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1、1第六章油气井蜕变量流动第一节流体蜕变量流动的根本概念第一节流体蜕变量流动的根本概念2第六章油气井蜕变量流动第一节流体蜕变量流动的根本概念第一节流体蜕变量流动的根本概念 随着程度井技术的开展，对于程度井产能预测、井身剖面设计、完井设计等的研讨任务逐渐开展起来。一切这些研讨任务都要求对程度井筒内的流体流动规律有清楚的认识，这就需求对程度井中流体流动规律进展深化研讨。3第六章油气井流体蜕变量流动第一节流体蜕变量流动的根本概念第一节流体蜕变量流动的根本概念蜕变量流量流动：在流体流：在流体流动过程中，沿流体流程中，沿流体流动方向流体方向流体质量流量不断量流量不断发生生变化的流化的流动景象称之景象称之为
2、蜕变量流量流动。蜕变量流研量流研讨内容和目的：内容和目的：经过实验或数或数值计算并算并结合合实际分析，研分析，研讨不同条件下壁面入流、管壁粗糙度、入流与主流比、流体的性不同条件下壁面入流、管壁粗糙度、入流与主流比、流体的性质等等沿程度井筒的沿程度井筒的压降，降，进而确定相关系数，而确定相关系数，为以后工程运用中以后工程运用中蜕变量流量流压降降计算提供根据。算提供根据。主流主流壁面入流壁面入流注入比注入比4第六章油气井蜕变量流动第一节流体蜕变量流动的根本概念第一节流体蜕变量流动的根本概念程度井筒无限导流假设程度井筒无限导流假设第六章油气井蜕变量流动第二节第二节 程度井筒单相流体蜕变量流动程度井筒
3、单相流体蜕变量流动1989年，Dikken首先提出程度井筒内的压降不能忽略56第六章油气井流体蜕变量流动第二节程度井筒单相流体蜕变量流动第二节程度井筒单相流体蜕变量流动如图为一个控制体表示图,为简化现对流动系统进展如下几点假设：流体流动为一维单相流动；流体为不可紧缩的牛顿流体；微元段流动为等温稳态流动；流体与环境之间不存在热传送。7第六章油气井流体蜕变量流动第二节程度井筒单相流体蜕变量流动第二节程度井筒单相流体蜕变量流动1延续性方程 流体流入控制体的质量速率 流体流出控制体的质量速率 控制体内质量的添加速率假设有流体从壁面流入消费井取正值，假设有流体从壁面流出注入井取负值。第六章油气井蜕变量流
4、动第二节第二节 程度井筒单相流体蜕变量流动程度井筒单相流体蜕变量流动质量守恒方程89第六章油气井流体蜕变量流动第二节程度井筒单相流体蜕变量流动第二节程度井筒单相流体蜕变量流动控制体内动量的流出速率 控制体内动量的流入速率+ 控制体内动量的添加速率 作用在控制体上的合力沿程度井筒轴线方向建立动量守恒方程，那么有:2动量方程 第六章油气井蜕变量流动第二节第二节 程度井筒单相流体蜕变量流动程度井筒单相流体蜕变量流动动量守恒方程与延续性方程联立：其中10第六章油气井蜕变量流动第二节第二节 程度井筒单相流体蜕变量流动程度井筒单相流体蜕变量流动对于稳态单相流动那么11第六章油气井蜕变量流动第二节第二节 程
5、度井筒单相流体蜕变量流动程度井筒单相流体蜕变量流动 蜕变量管流流动与普通管流流动的本质区别就是由于存在壁面入流，一方面改动了管流的壁面摩擦系数，从而改动了摩擦压降，另一方面由于流体混合热量损失产生混合压降和加速度压降。12第六章油气井蜕变量流动第二节第二节 程度井筒单相流体蜕变量流动程度井筒单相流体蜕变量流动壁面摩擦系数确定普通管流壁面摩擦系数确定方法勃拉休斯(Blasius)公式13第六章油气井蜕变量流动第二节第二节 程度井筒单相流体蜕变量流动程度井筒单相流体蜕变量流动壁面摩擦系数确定普通管流壁面摩擦系数确定方法尼古拉兹光滑管公式阔尔布鲁克公式14第六章油气井蜕变量流动第二节第二节 程度井筒
6、单相流体蜕变量流动程度井筒单相流体蜕变量流动壁面摩擦系数确定普通管流壁面摩擦系数确定方法尼古拉兹粗糙管公式希大林松公式15第六章油气井蜕变量流动第二节第二节 程度井筒单相流体蜕变量流动程度井筒单相流体蜕变量流动壁面摩擦系数确定16蜕变量管流壁面摩擦系数确定方法裸眼完井井筒流动层流流动第六章油气井蜕变量流动第二节第二节 程度井筒单相流体蜕变量流动程度井筒单相流体蜕变量流动壁面摩擦系数确定17蜕变量管流壁面摩擦系数确定方法裸眼完井井筒流动湍流流动第六章油气井蜕变量流动第二节第二节 程度井筒单相流体蜕变量流动程度井筒单相流体蜕变量流动壁面摩擦系数确定18蜕变量管流壁面摩擦系数确定方法射孔完井井筒流动
7、湍流流动19 单孔眼：单孔眼：多孔眼：多孔眼：H.Yuan： 第六章油气井蜕变量流动第二节第二节 程度井筒单相流体蜕变量流动程度井筒单相流体蜕变量流动 第六章油气井蜕变量流动第二节第二节 程度井筒单相流体蜕变量流动程度井筒单相流体蜕变量流动2021混合压降混合压降19941994年年 Ze Su Ze Su第六章油气井流体蜕变量流动第二节第二节 程度井筒单相流体蜕变量流动程度井筒单相流体蜕变量流动第六章油气井蜕变量流动第二节第二节 程度井筒单相流体蜕变量流动程度井筒单相流体蜕变量流动混合压降确定方法2223第六章油气井蜕变量流动数值计算方法：数值计算方法：数值模型:不可紧缩湍流控制方程 ：湍动
8、能方程： 湍流耗散率方程 ： 第二节第二节 程度井筒单相流体蜕变量流动程度井筒单相流体蜕变量流动24第六章油气井蜕变量流动动量方程中变量u的计算式 ：湍动能计算式 ：耗散率计算式：数值模型:第二节第二节 程度井筒单相流体蜕变量流动程度井筒单相流体蜕变量流动25第六章油气井蜕变量流动 网格划分网格划分第二节第二节 程度井筒单相流体蜕变量流动程度井筒单相流体蜕变量流动主流速度主流速度(m/s)0.848831.27324壁壁面面入入流流速速度度(m/s)0.0000.0000.00740.011050.01470.01470.02210.02430.036470.04940.074050.0737
9、0.110520.14740.221050.36840.552620.73681.105241.47372.21049计算数据参数计算数据参数第六章油气井蜕变量流动26第二节第二节 程度井筒单相流体蜕变量流动程度井筒单相流体蜕变量流动计算结果及分析程度井计算段压力分布计算结果及分析程度井计算段压力分布主流速度主流速度0.84883m/s计算段压力分布计算段压力分布 90相位角平面均匀射孔相位角平面均匀射孔计计算算结结果果在每个射孔位置在每个射孔位置压压力都会力都会急急剧剧下降，下降，经过经过射孔孔眼区射孔孔眼区域后域后压压力恢复正常，力恢复正常，这这是由是由于孔眼入流干于孔眼入流干扰扰主流流主
10、流流动动的的结结果；果；随着壁面入流速度的添加，随着壁面入流速度的添加，压压力下降幅度也相力下降幅度也相应应增大；增大；壁面入流壁面入流对对主流的干主流的干扰频扰频率以率以90相位角螺旋射孔最高，相位角螺旋射孔最高，120相位角平面均匀射孔次相位角平面均匀射孔次之，之，90相位角平面均匀射孔相位角平面均匀射孔最低。最低。主流速度主流速度0.84883m/s计算段压力分布计算段压力分布 120相位角平面均匀射孔相位角平面均匀射孔计计算算结结果果主流速度主流速度0.84883m/s计算段压力分布计算段压力分布 90相位角螺旋射孔相位角螺旋射孔计计算算结结果果第六章油气井蜕变量流动2790。平平面面
11、射射孔孔主流速度主流速度1.27324m/s计算段压力分布计算段压力分布 120。平平面面射射孔孔90。螺螺旋旋射射孔孔第六章油气井蜕变量流动28计算结果及分析程度井计算段压降分布计算结果及分析程度井计算段压降分布主流速度主流速度0.84883m/s计算段压力分布计算段压力分布 主流速度主流速度0.84883m/s计算段压力分布计算段压力分布 90相位角平面均匀射孔相位角平面均匀射孔计计算算结结果果主流速度主流速度0.84883m/s计算段压力分布计算段压力分布 主流速度主流速度0.84883m/s计算段压力分布计算段压力分布 120相位角平面均匀射孔相位角平面均匀射孔计计算算结结果果主流速度
12、主流速度0.84883m/s计算段压力分布计算段压力分布 主流速度主流速度0.84883m/s计算段压力分布计算段压力分布 90相位角螺旋射孔相位角螺旋射孔计计算算结结果果受入流影响，每个射孔位置轴线压降曲线出现猛烈脉动，先是急剧升高，而后急剧受入流影响，每个射孔位置轴线压降曲线出现猛烈脉动，先是急剧升高，而后急剧下降，经过射孔孔眼区域后恢复正常，结果导致轴线压力在孔眼对应处下降。下降，经过射孔孔眼区域后恢复正常，结果导致轴线压力在孔眼对应处下降。 在高注入速度条件下，入流对主流干扰增大，表现为孔眼入流射入主流深度添加，在高注入速度条件下，入流对主流干扰增大，表现为孔眼入流射入主流深度添加，在
13、孔眼下游区出现分别流动景象。在孔眼下游区出现分别流动景象。 第六章油气井蜕变量流动29计算结果及分析程度井计算段压降分布计算结果及分析程度井计算段压降分布主流速度主流速度1.27324m/s计算段压力分布计算段压力分布 90。平平面面射射孔孔120。平平面面射射孔孔90。螺螺旋旋射射孔孔第六章油气井蜕变量流动30计算结果及分析程度井计算段壁面入流对主流干扰的迹线图计算结果及分析程度井计算段壁面入流对主流干扰的迹线图主流速度主流速度0.84883m/s，壁面入流速度壁面入流速度0.0494m/s主流速度主流速度0.84883m/s，壁面入流速度壁面入流速度0.1474m/s第六章油气井蜕变量流动
14、31计算结果及分析程度井计算段轴向速度剖面计算结果及分析程度井计算段轴向速度剖面90。平平面面射射孔孔计计主流速度主流速度0.84883m/s，入流速度，入流速度0.1474m/s 主流速度主流速度0.84883m/s，入流速度，入流速度0.3684m/s当孔眼入流速度较小时，轴向速度剖面类似圆管湍流速度剖面，孔眼入流当孔眼入流速度较小时，轴向速度剖面类似圆管湍流速度剖面，孔眼入流对轴向速度剖面影响较小。随着孔眼入流速度增大，入流影响区域向轴线扩对轴向速度剖面影响较小。随着孔眼入流速度增大，入流影响区域向轴线扩展，由于入流对主流的挤压作用轴线附近中心流动区域速度明显增大。当孔展，由于入流对主流
15、的挤压作用轴线附近中心流动区域速度明显增大。当孔眼入流卷吸作用逐渐加强时，轴线附近中心流动区域速度越趋均匀。眼入流卷吸作用逐渐加强时，轴线附近中心流动区域速度越趋均匀。120。平平面面射射孔孔主流速度主流速度0.84883m/s，入流速度，入流速度0.1474m/s主流速度主流速度0.84883m/s，入流速度，入流速度0.3684m/s90。螺螺旋旋射射孔孔主流速度主流速度0.84883m/s，入流速度，入流速度0.1474m/s主流速度主流速度0.84883m/s，入流速度，入流速度1.4737m/s第六章油气井蜕变量流动32计算结果及分析程度井计算段轴向速度剖面计算结果及分析程度井计算段
16、轴向速度剖面90平面射孔平面射孔主流速度主流速度1.27324m/s，壁面入流速度，壁面入流速度0.22105m/s主流速度主流速度1.27324m/s，壁面入流速度，壁面入流速度1.10524m/s主流速度主流速度1.27324m/s，壁面入流速度，壁面入流速度1.10524m/s90螺旋射孔螺旋射孔主流速度主流速度1.27324m/s，壁面入流速度，壁面入流速度0.22105m/s120平面射孔平面射孔主流速度主流速度1.27324m/s，壁面入流速度，壁面入流速度0.22105m/s主流速度主流速度1.27324m/s，壁面入流速度，壁面入流速度0.22105m/s第六章油气井蜕变量流动
17、33计算结果及分析程度井计算段轴向速度剖面计算结果及分析程度井计算段轴向速度剖面90。平平面面射射孔孔120。平平面面射射孔孔主流速度主流速度0.84883m/s，入流速度，入流速度0.0494m/s 主流速度主流速度0.84883m/s，入流速度，入流速度0.0494m/s 90。螺螺旋旋射射孔孔90螺旋射孔条件下，由于孔眼入螺旋射孔条件下，由于孔眼入流干流干扰扰密度大，即使孔眼入流速度密度大，即使孔眼入流速度较较低，相低，相对对于平面射孔，其入流于平面射孔，其入流挤挤压压作用也作用也较较大，因此大，因此轴线轴线附近中心附近中心流流动动区域速度明区域速度明显显增大。增大。主流速度主流速度0.
18、84883m/s，入流速度，入流速度0.0494m/s 第六章油气井蜕变量流动3435第六章油气井蜕变量流动计算结果及分析主流压降对比主流速度1.27324m/s不同入流条件主流压降对比图 注入比对压降的影响存在一个临界值约为1%2%。当低于临界值时，孔眼入流引起的混合压降很小，主流压降主要决议于摩擦压降，三种射孔格式主流压降相等且随注入比添加而缓慢增大。当大于临界值时，孔眼入流混合压降作用加强，90螺旋射孔格式总压降最大，比另外两种射孔格式总压降平均高出6%8%；90平面射孔和120平面射孔总压降相近。36第六章油气井流体蜕变量流动实验安装流程图 室内模拟实验：第二节第二节 程度井筒单相流体
19、蜕变量流动程度井筒单相流体蜕变量流动37第六章油气井流体蜕变量流动室内模拟实验：实验安装总表示图 模拟实验程度实验段及察看段表示图 第二节第二节 程度井筒单相流体蜕变量流动程度井筒单相流体蜕变量流动38第六章油气井流体蜕变量流动室内模拟实验第二节第二节 程度井筒单相流体蜕变量流动程度井筒单相流体蜕变量流动参数名称参数名称模型模型 备注注管径管径 D（m）5.0810-2采用无采用无缝钢管作管作为实验管，管，其内表面粗糙度与水平井套其内表面粗糙度与水平井套管粗糙度相同管粗糙度相同横截面横截面积 A（m2）2.02710-3实验段段长度度 L（m）2.50孔眼直径孔眼直径 d（m）3.010-3孔
20、密孔密 n（孔（孔/米）米）16水相粘度水相粘度w（mPas）1.0089水相密度水相密度w（kg/m3）1.0103第六章油气井流体蜕变量流动第二节第二节 程度井筒单相流体蜕变量流动程度井筒单相流体蜕变量流动3940第六章油气井流体蜕变量流动实验结果分析主流压降的对比实验结果分析主流压降的对比主流流量为10m3/h雷诺数为70735不同射孔格式压降随注入比的变化 当主流流量为一定时，实验段压降随着注入比的升高而添加。在注入比在02%的范围内时，压降添加缓慢，并且不同的射孔格式对压降的影响很小；当注入比超越2%后压降急剧添加，并且不同的射孔格式所引起的压降也有相当的差别，其它条件一样时90螺旋
21、射孔所引起的压降最大，90平面射孔次之，120平面射孔所引起的压降最小。室内模拟实验：第二节第二节 程度井筒单相流体蜕变量流动程度井筒单相流体蜕变量流动41第六章油气井蜕变量流动主流流量为6m3/h雷诺数为42441不同入流条件主流压降实验与计算结果对比 90。相位角螺旋射孔格式室内实验结果与数值计算结果的对比第二节第二节 程度井筒单相流体蜕变量流动程度井筒单相流体蜕变量流动42第六章油气井蜕变量流动第三节第三节 程度井筒油水两相流体蜕变量流动程度井筒油水两相流体蜕变量流动油水两相分层流动43第六章油气井蜕变量流动第三节第三节 程度井筒油水两相流体蜕变量流动程度井筒油水两相流体蜕变量流动质量守
22、恒方程动量守恒方程44第六章油气井蜕变量流动第三节第三节 程度井筒油水两相流体蜕变量流动程度井筒油水两相流体蜕变量流动45第六章油气井蜕变量流动第三节第三节 程度井筒油水两相流体蜕变量流动程度井筒油水两相流体蜕变量流动46第六章油气井蜕变量流动第三节第三节 程度井筒油水两相流体蜕变量流动程度井筒油水两相流体蜕变量流动47第六章油气井蜕变量流动第三节第三节 程度井筒油水两相流体蜕变量流动程度井筒油水两相流体蜕变量流动油水两相分散流动48第六章油气井蜕变量流动第三节第三节 程度井筒油水两相流体蜕变量流动程度井筒油水两相流体蜕变量流动油水两相分散流动49第六章油气井蜕变量流动第三节第三节 程度井筒油
23、水两相流体蜕变量流动程度井筒油水两相流体蜕变量流动油水两相分散流动50第六章油气井流体蜕变量流动第三节第三节 程度井筒油水两相流体蜕变量流动程度井筒油水两相流体蜕变量流动实验安装及实验流体参数表实验安装及实验流体参数表 参数名称参数名称模型（模型（*m）备注注管径管径 D（m）5.0810-2采用无采用无缝钢管作管作为实验管，管，其内表面粗糙度与水平井套其内表面粗糙度与水平井套管粗糙度相同管粗糙度相同横截面横截面积 A（m2）2.02710-3实验段段长度度 L（m）2.50孔眼直径孔眼直径 d（m）3.010-3孔密孔密 n（孔（孔/米）米）16水相粘度水相粘度w（mPas）1.0089柴油
24、粘度柴油粘度o（mPas）4水相密度水相密度w（kg/m3）1.0103柴油密度柴油密度o（kg/m3）0.8第六章油气井流体蜕变量流动51实验结果分析实验结果分析 不同含水率对程度井筒中油水两相流动规律的影响不同含水率对程度井筒中油水两相流动规律的影响 含水含水0%时不同主流流量压降随注入比的变化时不同主流流量压降随注入比的变化 当主流含水率不变的情况当主流含水率不变的情况下，一样主流流量实验段下，一样主流流量实验段压降随注入比的添加而加压降随注入比的添加而加大；当注入比一样时，实大；当注入比一样时，实验段压降随主流流量的添验段压降随主流流量的添加而加大。这种景象同上加而加大。这种景象同上一
25、章中程度井筒的单相流一章中程度井筒的单相流体模拟实验的结果类似。体模拟实验的结果类似。含水含水20%时不同主流流量压降随注入比的变化时不同主流流量压降随注入比的变化 含水含水40%时不同主流流量压降随注入比的变化时不同主流流量压降随注入比的变化 含水含水60%时不同主流流量压降随注入比的变化时不同主流流量压降随注入比的变化 含水含水80%时不同主流流量压降随注入比的变化时不同主流流量压降随注入比的变化 第六章油气井流体蜕变量流动52实验结果分析不同主流流量对程度井筒中油水两相流动规律的影响实验结果分析不同主流流量对程度井筒中油水两相流动规律的影响 主流流量为主流流量为1m3/h时不同含水率压降
26、随注入比的变化时不同含水率压降随注入比的变化 对于一样的主流流对于一样的主流流量，在一样的含水量，在一样的含水率条件下，随着壁率条件下，随着壁面入流与主流流量面入流与主流流量比的升高实验段压比的升高实验段压降随之添加；降随之添加； 主流流量为主流流量为4m3/h时不同含水率压降随注入比的变化时不同含水率压降随注入比的变化 主流流量为主流流量为7m3/h时不同含水率压降随注入比的变化时不同含水率压降随注入比的变化 主流流量为主流流量为8m3/h时不同含水率压降随注入比的变化时不同含水率压降随注入比的变化 主流流量为主流流量为10m3/h时不同含水率压降随注入比的变化时不同含水率压降随注入比的变化
27、 第六章油气井流体蜕变量流动53实验结果分析实验结果分析 不同注入比对程度井筒两相流动规律的影响不同注入比对程度井筒两相流动规律的影响 对于一样的注入比，在一样的含水对于一样的注入比，在一样的含水率条件下，随着主流流量的添加实率条件下，随着主流流量的添加实验段压降随之添加；而对于一样的验段压降随之添加；而对于一样的实验段主流流量，随着含水率的变实验段主流流量，随着含水率的变化实验段压降却表现出不同的变化化实验段压降却表现出不同的变化规律。规律。 主流流量较低主流流量较低13m3/h时，实时，实验段内的油水两相流动为分层流动。验段内的油水两相流动为分层流动。随着主流流量的添加，分层流向分随着主流
28、流量的添加，分层流向分散流过渡，主流含水率对压降的影散流过渡，主流含水率对压降的影响开场加大响开场加大 随着主流流量的不断添加，油水两随着主流流量的不断添加，油水两相完全掺混构成分散流，含水率对相完全掺混构成分散流，含水率对压降的影响非常显著。当主流流量压降的影响非常显著。当主流流量超越超越8m3/h时，含水为时，含水为40%时的总压时的总压降最高降最高 。注入比注入比0.1%不同主流流量压降随含水率的变化不同主流流量压降随含水率的变化 注入比注入比0.2%不同主流流量压降随含水率的变化不同主流流量压降随含水率的变化 第六章油气井流体蜕变量流动5458第六章油气井蜕变量流动第三节第三节 程度井
29、筒油水两相流体蜕变量流动程度井筒油水两相流体蜕变量流动59第六章油气井蜕变量流动第三节第三节 程度井筒油水两相流体蜕变量流动程度井筒油水两相流体蜕变量流动油水两相分散流动60第六章油气井蜕变量流动第三节第三节 程度井筒气液两相流体蜕变量流动程度井筒气液两相流体蜕变量流动气液两相蜕变量流动流型：1、气液两相分层流动2、气液两相分散泡状流动3、气液两相环空雾状流动61第六章油气井蜕变量流动第三节第三节 程度井筒气液两相流体蜕变量流动程度井筒气液两相流体蜕变量流动气液两相分层流动62第六章油气井蜕变量流动第三节第三节 程度井筒气液两相流体蜕变量流动程度井筒气液两相流体蜕变量流动 质量守恒方程动量守恒
30、方程63第六章油气井蜕变量流动第三节第三节 程度井筒气液两相流体蜕变量流动程度井筒气液两相流体蜕变量流动 64第六章油气井蜕变量流动第三节第三节 程度井筒气液两相流体蜕变量流动程度井筒气液两相流体蜕变量流动 65第六章油气井蜕变量流动第三节第三节 程度井筒气液两相流体蜕变量流动程度井筒气液两相流体蜕变量流动 气液两相分散泡状流型66第六章油气井蜕变量流动第三节第三节 程度井筒气液两相流体蜕变量流动程度井筒气液两相流体蜕变量流动 气液两相分散泡状流型67第六章油气井蜕变量流动第三节第三节 程度井筒气液两相流体蜕变量流动程度井筒气液两相流体蜕变量流动 气液两相分散泡状流型 6.2.2068第六章油
31、气井蜕变量流动第三节第三节 程度井筒气液两相流体蜕变量流动程度井筒气液两相流体蜕变量流动 气液两相环空雾状流型 6.2.2069第六章油气井蜕变量流动第三节第三节 程度井筒气液两相流体蜕变量流动程度井筒气液两相流体蜕变量流动 气液两相环空雾状流型 6.2.20 70第六章油气井蜕变量流动第三节第三节 程度井筒气液两相流体蜕变量流动程度井筒气液两相流体蜕变量流动 气液两相环空雾状流型 6.2.20 第四节第四节 程度井筒与油藏耦合的蜕变量流动程度井筒与油藏耦合的蜕变量流动程度井计算单元物理模型程度井计算单元物理模型油藏程度井消费物理模型油藏程度井消费物理模型第六章油气井流体蜕变量流动71程度井筒
32、蜕变量流动程度井筒蜕变量流动压降模型压降模型摩擦压降：摩擦压降：加速度压降：加速度压降：混合压降：混合压降：根本类型油藏程度井稳定渗流模型根本类型油藏程度井稳定渗流模型 无限大油藏程度井稳定渗流模型无限大油藏程度井稳定渗流模型 式中：式中：底水驱油藏程度井稳定渗流模型底水驱油藏程度井稳定渗流模型 气顶油藏程度井稳定渗流模型气顶油藏程度井稳定渗流模型 封锁边境油藏程度井稳定渗流模型封锁边境油藏程度井稳定渗流模型 根本根本类型油藏程度井不型油藏程度井不稳定渗流模型定渗流模型 无限大油藏程度井弹性不稳定渗流模型无限大油藏程度井弹性不稳定渗流模型 底水气顶油藏程度井弹性不稳定渗流模型底水气顶油藏程度井
33、弹性不稳定渗流模型 式中：定压边境油藏程度井弹性不稳定渗流模型定压边境油藏程度井弹性不稳定渗流模型 式中：封锁边境油藏程度井弹性不稳定渗流模型封锁边境油藏程度井弹性不稳定渗流模型 式中：第六章油气井流体蜕变量流动72u程度井筒与油藏的压降耦合模型的求解实例程度井筒与油藏的压降耦合模型的求解实例油油 藏藏 参参 数数水水 平平 井井 参参 数数参参 数数 名名 称称参数参数值参参 数数 名名 称称参数参数值油藏地油藏地层供供给压力力P Pi i(MPa)(MPa)22.022.0套套 管管 内内 径径D(m)D(m)152.4152.4井底井底压力力P Pw w(MPa)(MPa)19.019.
34、0孔孔 眼眼 直直 径径d(m)d(m)1212地地 层 渗渗 透透 率率K(mK(m2 2) )0.20.2射射 孔孔 密密 度度n(SPM)n(SPM)1616地地层综合合压缩系数系数Ct(MPa-1)0.0002射射 孔孔 格格 式式9090螺旋射孔螺旋射孔地下原油粘度地下原油粘度(cp)(cp)1.01.0水平井水平井长度度L(m)L(m)600600地下原油密度地下原油密度(kg/m(kg/m3 3) )850850套管相套管相对粗糙度粗糙度/D/D0.00010.0001地地层有有 效效 厚厚 度度h(m)h(m)1010水平井生水平井生产时间t(d)t(d)1010第六章油气井流
35、体蜕变量流动731). 按照不同射孔单元的长度把程度井筒分为按照不同射孔单元的长度把程度井筒分为N段，每段段，每段 包含包含 一个射孔单元。一个射孔单元。2). 给定一个程度井产量的初值给定一个程度井产量的初值Q，那么每个射孔单元的，那么每个射孔单元的产产 量即为量即为qQ/L3). 根据程度井筒压降模型计算程度井筒每个射孔单元的根据程度井筒压降模型计算程度井筒每个射孔单元的 压降，从而得到各段的压力值。压降，从而得到各段的压力值。4). 根据程度井筒与油藏的耦合条件，令油藏中压力值在根据程度井筒与油藏的耦合条件，令油藏中压力值在 程度井井壁上与井筒压力值相等。程度井井壁上与井筒压力值相等。5
36、). 根据油藏模型计算出程度井各段射孔单元的产量。根据油藏模型计算出程度井各段射孔单元的产量。6). 反复步骤反复步骤3)到步骤到步骤5)直到前后两步产量值小于给定直到前后两步产量值小于给定 值，计算终了。值，计算终了。第六章油气井流体蜕变量流动74计算结果分析计算结果分析程度井消程度井消费时井筒中的流井筒中的流动是流量是流量渐增的增的蜕变量流量流动。在程度井的趾端和跟端存在着在程度井的趾端和跟端存在着较为明明显的的“端部效端部效应。程度井入流量剖面程度井入流量剖面 产量沿程度井段分布图产量沿程度井段分布图 压降沿程度井段长度分布压降沿程度井段长度分布 井底压力沿程度井段长度分布井底压力沿程度
37、井段长度分布 磨擦压降在程度井筒的沿程压降中所占比例最大磨擦压降在程度井筒的沿程压降中所占比例最大(61.5%)混合压降在程度井筒沿程总压降中所占比例较小混合压降在程度井筒沿程总压降中所占比例较小(34.2%) 加速度压降在程度井筒沿程总压降中所占比例最小加速度压降在程度井筒沿程总压降中所占比例最小(4.3%) 第六章油气井流体蜕变量流动75第六章油气井流体蜕变量流动76表皮系数1953年Everdingen：第六章油气井流体蜕变量流动77均质油藏程度井表皮系数：第六章油气井流体蜕变量流动78非均质油藏程度井表皮系数裸眼完井：第六章油气井流体蜕变量流动79非均质油藏程度井表皮系数射孔完井：第六
38、章油气井流体蜕变量流动80二维平面会聚表皮系数Mp=3第六章油气井流体蜕变量流动81Mp=1Mp=2Mp=3井眼堵塞表皮系数第六章油气井流体蜕变量流动82三维轴向会聚表皮系数第六章油气井流体蜕变量流动83三维轴向会聚表皮系数mp=3第六章油气井流体蜕变量流动8412346810.450.290.190.10.080.90.450.20.190.170.152.000.60.50.30.20.152.091 2.025 2.018 1.905 1.898 1.7880.04530.09430.06340.10380.10230.23985.13133.03731.61361.56741.3654
39、1.19151.86721.81151.77701.69351.64901.6392第六章油气井流体蜕变量流动85污染带表皮系数第六章油气井流体蜕变量流动86射孔压实表皮系数第六章油气井流体蜕变量流动87程度井割缝衬管表皮系数：第六章油气井流体蜕变量流动程度井割缝衬管表皮系数：88第六章油气井流体蜕变量流动89第六章油气井流体蜕变量流动90第六章油气井流体蜕变量流动91第六章油气井流体蜕变量流动92第六章油气井流体蜕变量流动93第六章油气井流体蜕变量流动94第六章油气井流体蜕变量流动95第六章油气井流体蜕变量流动96第六章油气井流体蜕变量流动97第六章油气井流体蜕变量流动98第六章油气井流体蜕
40、变量流动99第六章油气井流体蜕变量流动1002024/9/22 101高渗2000mD高粘400mPa.s条件下高渗2000mD低粘4mPa.s条件下Max8590%Max第六章油气井流体蜕变量流动2024/9/22 10203米厚左右油层，翻开程度35%55%06米厚左右油层，翻开程度40%60%09米厚左右油层，翻开程度45%65%12米厚左右油层，翻开程度50%70%15米厚左右油层，翻开程度55%75% 程度井分3段完井条件下 储层厚度6米条件下 2段3段4段5段2024/9/22 103井筒管径井筒管径水平渗透率水平渗透率流体粘度流体粘度水平井筒参考长度水平井筒参考长度3.5in40
41、00.0mDk 1000.0mD1.0mPa.s 5.0mPa.s一般小于200.0米5.0mPa.s= 150.0mPa.s一般小于300.0米50.0mDk =1000.0mD1.0mPa.s 5.0mPa.s一般小于300.0米5.0mPa.s=k1000.0mD1.0mPa.s 5.0mPa.s一般小于300.0米5.0mPa.s= 150.0mPa.s一般小于400.0米50.0mDk=1000.0mD1.0mPa.s 5.0mPa.s一般小于500.0米5.0mPa.s=k1000.0mD1.0mPa.s 5.0mPa.s一般小于500.0米5.0mPa.s= 150.0mPa.s
42、一般小于600.0米50.0mDk=1000.0mD1.0mPa.s 5.0mPa.s一般小于700.0米5.0mPa.s=k1000.0mD1.0mPa.s 5.0mPa.s一般小于1500.0米5.0mPa.s= 150.0mPa.s一般小于2000.0米50.0mDk=1000.0mD1.0mPa.s 5.0mPa.s一般小于2000.0米5.0mPa.s= 150.0mPa.s一般小于2500.0米104第六章油气井流体蜕变量流动105变量名称量名称变量取量取值变量名称量名称变量取量取值供给半径1000.0m油粘度5.0mPas油层厚度10.0m体积系数1.15井筒距油层底部5.0m污
43、染程度0.4套管外径177.8mm污染深度12.0cm套管壁厚9.17mm流体密度0.95g/cm3套管壁相对粗糙度0.1生产压差1.0MPa目标井段长度400.0m每个分支分段数目20段射孔枪弹102-127枪最大射孔密度16孔/米第六章油气井流体蜕变量流动2024/9/22 106 多底多分支程度井随着分支数目添加，总产能指数添加，单个分支产能指数减小，但分支数目对总产能指数的影响存在临界值，当分支数目大于临界值时，随分支数目的添加，总产能指数添加的幅度较小。第六章油气井流体蜕变量流动2024/9/22 107 第2个分支井筒与第6个分支井筒对称且产能指数相等，第3个分支井筒与第5个分支井筒对称产能指数相等，第4个分支井筒产能指数最大，第1个分支井筒产能指数最小，可知分支间夹角对每个分支井筒产能指数影响比较敏感。第六章油气井流体蜕变量流动2024/9/22 108 分支井筒与主井筒间夹角大于30度以后，随夹角增大，产能指数添加的幅度较小，所以建议夹角最好大于30度。 第六章油气井流体蜕变量流动2024/9/22 109鱼刺多分支程度井井筒几何参数重要性排序 多底多分支程度井井筒几何参数重要性排序 第1第2第4第3第1第5第2第3第42024/9/22 110鱼刺多分支程度井分支井筒数目与NPV关系 多底多分支程度井分支井筒数目与NPV关系
