定参数C。第一章油井流入动态75（十）Elgaghad公式Elgaghad、Osisan（十一）Frick和Economides公式Frick和Economides根据水平井段首端比末端接触钻井液时间长，形成椭圆体损害带的特点，推导了水平井表皮效应解析公式。它可以直接附加于计算水平井产能的公式(如Joshi公式)中。Frick和Economids还给出考虑表皮效应的产能计算公式。式中Euler常数其中。第一章油井流入动态76（十一）Frick和Economides公式Fr（十二）窦宏恩公式窦宏恩把水平井看成是夹在两个不渗透边界的一口直井，水平段长度视为油层厚度,根据镜像映射和势叠加原理对产能进行了研究,得到新的水平井产能公式。公式中采用Giger提出的等效渗透率的概念来修正非均质地层，比Joshi公式中采用渗透率各向异性系数修正非均质地层精度要高。窦宏恩还指出，Joshi将水平井的三维流动分为水平面椭球体泄油和垂直面圆柱体泄油两部分，这两部分存在重叠，造成产能公式误差。第一章油井流入动态77（十二）窦宏恩公式窦宏恩把水平井看成是夹在两个不渗（十三）徐景达公式我国学者徐景达从理论上阐述了Joshi公式中假定的椭圆体泄油区是一个理想的渗流模式，认为这样处理缩短了流体向井内流动的距离，因此计算的产量高于实际产量。他将Joshi公式用于无限长矩形泄油体中，视椭圆两端的泄油边界位于无限远处。显然，这时流体流向井内的距离最长，计算的产能最小。第一章油井流入动态78（十三）徐景达公式我国学者徐景达从理论上阐述了Jo第一章油井流入动态临盘大芦家油田馆三5层参数表油田临盘大芦家油田馆三5层计算时间2001年4月油层水平渗透率(×10-3μm)60油层垂向渗透率(×10-3μm)20油层有效厚度(m)4原油密度(kg/m3)910地下原油粘度(mPa·s)11原油体积系数(m3/m3)1.085井眼半径(mm)124.26油藏泄油半径(m)200二、分析（一）四种常用水平井产能计算公式的对比79第一章油井流入动态临盘大芦家油田馆三5层参数表油田临盘大芦第一章油井流入动态指标垂直井水平井（水平段长度为200m）BorisovGigerJoshiRenard产液指数(t/d·MPa)1.4703126.7968347.1352476.6087926.838291产能比4.6227164.852884.4948234.650912不同公式计算的水平井产能结果对比表计算结果表明：四种水平井产能计算公式的计算结果相差不大，Giger公式计算的采油指数稍高，Joshi公式计算的采油指数稍低。80第一章油井流入动态指标垂直井水平井（水平段长度为200m）（二）水平井产能影响因素分析根据Joshi公式，在厚油层中钻水平井可获得高的绝对产能。但从增产的角度看，相对于直井而言，当水平井长度给定时，油藏厚度越小，水平井与直井的产率比越大，钻水平井可获得更大的产量增量倍数，因此水平井更适合于薄油层。(1)水平井段长度（L）和油藏厚度(h)第一章油井流入动态81（二）水平井产能影响因素分析根据Joshi公式，在厚第一章油井流入动态油层有效厚度对水平井与垂直井产能比影响结果表(假定垂直井与水平井的泄油半径相同)油层有效厚度(m)水平井水平段长度(m)246810121003.112.932.742.562.402.251503.893.703.503.303.122.952004.714.494.274.053.853.662505.615.365.114.864.624.403006.6246.336.045.755.475.2182第一章油井流入动态油层有效厚度对水平井与垂直井产能比影响结第一章油井流入动态计算结果表明：(1)油层有效厚度和水平井水平段长度越大，水平井可获得的采油指数越高。但从产能比的角度看，在油层厚度相同的条件下，水平井水平段长度越长，产能比越高；而在水平井水平段长度一定时，薄油层比厚油层钻水平井可获得更大的产能比。(2)在其它参数一定时，水平井与垂直井的产能比随油层厚度的增加程度趋于下降。83第一章油井流入动态计算结果表明：83（2）油层水平渗透率和渗透率各向异性实际上，多数储层都存在不同程度的各向异性，即水平方向的渗透率不等于垂向渗透率。对于水平井来说，储层的垂向渗透率对产能有更重要的影响，其值减小会引起垂向流动阻力的增加和产油量的下降。第一章油井流入动态从计算模型分析，水平井的采油指数随油层水平渗透率的增加而增大，但产能比不随油层水平渗透率变化而变化。84（2）油层水平渗透率和渗透率各向异性实际上，多数储层图2渗透率各向异性指数和储层厚度对水平井和直井产能指数比的影响当β=0.25时，储层具有足够高的垂向渗透率，天然裂缝性储层多属于这种情况。此时高的采油指数比显示这类储层很适合于钻水平井。对于β=3的厚储层，从采油指数比来看，相对于直井来说，水平井未表现出明显的经济效益。这时，可考虑在水平井中进行水力压裂来改善储层的垂向渗透率。第一章油井流入动态85图2渗透率各向异性指数和储层厚度对水平井和直井产能指数比的第一章油井流入动态油层渗透率各向异性指数对水平井与垂直井产能比影响结果表水平井各向异性指数水平段长度(m)11.21.41.61.821003.083.043.002.952.912.871503.863.823.773.733.683.632004.684.634.584.534.484.432505.575.525.465.405.345.28(1)油层的垂向渗透率减小(即渗透率各向异性指数增大)会引起垂向流动阻力增加和油井产量下降。(2)随着水平井水平段长度的增加，油层渗透率各向异性指数对水平井产能的影响程度降低。86第一章油井流入动态油层渗透率各向异性指数对水平井与垂直井产（3）偏心距图3水平井偏心示意图第一章油井流入动态87（3）偏心距图3水平井偏心示意图第一章油井流入动态87图4偏心距对水平井产能的影响图第一章油井流入动态88图4偏心距对水平井产能的影响图第一章油井流入动态88第一章油井流入动态偏心距对水平井产能影响结果水平井水平段长度(m)偏心程度(%)100150200250300011111200.9988250.999010.9990970.9991380.999152400.9955690.9962650.9965920.9967460.996799600.9908630.9922920.9929650.9932830.993391800.9853810.9876570.9887310.9892370.9894091000.9796360.9827910.9842810.9849850.985223从计算结果可以看出：偏心距越大，水平井产能越低，但总的来说影响程度较小。偏心程度是指两倍的偏心距与油层厚度之比计算结果是指不同偏心距条件下水平井产能与偏心距为0时的产能之比89第一章油井流入动态偏心距对水平井产能影响结果水平井水平段长通常认为，油气井在距储层中部士h/4范围内时，引起的产能损失小于10%。严格说来，这一结论仅适用于具有封闭的顶、底边界的储层。对于具有水锥或气锥的储层，油气井在垂直平面内的位置很重要。它直接影响到油井见水、见气的时间，影响气、油比（GOR）和水、油比（WOR），从而影响油井的最终产量和采收率。因此，可以利用水平段较长时，偏心距对水平井产能影响较小的特点，将油井设计在远离气顶或底水的位置上。同时，由于长的水平段可降低达到某一给定产量所需的压降，减小锥进趋势。因此，可以在不引起锥进的情况下，提高油气井产量。第一章油井流入动态90通常认为，油气井在距储层中部士h/4范围内时，引起的第一章油井流入动态（4）地层损害与垂直井相比，由于水平井在油层内的钻进时间较长，钻(完)井液与储层的接触面积也会相应增加，故在相同的储层和同样钻井条件下，水平井储层受到损害的程度一般比垂直井严重得多，对产能的影响也会