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1、采油工程采油工程第一章 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采油工程采油工程 问题问题? 什么是油井流入动态什么是油井流入动态? 油井流入动态和采油工程的关系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怎么得到油井流入动态以及在现场怎么应用?问题问题问题问题答案答案答案答案知识知识知识知识采油工程采油工程1.1 油井生产系统组成及原油
2、流动过程 Production System and Oil Flow Process油层到井底的流动(地层渗流)井底到井口的流动(井筒多相管流)井口到分离器(地面水平或倾斜管流)基本流动过程油井流入动态采油工程采油工程第一节 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采油工程采油工程1.3 重要性及用途 Importance and Applications确定
3、油井合理工作方式的依据确定油井合理工作方式的依据分析油井动态的基础分析油井动态的基础应用实例：应用实例：Sinochem 中化公司厄瓜多尔油田中化公司厄瓜多尔油田多层合采井配产及采油方式设计多层合采井配产及采油方式设计采油工程采油工程1.4 IPR最新研究及发展v稠油油藏稠油油藏v水平井水平井v低渗油藏低渗油藏作业作业:文献调研文献调研IPR最新研究和发展最新研究和发展采油工程采油工程2. 计算IPR的方法及途径Methods for calculating IPRv 油藏数值模拟技术油藏数值模拟技术油藏数值模拟技术油藏数值模拟技术 ( (单井或井组单井或井组单井或井组单井或井组) ) 复杂费
4、时不方便v 半经验方法半经验方法半经验方法半经验方法 Vogel、Fetkovich、Petrobras 简单易用,有误差采油工程采油工程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 Typical Typical Typical Typical IPRIPRIPRIPRIPR曲线的基本形状与油藏驱动类型驱动类型有关PrPwfPbPrPbPwfPr1)采油工程采油工程 HarrisonHarrison方法可用来计算高流动效率井的方法可用来计算高流动效率井的IPRIPR曲线和预测低流压下的产量。其计算步骤如下：曲线和预测低流压下的产量。其计算步骤如下：a.计算FE=1
5、时的qomax(FE=1) 先求先求pwf/pr，然后查图然后查图1-7中对应的中对应的FE曲线上的相应值曲线上的相应值 qo/qomax(FE=1)，则则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时的产量采油工程采油工程 (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：优点：使用简单，仅需一组测点，便可得使用简单，仅需一组测点，便可
6、得IPR曲线曲线缺点：缺点：方程没有归一化，方程没有归一化，采油工程采油工程19891989年，年，BendakhliaBendakhlia等用两种三维三相黑油模拟器研究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。得到了不同条件下到了不同条件下IPRIPR曲线。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,实际曲线采油工程采油工程曲线表明：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：采油工程采油
7、工程 图1-9 参数v、n与采出程度之间的关系采油工程采油工程复习复习1.采油工程的定义、研究内容和目标采油工程的定义、研究内容和目标2.油井流入动态油井流入动态3.单相流流入动态、采油指数单相流流入动态、采油指数4.Vogel方程的建立依据、方程形式及由测试方程的建立依据、方程形式及由测试数据绘制曲线步骤数据绘制曲线步骤5.流动效率，流动效率与表皮系数的关系流动效率，流动效率与表皮系数的关系6.Standing方法方法与与Harrison的应用采油工程采油工程作业题：作业题：1.1 何谓油井流入动态？试分析其影响因素。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
8、油气两相渗流采油指数计算方法。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 试分析试分析Vogel方法、方法、Standing方法、方法、Harrison方法的区别与联系。方法的区别与联系。1.4 已知某溶解气驱油藏平均压力为已知某溶解气驱油藏平均压力为 , 某完善油井井底流压为某完善油井井底流压为 时对应产量时对应产量 ,试利用试利用Vogel方程计算该井的流入动态关系并绘方程计算该井的流入动态关系并绘制曲线。制曲线。 1.5 某溶解气驱油藏一口油井测试平均油藏压力某溶解气驱油藏一口油井测试平均油藏压力 , , ，试根据根据Standing方法方法计算和算和绘制此井的制
9、此井的IPR曲曲线,当流压当流压时并求出流压为并求出流压为 时对应的产量。时对应的产量。1.6 已知某溶解气驱油藏地层平均压力为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试油测试井底流压为 时，地面产油量为时，地面产油量为 ，FE=0.8，试计算：试计算： （1）流动效率）流动效率FE分别为分别为1.0 和和0.8时的该井最大可能产量。时的该井最大可能产量。 （2）FE=0.8, 时的的产油量和采油指数。油量和采油指数。 采油工程采油工程IPR曲线的应用曲线的应用油井流入动态反映了油藏向该井供油的能力。1.根据测试资料确根据测试资料确定定IPR曲线。曲线。2.根据根据IPR曲线确曲
10、线确定流压和产量的定流压和产量的对应关系。对应关系。prqomax采油工程采油工程三、prpbpwf时的流入动态（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:需要分段需要分段积分积分采油工程采油工程图1-11 组合型IPR曲线（2）实用计算方法采油工程采油工程 当prpb时，由于油藏中全部为单相液体流动流入动态公式为：流压等于饱和压力时的产量为：当prpb后，油藏中出现两相流动流入动态公式为：采油指数：采油工程采油工程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
11、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 曲线采油工程采油工程(一) 采液指数计算(由测试点确定曲线)已知 pr、pb和一个测试点pwf(test)、qt(test) (1) (2) 图1-12 油气水三相IPR 曲线采油工程采油工程 (二) 某一产量qt下的流压pwf计算(1)采油工程采油工程(2) 图1-12 油气水三相IPR 曲线采油工程采油工程因为：所以：综合IPR曲线的斜率可近似为常数(3)
12、 图1-12 油气水三相IPR 曲线采油工程采油工程五、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流压低于1414MPaMPa后，后，只有只有第三个层第三个层工作；工作；流压降低到流压降低到1212MPaMPa和和1010MPaMPa后，则后，则I I层和层和IIII层陆续出油。层陆续出油。总的总的IPRIPR曲线则是曲线则是分层的分层的迭加迭加。其特点是：随。其特点是：随着流压的降低，由于着流压的降低，由于参加工作的小层数增参加工作的小层数增多，产量将大幅度增多，产量将大幅度增加，采油指数也随之加，采油指数也随之增大。增大。采油工程采油工程（2）含水油井流入动态图1-14 含水油井流入动态与含水变化 ( )图1-15 含水油井流入动态曲线 ( )采油工程采油工程小 结(1) 上述介绍的方法阐明了油井流入动态的物理意义，也是目前现场最常用的计算方法。(2) 油井流入动态研究主要有三种途径： 基于Vogel、Fetkovich、Petrobras方法的完善。 建立不同类型油藏和井底条件的渗流模型。 利用单井流入动态的油藏数值模拟技术。(3) 油井流入动态是采油工程各项技术措施设计、分析与评价的依据。
