采油工程第0-1章绪论+油井流入动态与多相流.

采油工程主讲教师：陈德春、鲍丙生办公地点：工科楼B座333、418联系电话：[phone]（陈）15863067508（鲍）E_mail:[e-mail]@upc.edu.cn学时：64=56+8成绩：“课堂出勤考核”、“课堂学习过程控制考核”、“实验过程控制考核”和“期末闭卷考试”，成绩比例按照1:3:1:5（暂行）。纪律：校、院要求要求：课堂上举手+同意+发言（讨论）认真听讲、做好笔记山东省精品课、国家网络精品课程绪论绪论课堂纪律：不迟到、不早退、更不旷课、课前请假；班长考勤负责制，抽查时上报本班缺课者名单；抽查出勤次数中大于等于1/3的缺课者，取消课程考试资格。作业要求：认真完成作业，字迹工整，班长帮助收齐作业。每周二交作业。学习交流：课堂讲课过程中有问题及时举手示意我，我解答或课堂讨论。课下有问题可电话联系，最好发邮件给我，我每天上班的第一件事就是处理邮件。绪论采油工程是什么?采油工程专业方向的水平如何?《采油工程》课程学习什么？中国油气资源状况资源特点：少、分散油气生产状况：生产成本高、效益良好；供不应求、形势严峻中国日本美国60%96%50%危险警戒线60%石油对外依存度对比需求依赖进口需要大量国家外汇重大经济、国防安全问题1.采油工程的定义采油工程：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。油气高效入井经济有效举升油气田开发效益（1）经济有效举升实现入井油气等流体向地面的流动。如果提升高度到几百米甚至几千米呢？（如塔河油田油藏埋深6000-7000m）大型机械！各种泵各种提供动力的设备提高生产系统运行效率和经济效益。1.采油工程的定义（2）油气畅流入井技术措施：通过各种物理、化学、生物等方法作用于油气层。注水岩石、流体1.采油工程的定义（2）油气畅流入井注水酸处理技术压裂技术波场处理技术微生物技术热力技术……1.采油工程的定义岩石、流体技术措施：通过各种物理、化学、生物等方法作用于油气层。采油工程系统组成●油藏：具有一定储存和流动特性的孔隙或裂缝介质系统，●人工建造系统：井底、井筒、井口装置、采油设备、注水设备以及地面集输、分离和储存设备等。1.采油工程的定义采油工程特点★涉及的技术面广、综合性强而又复杂★与油藏工程、地面工程和钻井工程等紧密联系★工作对象是条件随油藏动态不断变化的采、注井★难度大★涉及油田开发的重要决策和经济效益2.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。中国采油工程技术大致经历了5个阶段：（1）50～60年代初的探索、试验阶段（2）60～70年代分层开采工艺配套技术发展阶段（3）70～80年代多种油藏类型采油工艺技术发展阶段（4）80～90年代采油工程新技术重点突破发展阶段（5）90年代中期以来采油系统工程形成和发展阶段采油工程技术面临难题高含水油气田开采低渗透油气田开发西部沙漠超深油气田开采海洋和滩海油气田开发建设（深水油气资源的开发）稠油和超稠油油田开采要求：采油工程技术达到更高的水平，以创造更高的效益。深水油气开采……3.采油工程的任务和要求当前和未来采油工程的两大任务：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？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？掌握采油工程师的工作技能，接受严格的采油工程师基本训练，具有分析和解决采油工程实际问题的能力，以胜任工程设计、生产管理、科技开发和应用研究等方面的工作。只有这样，才能适应和服务于不断发展的石油工业，才能运用自己的知识去迎接石油工业新技术的挑战。学习目标采油工程4.课程内容简介采油方法增产维护措施自喷采油气举采油有杆泵采油无杆泵采油注水酸化、酸压砂、蜡、水、稠、低工作原理计算方法工程设计生产分析水力压裂油井流入动态与井筒多相流动计算：工程设计与生产分析的基础第一章油井流入动态与井筒多相流动计算★油井流入动态★井筒气液两相流基本概念★井筒多相流动计算方法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。第一节油井流入动态油井流入动态曲线（IPR曲线）：表示产量与井底流压关系的曲线，简称IPR曲线。油井流入动态：油井产量与井底流动压力的关系。典型的流入动态曲线反映了油藏向井的供油能力，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影响，是采油工程与油藏工程的衔接点。作用：为油藏工程提供检验资料；为采油工程的下一步工作提供依据；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：第一节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。一、单相液体流入动态asrrBPPhkqweoowfroo21ln)(2供给边缘压力不变圆形地层中心一口井的产量公式为：asrrBPPhkqweoowfroo43ln)(2圆形封闭油藏，拟稳态条件下的油井产量公式为：泄油面积形状与油井的位置系数对于非圆形封闭泄油面积的油井产量公式，可根据泄油面积和油井位置进行校正。Xrrwe)PP(s21XlnBhak2qwfroooo)PP(s43XlnBhak2qwfroooo一、单相液体流入动态)(wfroPPJq采油(液)指数：单位生产压差下油井产油(液)量，反映油层性质、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。？对于单相液体流动的直线型IPR，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，或油井IPR曲线斜率的负倒数。对于多相流体体流动的非直线型IPR，采油指数准确的定义为油井IPR曲线斜率的负倒数。注意事项：一、单相液体流入动态pwfdpdq图1-1典型的流入动态曲线对于非直线型IPR曲线，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不同。所以，对于具有非直线型IPR曲线的油井，在使用采油指数时，应该说明相应的流动压力，不能简单地用某一流压下的采油指数来直接推算不同流压下的产量。2DqCqPPwfrhakSxBCooo2)43(lnworhBD222134103396.1当油井产量很高时，井底附近将出现非达西渗流：一、单相液体流入动态紊流速度系数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C和D值。DqCqPPwfr由试井资料绘制的～直线的斜率为D，其截距则为C。qPPwfr/q一、单相液体流入动态二、油气两相渗流时的流入动态通常结合生产资料来绘制IPR曲线（如Vogel方法）或简化处理（如Fetkovich方法）。平面径向流，垂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drdpBhrkqoooo2kkkorodpBKrrkhqewfPPooroweoln2pf1.Vogel方法(1968年)（1）假设条件（7条）：a.圆形封闭、溶解气驱油藏；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.忽略岩石和水的压缩性；e.油、气组成及平衡不变；f.油、气两相的压力相同；g.拟稳态下流动，在给定的某一瞬间，各点脱气原油流量相同。(一)垂直井油气两相渗流时的流入动态2max8.02.01rwfrwfooPPPPqq（2）Vogel方程Vogel曲线1.Vogel方法①计算：maxoqmax28.02.01orwfrwfoqPPPPq③根据给定的流压及计算的相应产量绘制IPR曲线。②给定不同流压，计算相应的产量：◆情况一：已知地层压力和一个工作点：（3）利用Vogel方程绘制IPR曲线的步骤2max8.02.01rtestwfrtestwftestooPPPPqq1.Vogel方法◆情况二：油藏压力未知，已知两个工作点①油藏平均压力和的计算maxoq③根据给定的流压及计算的相应产量绘制IPR曲线②给定不同流压，计算相应的产量211max18.02.01rtestwfrtestwfotestoPPPPqq）（）（）（222max28.02.01rtestwfrtestwfotestoPPPPqq）（）（）（1.Vogel方法（4）Vogel曲线与数值模拟IPR曲线的对比a.按Vogel方程计算的IPR曲线，最大误差出现在用小生产压差下的测试资料来预测最大产量。一般，误差低于5％。虽然，随着采出程度的增加，到开采末期误差上升到20％，但其绝对值却很小。b.如果用测试点的资料按直线外推时，最大误差可达70～80％，只是在开采末期约30%。C.采出程度N对油井流入动态影响大。图1-4不同方法计算的油井IPR曲线1-用测试点按直线外推；2-计算机计算的；3-用Vogel方程计算的dpBks43rrlnkh2qrwfPPooroweo2.费特柯维奇方法溶解气驱油藏：rwfPPweocpdps43rrlnkh2q2wf2rwePP2cs43rrlnkh2假设与压力成直线关系，则：ooroBkpcpBkoororpooror)BK(P1crpooroweoP21BKs43rrlnkh2Jr令：当时：0wfP2PBKs43rrlnkh2qrPoorowemaxor所以：2max1rwfooPPqq)(22wfroPPJ2.费特柯维奇方法3.非完善井Vogel方程的修正油水井的非完善性：◆打开性质不完善；如射孔完成◆打开程度不完善；如未全部钻穿油层◆打开程度和打开性质双重不完善◆油层受到损害◆酸化、压裂等措施改变油井的完善性，从而增加或降低井底附近的压力降，影响油井流入动态关系。完善井和非完善井周围的压力分布示意图（条件：同产量）完善井:weoowfeoorrlnB)PP(hk2q非完善井:wssseooowfeorrlnk1rrlnk1B)PP(h2q令：wssorrkksln1shkBqPoooosk2非完善井附加压力降:wssooooowfwfskrrkkhkBqPPPln12则：表皮系数3.非完善井Vogel方程的修正油井的流动效率（FE）：油井的理想生产压差与实际生产压差之比。0s1FE油层受污染的不完善井，0s1FE完善井,0s1FE增产措施后的超完善井，wfrskwfrwfrwfrpppppppppFE'3.非完善井Vogel方程的修正Standing无因次IPR曲线（1）Standing方法(FE=0.5～1.5)3.非完善井Vogel方程的修正Standing方法计算不完善井IPR曲线的步骤：2)1max(8.02.01rwfrwfoFEoPPPPqqFEPPPPwfrrwf)(①计算在FE=1时最大产量21max8.02.01rwfrwfFEooPPPPqq②预测不同流压下的产量③根据计算结果绘制IPR曲线Vogel方程3.非完善井Vogel方程的修正Harrison无因次IPR曲线(FE1))1(maxFEqqoo图2-7Harrison无因次IPR曲线(FE1))5.2~1(FE（2）Harr