1、第一節(jié)油井流入動態(tài)（IPR曲線）,教學(xué)目的：掌握油井流入動態(tài)、采油指數(shù)等相關(guān)定義；并掌握單相流體流動、油氣兩相滲流、單相與油氣兩相滲流同時存在、油氣水三相以及多油層情況下油井流入動態(tài)的繪制方法。,教學(xué)重點、難點：,教學(xué)重點,1、油井流入動態(tài)的定義以及計算方法2、不同條件下油井流入動態(tài)的計算,教學(xué)難點,教法說明：,教學(xué)內(nèi)容：,1、單相與兩相滲流同時存在時油井流入動態(tài)的計算2、油氣水三相流動時油井流入動態(tài)的計算,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。,單相液體的流入動態(tài)油氣兩相滲流時的流入動態(tài)prpbpwf時的流入動態(tài)油氣水三相流入動態(tài)多層油藏油井流入動態(tài),油井流入動態(tài)：油井產(chǎn)量(qo)

2、與井底流動壓力(pwf)的關(guān)系，反映了油藏向該井供油的能力。,基本概念,油井流入動態(tài)曲線：表示產(chǎn)量與流壓關(guān)系的曲線，簡稱IPR曲線。InflowPerformanceRelationshipCurve,圖1-1典型的流入動態(tài)曲線,IPR曲線基本形狀與油藏驅(qū)動類型有關(guān)。即使在同一驅(qū)動方式下，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。,pr,qomax,油井生產(chǎn)系統(tǒng)組成,油層到井底的流動(地層滲流),井底到井口的流動(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)的三個基本流動過程,氣液兩相流基本理論,油井流入動態(tài),一、單相液體流入動態(tài),圖1-2泄油面積形狀與油井的位置系

3、數(shù),對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行校正。,單相流動時，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,采油指數(shù)J的獲得：,試井資料：測得35個穩(wěn)定工作制度下的產(chǎn)量及其流壓，便可繪制該井的實測IPR曲線，取其斜率的負倒數(shù)油藏參數(shù)計算,對于單相液體流動的直線型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，油井產(chǎn)量的增加值，或IPR曲線斜率的負倒數(shù)。,注意事項：,因此，對于具有非直線型IPR曲線

4、的油井，在使用采油指數(shù)時，應(yīng)該說明相應(yīng)的流動壓力，不能簡單地用某一流壓下的采油指數(shù)來直接推算不同流壓下的產(chǎn)量。,當(dāng)油井產(chǎn)量很高時，井底附近將出現(xiàn)非達西滲流：,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值也可用試井資料獲取,二、油氣兩相滲流時的流入動態(tài),o、Bo、Kro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)資料來繪制IPR曲線。,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，在給定的某一

5、瞬間，各點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.計算,c.根據(jù)給定的流壓及計算的相應(yīng)產(chǎn)量繪制IPR曲線,b.給定不同流壓，計算相應(yīng)的產(chǎn)量：,、已知地層壓力和一個工作點(qo(test),pwf(test),利用Vogel方程繪制IPR曲線的步驟,、已知兩個工作點，油藏壓力未知,a.油藏平均壓力的確定：已知或利用兩組qopwf測試計算，即,b.計算,c.由流入動態(tài)關(guān)系式計算相關(guān)參數(shù),圖2-4計算的溶解氣驅(qū)油藏油井IPR曲線1-用測試點按直線外推；2-計算機計算值；3-用Vogel方程計算值,Vogel曲線與數(shù)值模擬IPR曲線的對比,對比結(jié)果：,按Vo

6、gel方程計算的IPR曲線，最大誤差出現(xiàn)在用小生產(chǎn)壓差下的測試資料來預(yù)測最大產(chǎn)量時，但一般誤差低于5。雖然隨著采出程度的增加到開采末期誤差上升到20左右，但其絕對值卻很小。如果用測試點的資料按直線外推，最大誤差可達7080，只是在開采末期約30%。采出程度Np對油井流入動態(tài)影響大，而kh/、Bo、k、So等對其影響不大。,2.費特柯維奇方法,溶解氣驅(qū)油藏,假設(shè)(kro/oBo)與壓力p成線性關(guān)系，則,其中，,所以：,當(dāng)時：,令：,費特柯維奇基本方程,3.不完善井Vogel方程的修正,油水井的不完善性：,射孔完成打開性質(zhì)不完善；未全部鉆穿油層打開程度不完善；打開程度和打開性質(zhì)雙重不完善；,在鉆井

7、或修井過程中油層受到損害或進行酸化、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,油井的流動效率FE：,油井的理想生產(chǎn)壓差與實際生產(chǎn)壓差之比,為“正”稱“正”表皮，油井不完善；為“負”稱“負”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,利用流動效率計算直井流入動態(tài)的方法Standing方法(1970)(FE=0.51.5),圖1-6FE1時的無因次IPR曲線(standingIPR曲線),standing方法計算不完

8、善井IPR曲線的步驟：,b.預(yù)測不同流壓下的產(chǎn)量,c.根據(jù)計算結(jié)果繪制IPR曲線,Harrison方法(FE=12.5),圖1-7Harrison無因次IPR曲線(FE1),Harrison方法可用來計算高流動效率井的IPR曲線和預(yù)測低流壓下的產(chǎn)量。其計算步驟如下：,a.計算FE=1時的qomax先求pwf/pr，然后查圖1-7中對應(yīng)的FE曲線上的相應(yīng)值qo/qomax(FE=1)，則,b.計算不同流壓下的產(chǎn)量,c.根據(jù)計算結(jié)果繪制IPR曲線,d.求FE對應(yīng)的最大產(chǎn)量，即pwf=0時的產(chǎn)量,(二)斜井和水平井的IPR曲線,1990年，Cheng對溶解氣驅(qū)油藏中斜井和水平井進行了數(shù)值模擬，并用回

9、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=pwf/pr；q=qo/qomax；A、B、C為取決于井斜角的系數(shù),優(yōu)點：使用簡單，僅需一組測點，便可得IPR曲線,缺點：方程沒有歸一化，,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態(tài)關(guān)系。得到了不同條件下IPR曲線。,圖1-8擬合的IPR曲線與實際曲線的對比_擬合的IPR曲線,實際曲線,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,接近衰竭時曲度稍有減小。,Bendakhlia建議用以下公式來擬合IPR曲線圖：,圖1-9參數(shù)v、n與采出程度之間

10、的關(guān)系,IPR曲線的應(yīng)用,油井流入動態(tài)反映了油藏向該井供油的能力。,根據(jù)測試資料確定IPR曲線。根據(jù)IPR曲線確定流壓和產(chǎn)量的對應(yīng)關(guān)系。,（1）基本公式當(dāng)油藏壓力高于飽和壓力，而流動壓力低于飽和壓力時，油藏中將同時存在單相和兩相流動，擬穩(wěn)態(tài)條件下產(chǎn)量的一般計算表達式為:,需要分段積分,圖1-11組合型IPR曲線,（2）實用計算方法,流壓等于飽和壓力時的產(chǎn)量為：,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提出了計算三相流動IPR曲線的方法,綜合IPR曲線的實質(zhì):是按含水率取純油IPR曲線和水IPR曲線的加權(quán)平均值

11、。當(dāng)已知測試點計算曲線，可按產(chǎn)量加權(quán)平均；當(dāng)預(yù)測產(chǎn)量或流壓，可按流壓加權(quán)平均。,圖1-12油氣水三相IPR曲線,(一)采液指數(shù)計算(由測試點確定曲線),(1),(2),(二)某一產(chǎn)量qt下的流壓pwf計算,(1),因為：,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態(tài),（1）多油層油井流入動態(tài),圖1-13多層油藏油井流入動態(tài),流壓低于14MPa后，只有第三個層工作；流壓降低到12MPa和10MPa后，則I層和II層陸續(xù)出油?？偟腎PR曲線則是分層的迭加。其特點是：隨著流壓的降低，由于參加工作的小層數(shù)增多，產(chǎn)量將大幅度增加，采油指數(shù)也隨之增大。,（2）含水油井流入動態(tài),圖1-14含水油井流入動態(tài)與含水變化(),圖1-15含水油井流入動態(tài)曲線(),小結(jié),(1)上述介紹的方法闡明了油井流入動態(tài)的物理意義，也是目前現(xiàn)場最常用的計算方法。,(2)油井流入動態(tài)研究主要有三種途徑：基于Vogel、Fetkovich、Petro