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1、现代钻采工程现代钻采工程采油工程采油工程陈德春陈德春电电 话：话：83956558395655中国石油大学（华东）石油工程学院中国石油大学（华东）石油工程学院20052005年年1111月月11.1.采油工程采油工程 油气高效入井油气高效入井经济有效举升经济有效举升油气田开发效益油气田开发效益绪绪 论论 油田开采过程中根据开发目标通过生产井和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。注入井所采取的工程技术措施的总称。2（1 1）经济有效举升）经济有效举升绪绪 论论实现入井油实现入井油气等流体向气等流体向地面的流动地面的流动保证生产系统运保证生产系统运行效率和油气资
2、行效率和油气资源开发经济效益源开发经济效益3（2 2）油气高效入井）油气高效入井技术措施：技术措施：通过各种物理、化学作用处理油气层。通过各种物理、化学作用处理油气层。l 酸处理技术酸处理技术l 压裂技术压裂技术l 波场处理技术波场处理技术l 微生物技术微生物技术l 热力技术热力技术绪绪 论论4采油工程系统组成采油工程系统组成 油油藏藏：具具有有一一定定储储存存和和流流动动特特性性的的孔孔隙隙或或裂裂缝缝介质系统，介质系统，人人工工建建造造系系统统：井井筒筒、采采油油设设备备、注注水水设设备备以及地面集输、分离和储存设备等。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经济有效地提高油
3、井产量和原油采收率和原油采收率采油工采油工程目标程目标绪绪 论论52.2.采油工程技术水平情况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。题的关键技术。中国采油工程技术大致经历了中国采油工程技术大致经历了5 5个阶段个阶段（1 1）50506060年代初的探索、试验阶段年代初的探索、试验阶段（2 2）60607070年代分层开采工艺配套技术发展阶段年代分层开采工艺配套技术发展阶段（3 3）70708080年代多种油藏类型采油工艺技术发展
4、阶段年代多种油藏类型采油工艺技术发展阶段（4 4）80809090年代采油工程新技术重点突破发展阶段年代采油工程新技术重点突破发展阶段（5 5）9090年代中期以来采油系统工程形成和发展阶段年代中期以来采油系统工程形成和发展阶段 绪绪 论论6采油工程技术面临难题采油工程技术面临难题l 高含水油田开采高含水油田开采l 低渗透油田开发低渗透油田开发l 西部沙漠超深油田开采西部沙漠超深油田开采l 海洋和滩海油田开发建设海洋和滩海油田开发建设l 稠油和超稠油油田开采稠油和超稠油油田开采要求：要求：绪绪 论论采油工程技术达到更高的水平，以创造更高采油工程技术达到更高的水平，以创造更高的效益。的效益。73
5、.3.采油工程的任务采油工程的任务当前和未来采油工程的两大任务：当前和未来采油工程的两大任务：l 如何采用先进适用的技术提高已开发油气田采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？收率、提高油气井产量以及降低油气生产成本？l 如何依靠技术进步和技术创新将未投入开发的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？油田投入开发？绪绪 论论84.4.课程主体内容课程主体内容 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
6、开采条件的适应性。能力和对油井开采条件的适应性。（1 1）采油方式选择）采油方式选择 （2 2）采油井生产系统设计与动态预测）采油井生产系统设计与动态预测 （3 3）采油井生产系统工况校核分析与诊断）采油井生产系统工况校核分析与诊断绪绪 论论9预测与分析预测与分析解决两个问题：解决两个问题：目前油田开采状况？目前油田开采状况？未来油田如何高效开采？未来油田如何高效开采？基础、前提基础、前提实现开采目标：实现开采目标：提高油气采收率提高油气采收率 降低原油开发成本降低原油开发成本？经济效益经济效益绪绪 论论10人工举升采油人工举升采油自喷采油自喷采油采采油油方方法法分分类类人工给井筒流体人工给井
7、筒流体增加能量增加能量将井底将井底原油举升至地面原油举升至地面的采油方式的采油方式利用油层利用油层自身能自身能量量将原油举升到将原油举升到地面的采油方式地面的采油方式绪绪 论论11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。和生产动态分析所需要的共同理论基础。12第一节 直井流入动态（IPR曲线）油井流入动态油井流入动态：油井产量与井底流动压力的关系。
8、油井产量与井底流动压力的关系。u为油藏工程提供检验资料；为油藏工程提供检验资料；u为采油工程的下一步工作提供依为采油工程的下一步工作提供依据；据；u检查钻井、完井和各项工艺措施等技术水平的优劣。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：物理意义：反映了油藏向井的供油能力，反映了油藏向井的供油能力，反映了油藏压力、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。影响，是采油工程与油藏工程的衔接点。作用：作用：第一章 油井流入动态13油井流入动态曲线（油井流入动态曲线（IPRIPR曲线）曲
9、线）：表示产量与井底流压关系的曲线，简称表示产量与井底流压关系的曲线，简称IPRIPR曲线。曲线。典型的流入动态曲线典型的流入动态曲线典型的流入动态曲线典型的流入动态曲线第一章 油井流入动态14一、一、单相液体流入动态单相液体流入动态(基于达西定律基于达西定律)供给边缘压力不变圆形地层供给边缘压力不变圆形地层中心一口井的产量公式为：中心一口井的产量公式为：圆形封闭油藏圆形封闭油藏，拟稳态条件下的油井产量公式为：，拟稳态条件下的油井产量公式为：第一章 油井流入动态15泄油面积形状与油井的位置系数泄油面积形状与油井的位置系数 对于非圆形封闭泄油对于非圆形封闭泄油面积的油井产量公式，可面积的油井产量
10、公式，可根据泄油面积和油井位置根据泄油面积和油井位置进行校正。进行校正。第一章 油井流入动态16 单相流动时，假设油层物性及流体性质基本不单相流动时，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随压力变化，则产量公式可表示为:采油采油(液液)指数指数：单位生产压差下油井产油单位生产压差下油井产油(液液)量，反映油层性量，反映油层性质、厚度、流体物性、完井条件及泄油面积等与质、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。产量之间关系的综合指标。？第一章 油井流入动态17采油指数采油指数J J的获得：的获得：油藏参数计算油藏参数计算 试井资料：试井资料：测得测得3
11、35 5个稳定工作制度下的产个稳定工作制度下的产量及其流压，便可绘制该井的实测量及其流压，便可绘制该井的实测IPRIPR曲线曲线第一章 油井流入动态18 对于对于单相液体单相液体流动的直线型流动的直线型IPRIPR，采油指数可定，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，或井产量的增加值，或油井油井IPRIPR曲线斜率的负倒数曲线斜率的负倒数。对于对于多相流体多相流体体流动的非直线型体流动的非直线型IPRIPR，采油指数采油指
12、数准确的定义为油井准确的定义为油井IPRIPR曲线斜率的负倒数曲线斜率的负倒数。注意事项：注意事项：第一章 油井流入动态19典型的流入动态曲线典型的流入动态曲线典型的流入动态曲线典型的流入动态曲线 对于非直线型对于非直线型IPRIPR曲线，曲线，由于其斜率不是定值，按上述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几种定义所求得的采油指数则不同。所以，对于具有非直线不同。所以，对于具有非直线型型IPRIPR曲线的油井，在使用采曲线的油井，在使用采油指数时，应该说明相应的流油指数时，应该说明相应的流动压力，不能简单地用某一流动压力，不能简单地用某一流压下的采油指数来直接推算不压下的采油指
13、数来直接推算不同流压下的产量。同流压下的产量。第一章 油井流入动态20当油井产量很高时，井底附近将出现当油井产量很高时，井底附近将出现非达西渗流非达西渗流：胶结地层的胶结地层的紊流速度系数紊流速度系数：非胶结地层非胶结地层紊流速度系数紊流速度系数：右边第一项是粘滞阻力项，它与产量呈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；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。产量较高时，惯性阻
14、力将起主要作用。第一章 油井流入动态21 如果在单相流动条件出现非达西渗滤，也可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利用试井所得的产量和压力资料求得C C和和D D值。值。由试井资料绘制的由试井资料绘制的 直线的直线的斜率为斜率为D D，其截距则为，其截距则为C C。第一章 油井流入动态22二、二、油气两相渗流时的流入动态油气两相渗流时的流入动态平面径向流，直井平面径向流，直井油气两相渗流油气两相渗流时油井产量公式为：时油井产量公式为：(一一)垂直井油气两相渗流时的流入动态垂直井油气两相渗流时的流入动态 式中，式中，o、Bo、Kro都是压力的函数。都是压力的函
15、数。通常结合生产资料来绘制通常结合生产资料来绘制IPRIPR曲线（如曲线（如VogelVogel方法）方法）或简化处理（如或简化处理（如FetkovichFetkovich方法）。方法）。第一章 油井流入动态231.Vogel 1.Vogel 方法方法(1968)(1968)（1 1）假设条件（）假设条件（7 7条）条）圆形封闭、溶解气驱油藏；油井位于中心。圆形封闭、溶解气驱油藏；油井位于中心。均质油层，含水饱和度恒定；均质油层，含水饱和度恒定；忽略重力影响；忽略重力影响；忽略岩石和水的压缩性；忽略岩石和水的压缩性；油、气组成及平衡不变；油、气组成及平衡不变；油、气两相的压力相同；油、气两相的
16、压力相同；拟稳态下流动，在给定的某一瞬间，各点的脱气拟稳态下流动，在给定的某一瞬间，各点的脱气原油流量相同。原油流量相同。第一章 油井流入动态24（2 2）VogelVogel方程方程Vogel Vogel 曲线曲线第一章 油井流入动态25 a.a.计算计算c.c.根据给定的流压及计算的相应产量绘制根据给定的流压及计算的相应产量绘制IPRIPR曲线。曲线。b.b.给定不同流压，给定不同流压，计算相应的产量计算相应的产量 情况一：情况一：已知地层压力和一个工作点已知地层压力和一个工作点（3 3）利用）利用VogelVogel方程绘制方程绘制IPRIPR曲线的步骤曲线的步骤第一章 油井流入动态26 情况二：情况二：油藏压力未知，已知两个工作点油藏压力未知，已知两个工作点a.a.油藏平均压力和油藏平均压力和 的计算的计算c.c.根据给定的流压及计算的相应产量绘制根据给定的流压及计算的相应产量绘制IPRIPR曲线曲线b.b.给定不同流压，计算相应的产量给定不同流压，计算相应的产量第一章 油井流入动态27（4 4）VogelVogel曲线与数值模拟曲线与数值模拟IPRIPR曲线的对比曲线的对比a
