第一节 油井流入动态IPR曲线教学目的： 掌握油井流入动态、采油指数等相关定义；并掌握单相流体流动、油气两相渗流、单相与油气两相渗流同时存在、油气水三相以及多油层情况下油井流入动态的绘制方法。教学重点、难点： 教学重点1、油井流入动态的定义以及计算方法2、不同条件下油井流入动态的计算教学难点教法阐明：教学内容：1、单相与两相渗流同时存在时油井流入动态的计算2、油气水三相流动时油井流入动态的计算课堂讲授并辅助以多媒体课件展现相关的数据和图表。 1.单相液体的流入动态2.油气两相渗流时的流入动态3.prpbpwf时的流入动态4.油气水三相流入动态 5.多层油藏油井流入动态 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才干。根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图1-1 典型的流入动态曲线IPR曲线根本外形与油藏驱动类型有关。即使在同一驱动方式下，还将取决于油藏压力、油层厚度、浸透率及流体物理性质等。prqomax油井消费系统组成油层到井底的流动(地层渗流)井底到井口的流动(井筒多相管流)井口到分别器(地面程度或倾斜管流)油井消费的三个根本流动过程气液两相流根本实际油井流入动态一、 单相液体流入动态供应边缘压力不变、圆形地层中心一口井的产量公式为：1-1圆形封锁油藏、拟稳态条件下产量公式为：1-2图1-2 泄油面积外形与油井的位置系数对于非圆形封锁泄油面积的油井产量公式，可根据泄油面积和油井位置进展校正。单相流相流动时，油，油层物性及流体性物性及流体性质根本不随根本不随压力力变化。化。 采油指数可定采油指数可定义为: : 单位消位消费压差下的油井差下的油井产油量，是反映油油量，是反映油层性性质、厚度、流体参数、完井条件及泄油面、厚度、流体参数、完井条件及泄油面积等与等与产量之量之间的关系的的关系的综合目的。合目的。消费压差消费压差直直线型型采油指数J的获得：试井井资料：料：测得得35个个稳定任定任务制度下的制度下的产量及其流量及其流压，便可便可绘制制该井的井的实测IPR曲曲线，取其斜率的，取其斜率的负倒数倒数油藏参数油藏参数计算算对于于单相相液液体体流流动的的直直线型型IPRIPR曲曲线，采采油油指指数数可可定定义为产油油量量与与消消费压差差之之比比，也也可可定定义为每每添添加加单位位消消费压差差时，油油井井产量量的的添添加加值，或或IPRIPR曲曲线斜率的斜率的负倒数。倒数。本卷须知：因此，因此，对于具有非直于具有非直线型型IPRIPR曲曲线的油井，在运用采油指数的油井，在运用采油指数时，应该阐明相明相应的流的流动压力，不能力，不能简单地用某一流地用某一流压下的采油指下的采油指数来直接推算不同流数来直接推算不同流压下的下的产量。量。当油井产量很高时，井底附近将出现非达西渗流：胶结地层的紊流速度系数：非胶结地层紊流速度系数：C、D值也可用试井资料获取值也可用试井资料获取二、 油气两相渗流时的流入动态o、Bo 、Kro都是压力的函数。用上述方法绘制IPR曲线非常繁琐。通常结合消费资料来绘制 IPR曲线。平面径向流，直井油气两相渗流时油井产量公式为：(一)垂直井油气两相渗流时的流入动态1.Vogel 1.Vogel 方法方法(1968)(1968)假设条件：a.圆形封锁油藏，油井位于中心；b.均质油层，含水饱和度恒定；c.忽略重力影响；d.忽略岩石和水的紧缩性； e.油、气组成及平衡不变；f.油、气两相的压力一样；g.拟稳态下流动，在给定的某一瞬间，各点的脱气原油流量一样。数值模拟结果数值模拟结果的总结的总结归一化归一化曲线曲线Vogel方程经典方典方程程 a.计算c.根据给定的流压及计算的相应产量绘制IPR曲线b.给定不同流压，计算相应的产量：、知地、知地层压力和一个任力和一个任务点点( qo(test) , pwf(test) )利用Vogel方程绘制IPR曲线的步骤、知两个任、知两个任务点，油藏点，油藏压力未知力未知a. 油藏平均压力确实定：知或利用两组qopwf 测试计算，即 b.计算c. 由流入动态关系式计算相关参数图2-4 计算的溶解气驱油藏油井IPR曲线1-用测试点按直线外推；2-计算机计算值；3-用Vogel方程计算值Vogel曲线与数值模拟IPR曲线的对比对比比结果：果：按按Vogel方方程程计算算的的IPR曲曲线，最最大大误差差出出如如今今用用小小消消费压差差下下的的测试资料料来来预测最最大大产量量时，但但普普通通误差差低低于于5。虽然然随随着着采采出出程程度度的的添添加加到到开开采采末末期期误差上升到差上升到20左右，但其左右，但其绝对值却很小。却很小。假假设用用测试点点的的资料料按按直直线外外推推，最最大大误差差可可达达 7080，只是在开采末期，只是在开采末期约30%。采采出出程程度度 Np 对油油井井流流入入动态影影响响大大，而而kh/、Bo、k、So等等对其影响不大。其影响不大。2.费特柯维奇方法溶解气溶解气驱油藏油藏假假设(kro/(kro/oBo)oBo)与与压力力p p 成成线性关系，性关系，那么那么其中，其中，所以：当 时：令：令：费特柯维奇费特柯维奇根本方程根本方程3.3.不完善井不完善井VogelVogel方程的修正方程的修正油水井的不完善性： 射孔完成射孔完成翻开性翻开性质不完善；不完善；未全部未全部钻穿油穿油层翻开程度不完善；翻开程度不完善；翻开程度和翻开性翻开程度和翻开性质双重不完善；双重不完善；在在钻井或修井井或修井过程中油程中油层遭到遭到损害或害或进展酸化、展酸化、压裂等措施，从而改裂等措施，从而改动油井的完善性。油井的完善性。 图1-5 完善井和非完善井周围 的压力分布表示图油井的流动效率FE：油井的理想消油井的理想消费压差与差与实践消践消费压差之比差之比为“正称正称“正表皮，油井不完善；正表皮，油井不完善；为“负称称“负表皮，油井超完善。表皮，油井超完善。完善井完善井非完善井非完善井令：非完善井表皮附加压力降于是于是表皮系数或井壁阻力系数表皮系数或井壁阻力系数S S油层受污染的或不完善井，油层受污染的或不完善井，完善井完善井, ,增产措施后的超完善井，增产措施后的超完善井，表皮系数表皮系数S S通常由通常由试井方法井方法获得得利用流动效率计算直井流入动态的方法Standing方法(1970) (FE=0.5 1.5) 图1-6 FE 1时的无因次IPR曲线(standing IPR曲线)a.根据知根据知pr和和pwf计算在计算在FE=1时最大产量时最大产量standing方法计算不完善井IPR曲线的步骤：b.b.预测不同流压下的产量预测不同流压下的产量c.c.根据根据计算算结果果绘制制IPRIPR曲曲线Harrison方法 (FE=1 2.5) 图1-7 Harrison无因次IPR曲线(FE1) Harrison Harrison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时的qomax 先求pwf/pr，然后查图1-7中对应的FE曲线上的相应值 qo/qomax(FE=1)，那么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 (二)斜井和程度井的IPR曲线1990年，Cheng对溶解气驱油藏中斜井和程度井进展了数值模拟，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优点：运用点：运用简单，仅需一需一组测点，便可得点，便可得IPR曲曲线缺陷：方程没有缺陷：方程没有归一化，一化，19891989年，年，BendakhliaBendakhlia等用两种三等用两种三维三相黑油模三相黑油模拟器研器研讨了多种情况下溶解气了多种情况下溶解气驱油藏中程度井的流入油藏中程度井的流入动态关系。得关系。得到了不同条件下到了不同条件下IPRIPR曲曲线。 图1-8 拟合的IPR曲线与实践曲线的对比 _拟合的IPR曲线,实践曲线曲线阐明：早期的IPR曲线近似于直线,随着采出程度添加,曲度添加,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： 图1-9 参数v、n与采出程度之间的关系IPR曲线的运用曲线的运用油井流入动态反映了油藏向该井供油的才干。1.根据根据测试资料确料确定定IPR曲曲线。2.根据根据IPR曲曲线确确定流定流压和和产量的量的对应关系。关系。prqomax三、prpbpwf时的流入动态1根本公式 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普通计算表达式为:需求分段需求分段积分分图1-11 组合型IPR曲线2适用计算方法 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：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 曲线Petrobras提出了计算三相流动IPR曲线的方法综合IPR曲线的本质:是按含水率取纯油IPR曲线和水IPR曲线的加权平均值。当知测试点计算曲线，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(一) 采液指数计算(由测试点确定曲线)知 pr、pb和一个测试点pwf(test)、qt(test) (1) (2) (二) 某一产量qt下的流压pwf计算(1)(2)由于：所以：综合IPR曲线的斜率可近似为常数(3) 图1-12 油气水三相IPR 曲线五、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流压低于低于14MPa14MPa后，后，只需第三个只需第三个层任任务；流流压降低到降低到12MPa12MPa和和10MPa10MPa后，那么后，那么I I层和和IIII层陆续出油。出油。总的的IPRIPR曲曲线那么是分那么是分层的迭加。其特点是：的迭加。其特点是：随着流随着流压的降低，由的降低，由于参与任于参与任务的小的小层数数增多，增多，产量将大幅度量将大幅度添加，采油指数也随添加，采油指数也随之增大。之增大。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 ( )小 结(1) 上述引见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) 油井流入动态研讨主要有三种途径： 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、分析与评价的根据。复习思索题复习思索题 1、什么叫采油指数？在开采过程中引起一口井采油指数变化的主要要素是什么？有哪些方法可以测定这些要素？2、IPR的含义是什么？对不同条件下IPR的绘制方法以及所需的资料及在实际中如何获得？