油井流入動(dòng)態(tài)(IPR曲線)剖析課件

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1、單擊此處編輯母版標(biāo)題樣式,單擊此處編輯母版文本樣式,第二級(jí),第三級(jí),第四級(jí),第五級(jí),*,*,*,第一節(jié) 油井流入動(dòng)態(tài)（IPR曲線）,教學(xué)目的：,掌握油井流入動(dòng)態(tài)、采油指數(shù)等相關(guān)定義；并掌握單相流體流動(dòng)、油氣兩相滲流、單相與油氣兩相滲流同時(shí)存在、油氣水三相以及多油層情況下油井流入動(dòng)態(tài)的繪制方法。,教學(xué)重點(diǎn)、難點(diǎn)：,教學(xué)重點(diǎn),1、油井流入動(dòng)態(tài)的定義以及計(jì)算方法,2、不同條件下油井流入動(dòng)態(tài)的計(jì)算,教學(xué)難點(diǎn),教法說(shuō)明：,教學(xué)內(nèi)容：,1、單相與兩相滲流同時(shí)存在時(shí)油井流入動(dòng)態(tài)的計(jì)算,2、油氣水三相流動(dòng)時(shí)油井流入動(dòng)態(tài)的計(jì)算,課堂講授并輔助以多媒體課件展示相關(guān)的數(shù)據(jù)和圖表。,單相液體的流入動(dòng)態(tài),油氣兩相滲流時(shí)

2、的流入動(dòng)態(tài),p,r,p,b,p,wf,時(shí)的流入動(dòng)態(tài),油氣水三相流入動(dòng)態(tài),多層油藏油井流入動(dòng)態(tài),油井流入動(dòng)態(tài),：,油井產(chǎn)量(,q,o,),與井底流動(dòng)壓力(,p,wf,),的關(guān)系，反映了油藏向該井供油的能力。,基本概念,油井流入動(dòng)態(tài)曲線,：,表示產(chǎn)量與流壓關(guān)系的曲線，簡(jiǎn)稱IPR曲線。,I,nflow,P,erformance,R,elationship,Curve,圖1-1 典型的流入動(dòng)態(tài)曲線,IPR曲線基本形狀與油藏,驅(qū)動(dòng)類型,有關(guān)。即使在同一驅(qū)動(dòng)方式下，還將取決于,油藏壓力,、,油層厚度,、,滲透率,及,流體物理性質(zhì),等。,p,r,q,o,max,油井生產(chǎn)系統(tǒng)組成,油層到井底的流動(dòng),(地層滲流

3、),井底到井口的流動(dòng),(井筒多相管流),井口到分離器,(地面水平或傾斜管流),油井生產(chǎn)的三個(gè)基本流動(dòng)過(guò)程,氣液兩相流基本理論,油井流入動(dòng)態(tài),一、,單相液體流入動(dòng)態(tài),供給邊緣壓力不變、圓形地層中心一口井,的產(chǎn)量公式為：,（1-1）,圓形封閉油藏、擬穩(wěn)態(tài)條件下,產(chǎn)量公式為：,（1-2）,圖1-2 泄油面積形狀與油井的位置系數(shù),對(duì)于非圓形封閉泄油面積的油井產(chǎn)量公式，可根據(jù)泄油面積和油井位置進(jìn)行校正。,單相流動(dòng)時(shí)，油層物性及流體性質(zhì)基本不隨壓力,變化。,采油指數(shù),可,定義為:,單位生產(chǎn)壓差下的油井產(chǎn)油量，是反映油層性質(zhì)、厚度、流體參數(shù)、完井條件及泄油面積等與產(chǎn)量之間的關(guān)系的綜合指標(biāo)。,生產(chǎn)壓差,直線型

4、,采油指數(shù),J,的獲得：,試井資料：,測(cè)得,3,5,個(gè)穩(wěn)定工作制度下的產(chǎn)量及其流壓，便可繪制該井的實(shí)測(cè),IPR,曲線，取,其斜率的負(fù)倒數(shù),油藏參數(shù)計(jì)算,對(duì)于單相液體流動(dòng)的直線型IPR曲線，采油指數(shù)可定義為,產(chǎn)油量與生產(chǎn)壓差之比,，也可定義為,每增加單位生產(chǎn)壓差時(shí)，油井產(chǎn)量的增加值,，或,IPR曲線斜率的負(fù)倒數(shù),。,注意事項(xiàng)：,因此，對(duì)于具有非直線型IPR曲線的油井，在使用采油指數(shù)時(shí)，應(yīng)該說(shuō)明相應(yīng)的流動(dòng)壓力，不能簡(jiǎn)單地用某一流壓下的采油指數(shù)來(lái)直接推算不同流壓下的產(chǎn)量。,當(dāng)油井產(chǎn)量很高時(shí)，井底附近將出現(xiàn),非達(dá)西滲流,：,膠結(jié)地層的,紊流速度系數(shù),：,非膠結(jié)地層,紊流速度系數(shù),：,C,、,D,值也可

5、用試井資料獲取,二、,油氣兩相滲流時(shí)的流入動(dòng)態(tài),o,、B,o,、K,ro,都是壓力的函數(shù)。用上述方法繪制IPR曲線十分繁瑣。,通常結(jié)合生產(chǎn)資料來(lái)繪制,IPR,曲線。,平面徑向流，直井,油氣兩相滲流,時(shí)油井產(chǎn)量公式為：,(一)垂直井油氣兩相滲流時(shí)的流入動(dòng)態(tài),1.Vogel 方法,(1968),假設(shè)條件,：,a.圓形封閉油藏，油井位于中心；,b.均質(zhì)油層，含水飽和度恒定；,c.忽略重力影響；,d.忽略巖石和水的壓縮性；,e.油、氣組成及平衡不變；,f.油、氣兩相的壓力相同；,g.擬穩(wěn)態(tài)下流動(dòng)，在給定的某一瞬間，各點(diǎn)的脫氣原油流量相同。,數(shù)值模擬結(jié)果的總結(jié),歸一化曲線,Vogel方程,經(jīng)典方程,a.

6、計(jì)算,c.根據(jù)給定的流壓及計(jì)算的相應(yīng)產(chǎn)量繪制IPR曲線,b.給定不同流壓，計(jì)算相應(yīng)的產(chǎn)量：,、已知地層壓力和一個(gè)工作點(diǎn)(,q,o,(test),p,wf,(test),),利用Vogel方程繪制IPR曲線的步驟,、已知兩個(gè)工作點(diǎn)，油藏壓力未知,a.油藏平均壓力的確定,：已知或利用兩組,q,o,p,wf,測(cè)試計(jì)算，即,b.計(jì)算,c.由流入動(dòng)態(tài)關(guān)系式計(jì)算相關(guān)參數(shù),圖2-4 計(jì)算的溶解氣驅(qū)油藏油井IPR曲線,1-用測(cè)試點(diǎn)按直線外推；2-計(jì)算機(jī)計(jì)算值；3-用Vogel方程計(jì)算值,Vogel曲線與數(shù)值模擬IPR曲線的對(duì)比,對(duì)比結(jié)果：,按,Vogel,方程計(jì)算的,IPR,曲線，最大誤差出現(xiàn)在用小生產(chǎn)壓差下

7、的測(cè)試資料來(lái)預(yù)測(cè)最大產(chǎn)量時(shí)，但一般誤差低于,5,。,雖然隨著采出程度的增加到開(kāi)采末期誤差上升到,20,左右，但其絕對(duì)值卻很小,。,如果用測(cè)試點(diǎn)的資料按直線外推，最大誤差可達(dá),70,80,，只是在開(kāi)采末期約,30%,。,采出程度,N,p,對(duì)油井流入動(dòng)態(tài)影響大，而,kh/、B,o,、k、S,o,等對(duì)其影響不大。,2.費(fèi)特柯維奇方法,溶解氣驅(qū)油藏,假設(shè)(,k,ro,/,o,B,o,)與壓力,p,成線性關(guān)系，則,其中，,所以：,當(dāng) 時(shí)：,令：,費(fèi)特柯維奇,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,打開(kāi)性質(zhì)不完善,；,未全部鉆穿油層,打開(kāi)程度不完善,；,打開(kāi)程度和打開(kāi)性質(zhì)

8、,雙重不完善,；,在鉆井或修井過(guò)程中油層受到損害或進(jìn)行酸化、壓裂等措施，從而改變油井的完善性。,圖1-5 完善井和非完善井周圍,的壓力分布示意圖,油井的,流動(dòng)效率,FE,：,油井的理想生產(chǎn)壓差與實(shí)際生產(chǎn)壓差之比,為“正”稱“正”表皮，油井不完善；,為“負(fù)”稱“負(fù)”表皮，油井超完善。,完善井,非完善井,令：,非完善井表皮附加壓力降,于是,表皮系數(shù)或井壁阻力系數(shù),S,油層受污染的或不完善井，,完善井,增產(chǎn)措施后的超完善井，,表皮系數(shù),S,通常由試井方法獲得,利用流動(dòng)效率計(jì)算直井流入動(dòng)態(tài)的方法,Standing方法(,1970),(,FE=0.5,1.5,),圖1-6 FE 1時(shí)的無(wú)因次IPR曲線(

9、standing IPR曲線),a.根據(jù)已知,p,r,和,p,wf,計(jì)算在FE=1時(shí)最大產(chǎn)量,standing方法計(jì)算不完善井IPR曲線的步驟：,b.預(yù)測(cè)不同流壓下的產(chǎn)量,c.根據(jù)計(jì)算結(jié)果繪制IPR曲線,Harrison方法,(,FE=1,2.5,),圖1-7 Harrison無(wú)因次IPR曲線(FE1),Harrison方法可用來(lái)計(jì)算高流動(dòng)效率井的IPR曲線和預(yù)測(cè)低流壓下的產(chǎn)量。其計(jì)算步驟如下：,a.計(jì)算,FE,=1時(shí)的,q,o,max,先求,p,wf,/,p,r,，然后查圖1-7中對(duì)應(yīng)的FE曲線上的相應(yīng)值,q,o,/,q,omax,(FE=1)，,則,b.計(jì)算不同流壓下的產(chǎn)量,c.根據(jù)計(jì)算結(jié)

10、果繪制IPR曲線,d.求FE對(duì)應(yīng)的最大產(chǎn)量，即,p,wf,=0時(shí)的產(chǎn)量,(二)斜井和水平井的IPR曲線,1990,年，,Cheng,對(duì)溶解氣驅(qū)油藏中斜井和水平井進(jìn)行了數(shù)值模擬，并用回歸的方法得到了類似,Vogel,方程的不同井斜角井的,IPR,回歸方程：,p,=,p,wf,/,p,r,；q=,q,o,/,q,o,max,；A、B、C為取決于井斜角的系數(shù),優(yōu)點(diǎn)：,使用簡(jiǎn)單，僅需一組測(cè)點(diǎn)，便可得IPR曲線,缺點(diǎn)：,方程沒(méi)有歸一化，,1989,年，,Bendakhlia,等用兩種三維三相黑油模擬器研究了多種情況下溶解氣驅(qū)油藏中水平井的流入動(dòng)態(tài)關(guān)系。得到了不同條件下,IPR,曲線。,圖1-8 擬合的I

11、PR曲線與實(shí)際曲線的對(duì)比,_擬合的IPR曲線,實(shí)際曲線,曲線表明：,早期的IPR曲線近似于直線,隨著采出程度增加,曲度增加,接近衰竭時(shí)曲度稍有減小。,Bendakhlia,建議用以下公式來(lái)擬合IPR曲線圖：,圖1-9 參數(shù),v、n,與采出程度之間的關(guān)系,IPR曲線的應(yīng)用,油井流入動(dòng)態(tài)反映了油藏向該井供油的能力。,根據(jù)測(cè)試資料確定,IPR,曲線。,根據(jù),IPR,曲線確定流壓和產(chǎn)量的對(duì)應(yīng)關(guān)系。,p,r,q,o,max,三、,p,r,p,b,p,wf,時(shí)的流入動(dòng)態(tài),（1）基本公式,當(dāng)油藏壓力高于飽和壓力，而流動(dòng)壓力低于飽和壓力時(shí)，油藏中將同時(shí)存在單相和兩相流動(dòng)，擬穩(wěn)態(tài)條件下產(chǎn)量的一般計(jì)算表達(dá)式為:,

12、需要分段積分,圖1-11 組合型IPR曲線,（2）實(shí)用計(jì)算方法,當(dāng),p,r,p,b,時(shí)，由于油藏中全部為,單相,液體流動(dòng),流入動(dòng)態(tài)公式為：,流壓等于飽和壓力時(shí)的產(chǎn)量為：,當(dāng),p,r,p,b,后，油藏中出現(xiàn),兩相,流動(dòng),流入動(dòng)態(tài)公式為：,采油指數(shù)：,A-油相IPR曲線,B-水相IPR曲線,C-油氣水三相綜合IPR曲線,四、油氣水三相IPR 曲線,Petrobras,提出了計(jì)算三相流動(dòng)IPR曲線的方法,綜合IPR曲線的實(shí)質(zhì),:,是按,含水率,取純油IPR曲線和水IPR曲線的,加權(quán)平均值,。當(dāng)已知測(cè)試點(diǎn)計(jì)算曲線，可按產(chǎn)量加權(quán)平均；當(dāng)預(yù)測(cè)產(chǎn)量或流壓，可按流壓加權(quán)平均。,圖1-12 油氣水三相IPR 曲

13、線,(一)采液指數(shù)計(jì)算,(,由測(cè)試點(diǎn)確定曲線,),已知,p,r,、,p,b,和一個(gè)測(cè)試點(diǎn),p,wf,(test),、,q,t,(test),(1),(2),(二)某一產(chǎn)量,q,t,下的流壓,p,wf,計(jì)算,(1),(2),因?yàn)椋?所以：,綜合IPR曲線的斜率可近似為常數(shù),(3),圖1-12 油氣水三相IPR 曲線,五、,多層油藏油井流入動(dòng)態(tài),（1）多油層油井流入動(dòng)態(tài),圖1-13 多層油藏油井流入動(dòng)態(tài),流壓低于,14MPa,后，只有,第三個(gè)層,工作；,流壓降低到,12MPa和10MPa后，則I層和II層陸續(xù)出油。,總的IPR曲線則是,分層的迭加,。其特點(diǎn)是：隨著流壓的降低，由于參加工作的小層數(shù)增

14、多，產(chǎn)量將大幅度增加，采油指數(shù)也隨之增大。,（2）含水油井流入動(dòng)態(tài),圖1-14,含水油井流入動(dòng)態(tài)與含水變化,(),圖1-15 含水油井流入動(dòng)態(tài)曲線,(),小 結(jié),(1)上述介紹的方法闡明了油井流入動(dòng)態(tài)的物理意義，也是目前現(xiàn)場(chǎng)最常用的計(jì)算方法。,(2)油井流入動(dòng)態(tài)研究主要有三種途徑：,基于,Vogel,、,Fetkovich,、,Petrobras,方法的完善。,建立不同類型油藏和井底條件的滲流模型。,利用單井流入動(dòng)態(tài)的油藏?cái)?shù)值模擬技術(shù)。,(3)油井流入動(dòng)態(tài)是采油工程各項(xiàng)技術(shù)措施設(shè)計(jì)、分析與評(píng)價(jià)的依據(jù)。,復(fù)習(xí)思考題,1、什么叫采油指數(shù)？在開(kāi)采過(guò)程中引起一口井采油指數(shù)變化的主要因素是什么？有哪些方法可以測(cè)定這些因素？,2、IPR的含義是什么？對(duì)不同條件下IPR的繪制方法以及所需的資料及在實(shí)踐中如何獲得？,