采油课件：第1章油井流入动态及多相流动计算(4.7教室)
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第1章油井流入动态及多相流动计算2008PPT课件
胶结地层的紊流速度系数：
1.906107
k1.201
非胶结地层紊流速度系数：
.
g 1.0k80.515 06
17
如果试井资料在单相渗流呈现非线性渗流，可绘
制 (pR pwf ) q 与 q 的关系曲线 。
Pr Pwf C Dq q
Pr Pwf qo
C
由此可以看出， PrPwf/q与 q
ta nD
.
11
注意问题： 对于非直线型IPR曲线，由于斜率不是定值，按不同
定义求得的采油指数不同。
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。
.
12
⑺IPR曲线的应用：
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
o
2
mPsa
4）直线外推至q=0,求得 PR 12Mp.a
5）Pwf=8.8MPa时
Qo=20×(12-8.8)=64m3
.
16
2.符合非线性渗流规律时的流入动态
条件：油井产量很高时，在井底附近不再符合线性渗流， 呈现高速非线性渗流。
Pr PwfCoqDoq2
C
oBo(lnx
3 4
S)
2koha
D1.33916013 Bo2 42h2rw
.
2
油井生产过程
四个基本流动过程：
油气从油藏流到井底（Pr→Pwf） －地层中的渗流 从井底流到井口（Pwf → Pt） －多相管流（泡流、段塞流、环流、雾流） 通过油嘴的流动（Pt → PB）
－嘴流
井口到分离器的流动（ PB →Psep ） －近似水平管流
《石油采油工程》完整版
Pwf = Pr- q/J 当 q= 0 时，
Pwf
q
Pwf=Pr
Pr•J
当
q= Pr.J 时， Pwf=0 (1-2b)
由此两点得曲线:
tg=Pr.J/Pr=J
曲线的特征
1. 夹角的正切就是采油指数 , 夹角越大 , 采油指数越大 , 生产能力越强 ; 反之 , 夹角 越小 ,J 越小 , 生产能力越弱。曲线很直观 地反映油井的产能。 2. 当井底压力为 Pe 时 , 生产压差为零 , 油 井产量为零 . 即 : 产量为零的点 , 所对应的 压力即地层压力。 3. 当井底压力为零时 , 生产压差最大 , 所 对应的产量是极限最大产量。
CK 0 h re 3 S) 0 B 0 (ln rw 4
（1-3a）
J0
q0 p r p wf
（1-4）
B井 80吨/天
B井 120吨/天
(1) 采油指数
例： A井 100吨/天
A井 110吨/天 如果
P 1 P2
Pwf ，则P， qA ，qB
若 qB qA ，则B井产能大。 q 衡量产能: 采油指数 P
采油工程
第一章 油井基本流动规律
第一节 油井流入动态
一、单相原油流入动态 1、垂直井单相油流 （1）定压边界的稳定流产量公式
Pe=常数
Pw
C — 单位换算系数，P2表1-1
对溶解气驱油藏,可由试井得 Pr ,取代Pe：
根据达西定律，定压边界圆形油层中心一口垂直井
的稳态流动产量公式 :
( 1-1 )
(2)封闭边界拟稳态条件下的产量公式
ck o h(Pe Pwf ) qo 1 re μ o Bo (ln S) rw 2
Pwf
q
Pwf=Pr
Pr•J
当
q= Pr.J 时， Pwf=0 (1-2b)
由此两点得曲线:
tg=Pr.J/Pr=J
曲线的特征
1. 夹角的正切就是采油指数 , 夹角越大 , 采油指数越大 , 生产能力越强 ; 反之 , 夹角 越小 ,J 越小 , 生产能力越弱。曲线很直观 地反映油井的产能。 2. 当井底压力为 Pe 时 , 生产压差为零 , 油 井产量为零 . 即 : 产量为零的点 , 所对应的 压力即地层压力。 3. 当井底压力为零时 , 生产压差最大 , 所 对应的产量是极限最大产量。
CK 0 h re 3 S) 0 B 0 (ln rw 4
（1-3a）
J0
q0 p r p wf
（1-4）
B井 80吨/天
B井 120吨/天
(1) 采油指数
例： A井 100吨/天
A井 110吨/天 如果
P 1 P2
Pwf ，则P， qA ，qB
若 qB qA ，则B井产能大。 q 衡量产能: 采油指数 P
采油工程
第一章 油井基本流动规律
第一节 油井流入动态
一、单相原油流入动态 1、垂直井单相油流 （1）定压边界的稳定流产量公式
Pe=常数
Pw
C — 单位换算系数，P2表1-1
对溶解气驱油藏,可由试井得 Pr ,取代Pe：
根据达西定律，定压边界圆形油层中心一口垂直井
的稳态流动产量公式 :
( 1-1 )
(2)封闭边界拟稳态条件下的产量公式
ck o h(Pe Pwf ) qo 1 re μ o Bo (ln S) rw 2
油井流入动态与井筒多相流动计算
第一章油井流入动态与井筒多相流动计算一、名词解释1、流入动态：油井产量与井底流动压力（简称流压）的关系。
2、IPR 曲线：表示产量与流压关系的曲线称为流入动态曲线。
简称IPR 曲线。
3、采油指数：是一个反应油层性质、厚度、流体参数、泄油面积、完井条件等的综合指标。
4、流动效率：在相同产量下的理想生产压差与实际生产压差之比。
5、产液指数：指单位生产压差下的生产液量。
6、泡流：溶解气开始从油中分离出来，由于气量少，压力高，气体都以小气泡分散在液相中，气泡直径相对于油管直径要小很多，这种结构的混合物的流动称为泡流。
7、流型：油气混合物的流动结构是指流动过程中油、气的分布状态，也称为流动型态，简称流型。
8、段塞流：井筒内形成的一段油一段气的结构，这种结构的混合物的流动称为段塞流。
9、环流：形成油管中心是连续的气流而管壁为油环的流动结构，这种流动称为环流。
10、雾流：在管壁中，绝大部分油都以小油滴分散在气流中，这种流动结构称为雾流。
11、滑脱：在气-液两相管流中，由于气体和液体之间的密度差而产生气体超越液体流动的现象称为滑脱。
12、滑脱损失：出现滑脱之后将增大气液混合物的密度，从而增大混合物的静水压头。
因滑脱而产生的附加压力损失称为滑脱损失。
13、质量流量：质量流量，即单位时间内流过过流断面的流体质量。
14、体积流量：单位时间内流过过流断面的流体体积。
15、气相实际速度：实际上，它是气相在所占断面上的平均速度，真正的气相实际速度应是气相各点的局部速度。
16、气相表观速度：假设气相占据了全部过流断面，这是一种假想的速度。
17、滑脱速度：气相实际速度与液相实际速度之差称为滑脱速度。
18、体积含气率（无滑脱含气率）：单位时间内流过过流断面的两相流体的总体积中气相所占的比例。
19、真实含气率：真实含气率又称空隙率、气相存容比，两相流动的过流断面上，气相面积所占的份额，故也称作截面含气率。
20、混合物密度：在流动的管道上，取一微小管段，则此微小管段内两相介质的质量与体积之比称为混合物的真实密度。
采油工艺基础知识培训ppt课件
第一部分 基本概念
6、游梁式抽油机平衡方式：分为机械平衡（包括游梁平衡、曲柄平衡和复合平衡）和气平衡两 种。 7、抽油机的工作原理：由电机供给动力，经减速装置将马达的高速旋转变为抽油机的低速运动， 并由曲柄-连杆-游梁机构将旋转运动变为抽油机的往复运动，带动深井泵工作。 8、抽油机平衡块的作用：平衡块装在抽油机游梁尾部或曲柄上，当抽油机上冲程时，平衡块向 下运动，帮助克服驴头上的负荷；在下冲程时，电机使平衡块向上运动，储存能量。在平衡块 的作用下，可以减少抽油机上下冲程的负荷差别。 9、抽油泵主要部件组成：抽油泵主要由工作筒(外筒和衬套)、柱塞、游动阀(排出阀)和固定阀 (吸入阀)组成。Fra bibliotek一部分 基本概念
25、冲程损失：深井泵工作时，由于抽油杆柱和油管柱的弹性伸缩而引起的光杆冲程与柱塞冲程 之差。 26、深井泵的泵效：抽油机的实际产液量与泵的理论排量的比值叫做泵效。泵效达70%以上是高效， 一般只有40%~50%左右，甚至更低。 27、充满系数：实际进入泵筒的液体体积与柱塞自下死点运动到上死点在泵筒内所让出的容积之 比，表示泵在工作过程中被液体充满的程度。 28、抽油参数优选：根据油井流入动态（IPR）和设备能力，确定合理的下泵深度、泵径、冲程、 冲次和抽油杆组合的技术。 29、光杆功率P光：抽油机光杆提升液体和克服井下损耗所需的功率。 30、抽油系统的有效功率P有：指在一定的扬程下，以一定排量将井下液体举升到地面所需的功率， 也称水功率，其值等于抽油井的产液量与有效举升高度的乘积。 31、系统输入功率P入：是指拖动抽油机所用电动机的实际输入功率。
第一部分 基本概念
32、抽油系统的地面效率η地：即为抽油机效率，是指光杆功率P光与抽油机输入功率P入的比 值，地面部分的能量损失发生在电动机、皮带和减速器、四连杆结构中。 33、抽油系统的井下效率η井：是指抽油系统的有效功率（水功率）P有与光杆功率P光的比值。 P有与P光之差反映了井下摩擦、杆柱振动和惯性以及漏失等因素引起的功率损失。井下部分的 能量损失在盘根盒、抽油杆、抽油泵和管柱中。 34、有杆抽油系统的系统效率：定义为系统有效功率P有与系统输入功率P入的比值，即η＝P有 / P入。根据抽油系统工作的特点，以光杆悬绳器为界，有杆抽油系统的效率可分解为地面效率 η地和井下效率η井两部分。 35、抽油机平衡度：抽油机下行最大电流与抽油机上行最大电流的比值为抽 油机平衡度。抽油机平衡度在85%-100%之间达标。 36、电机负载率： 即电机平均轴功率与其额定功率之比 。
第一章 油井流动状态和井筒多相流动计算
4
只要测得 3～动时的 IPR 曲线为直线，其斜率的负倒数便是采油指数；在纵座标(压力座标)上的 截距即为油藏压力。有了采油指数就可以在对油井进行系统分析时利用式(1-3)来预测 不同流压下的产量。另外，还可根据式(1-4)来研究油层参数。
β
=
1.906×107 k1.201
1/m
非胶结砾石充填层的紊流系数 βg 为：
βg
=
1.08×106 k 0.55
1/m
式中 k —渗透率， µm2 。
(1-7) (1-7a)
在 系 统 试 井 时 ，如 果 在 单 相 流 动 条 件 出 现 非 达 西 渗 滤 ，则 可 直 接 利 用 试 井 所 得 的 产 量和压力资料用图解法求得式(1-6)中的 C 和 D 值。改变式(1-6)可得：
式中
qo
=
µ
o
2πkoh(Pr
Bo
ln
re rw
− Pwf )
−
3 4
+
s
a
qo —油井产量(地面)，m3/s；
ko —油层有效渗透率，m2；
Bo —原油体积系数；
h —油层有效厚度，ｍ；
(1-2)
µo —地层油的粘度，Pa·s；
Pe —边缘压力，Pa； Pr —井区平均油藏压力，Pa； Pwf —井底流动压力，Pa；
a.计 算 qomax ：
qomax
=
[1− 0.2
Pwf
qo(test ) (test) −0.8
Pwf
(test )
2]
Pr
Pr
b.给 定 不 同 流 压 ，用 下 式 计 算 相 应 的
第一章油井流入动态与井筒多相流计算
第一章 油井流入动态与井筒多相流动计算第一节 油井流入动态（IPR 曲线）一、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。
二、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：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。
三、教法说明课堂讲授并辅助以多媒体课件展示相关的数据和图表。
四、教学内容本节主要介绍五个方面的问题：1、 单相液体的流入动态.2、 油气两相渗流时的流入动态.3、 wf b r p p p >>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.(一)单相液体的流入动态1、基本概念油井流入动态：油井产量(q0)与井底流动压力(p wf)的关系，反映了油藏向该井供油的能力。
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 CurveIPR曲线基本形状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、渗透率及流体物理性质等。
2、生产试井生产试井又称为系统试井或稳定试井，它是指在生产过程中对油层的研究，它的目的和方法都与不稳定试井存在区别：⑴试井的目的通过试井，可解决四个方面的问题：①对油气水性质的研究；②对油层物性的研究（油藏物理）；③对油层非均质性和油藏驱动类型的研究（油藏工程）；④井底流动的研究（采油工程）。
生产试井的特点：不需停产或间断停产。
生产试井主要研究两个指标：①产量；②井底压力。
研究这两个指标，解决的问题可归纳为（即生产试井的具体目的）：①了解油层供油能力，以选择合理生产参数和设备能力；②优选采油方法，进行系统分析；③预测油井动态；④确定自喷井停喷和转抽的时间与条件；⑤评价油层污染情况，确定增产措施和效果分析。
油井流入动态(IPR曲线)课件
03
IPR曲线理论
IPR曲线的定义和绘制
定义
IPR曲线是描述油井流入动态的曲 线，表示油井在恒定产量下压力 与流量的关系。
绘制
通过测量油井在不同压力下的产 量，绘制IPR曲线，通常以压力为 横轴，流量为纵轴。
IPR曲线的分析方法
分析参数
分析IPR曲线可以得出油井的流入动 态参数，如启动压力、递减率等。
分析步骤
首先观察曲线的形状，了解压力与流 量的变化关系；然后计算相关参数， 分析油井的生产动态。
IPR曲线在油田开发中的应用
指导生产
通过分析IPR曲线，可以了解油井的生产动态，为制定合理的生产方案提供依据 。
优化开发
结合其他开发指标，如渗透率、表皮系数等，可以优化油田开发方案，提高开发 效果。
04
油井流入动态模拟
模拟软件介绍
软件名称
Oilflow Simulator
功能特点
模拟油井流入动态，预测油井产能，优化生产参 数
适用范围
适用于不同类型油藏和油井的流入动态模，如 地层参数、井筒参数、
采油方式等。
模型建立
根据数据建立油井流入 动态模型，包括地层模 型、井筒模型和采油模
油井流入动态(IPR曲 线)课件
• 引言 • 油井流入动态基础 • IPR曲线理论 • 油井流入动态模拟 • 实际案例分析 • 课程总结与展望
目录
01
引言
课程背景
油井流入动态是石油工程中的重要概 念，用于描述油井的产量与井底压力 之间的关系。
随着石油工业的发展，对油井流入动 态的研究和应用越来越重要，因此本 课件旨在介绍IPR曲线的相关知识和应 用。
感谢观看
THANKS
最新1.油井流入动态PPT课件
§1.1 油井流入动态
• 定义
在一定地层压力下，油井产量与井 底流压的关系，简称IPR（Inflow Performance Relationship）曲线。
• IPR曲线基本要素
地层
坐标轴
压力
井底流压
两点 直线(斜率)或曲线
最大 产量
油井产量
典型油井流入动态曲线
• 单相油流（Ａ）
特征：直线
条件： pr pb pwf pb
产量与生产压差 由二项式表示
pr pwfAoq Bo 2 q
层流 系数
A20K B00hlnrrw e 43S
紊流 B B02
系数
4 2 h 2 rw
紊流速 度系数
aKb
•A、B值确定
pr pwf qo
ABqo
Pwf
qo
pr pwf qo
pr pwf qo
A
·· ·
·· ·
·· ·
·· ·
qoCKoh(pr源自oBolnre rw
pwf )
3 4
S
表1 系数C值
单位制 达西
产量q
渗透率K0 厚度h 粘度o
压力p 系数C
cm3/s D（达西）
cm cp(厘泊) atm (大气压) 2π
国际SI
m3/s
m2
m
Pa·s
Pa
2π
法定实用 m3/d
10-3μm2
m mPa.s
MPa
0.543
英制实用 bbl/d
Jo
CK0h
0B0(lnrrwe
3S) 4
Ｊo的确定
改变油井工作制度，当油井稳定生产后， 测定2~4个流压和产量值回归一条直线，该直线 斜率的负倒数即为采油指数。
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re rw
3 4
s)
0.4107109 (m3
/(
pas))
m2m 0.4107
o
2
mPas
4）直线外推至q=0,求 PR 12Mpa.
2.符合非线性渗流规律时的流入动态
条件：油井产量很高时，在井底附近不再符合线性渗流， 呈现高速非线性渗流。
Pr Pwf Cq Dq2
C
oBo (ln
x
3 4
pscT
g
Z
ln
re rw
令
D K g hTsc Z sc
pscT
g
Z
ln
re rw
则 qg D( pe2 pwf 2 )
应用：
1)绘制 ( pe 2 pwf 2 ) 与 q g 的关系曲线；
o
Bo
ln
re rw
Pwf )
1 2
s
a
改变油井工作制度，当油井稳定生产后，测得 3～5个稳定工作制度下的产量及其流压，便可绘制 IPR曲线。再根据IPR曲线求取。
注意问题：
对于非直线型IPR曲线，由于斜率不是定值，按不同
定义求得的采油指数不同。
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。
qo
2 koh(Pr
o
Bo
ln
X
Pwf )
1 2
s
a
qo
2 koh(Pr
o
Bo
ln
X
Pwf )
3 4
s
a
单相流动时，油层物性及流体性质基本不随压力变化:
qo J (Pr Pwf )
J
2koha
o
Bo
ln
X
1 2
s
J qo (Pr Pwf )
J
2koha
o
Bo
ln
X
3 4
s
直线型：Pwf>Pb,单相渗流，
牛顿流体（刚性水驱） 曲线型：a.非牛顿流体单相驱，
b.Pwf<Pb,两相流，
溶解气驱，粘弹流体。
复合型：Pwf<Pb <Pe ，
单--两相渗流
IPR曲线的影响因素： 油藏驱动类型；完井状况；油藏及流体物性。
IPR曲线的主要作用：
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；
通过油井流入动态研究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、固井、完井和各项工艺措施等技术水平的优
劣。
J qo (Pr Pwf )
J
2koha
o
Bo
ln
X
1 2
s
一、单相流体流入动态
（一）单相液体流入动态 1.符合线性渗流规律时的流入动态
供给边缘压力不变圆形地层中心一口井的产量公式为：
qo
2koh(Pr
o
Bo
ln
re rw
Pwf )
1 2
s
a
圆形封闭油藏，拟稳态条件下的油井产量公式为：
qo
2koh(Pr
oБайду номын сангаас
Bo
ln
re rw
Pwf )
3 4
s
a
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。
re X rw
泄油面积形状与油井的 位置系数图
油井产量公式变为：
S)
2koha
D
1.3396
1013
Bo2 4 2h2rw
胶结地层的紊流速度系数：
1.906 107 k 1.2 0 1
非胶结地层紊流速度系数：
g
1.08 106 k 0.55
如果试井资料在单相渗流呈现非线性渗流，可绘
制 ( pR pwf ) q 与 q 的关系曲线 。
Pr Pwf C Dq q
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 ★计算气液两相垂直管流的Orkiszewski方法 ★计算井筒多相管流的Beggs-Brill 方法
油井生产过程
四个基本流动过程：
油气从油藏流到井底 －地层中的渗流
从井底流到井口 －多相管流
通过油嘴的流动 －嘴流
井口到分离器的流动 －近似水平管流
由此可以看出， Pr Pwf / q 与 q 呈线性关系。绘制
的直线的斜率为D，其截距则为C。
（二）单相气体流入动态
1.符合线性渗流规律时的流入动态
条件：定压边界、圆形气层中心有一口气井稳定生产时， 距井轴r处的流量为：
qr
2rhkg g
dp dr
根据气体连续方程和状态方程，将半径r处的流量折
采油(液)指数： 单位生产压差下的油井产油(液)量，M3/(d. Mpa)。
m1 J
其它定义形式：
►产油量与生产压差之
比；
►每增加单位生产压差
时，油井产量的增加值；
►油井IPR曲线斜率的负
倒数。
采油指数J的确定：
◆ 根据油藏参数计算：
qo J (Pr Pwf )
◆ 根据试井资料绘制
qo
2koh(Pr
算为标准状态下的气井产量qg。
q g
K g hTsc Z sc
pscT
ln
r rw
2
p pwf
p
Z
dp
引用假(拟)压力的概念: 2 p p dp
p0 Z
p
2
p dp 2 p p dp 2 pwf p dp
pwf Z
po Z
p Z
wf
因为r re e
r
所以
qg
K g hTsc Z sc
r
(
wf
)
pscT ln rw
用数值积分法或其它方法求得拟压力 e wf 后，再求
得气井产量。
在工程中常近似地用平均压力 p ( pe pwf ) 求μ和Z
2
即
q g
K g hTsc Z sc
pscT
g
Z
ln
re rw
2
pe pwf
pdp
积分得
qg
K g hTsc Z sc ( pe 2 pwf 2 )
平均地层压力
pwf 11.2 10.2 9.7 9.1 q 16.1 35.9 46.1 57.9
2）计算采油指数
Jo
qo2 qo1 pwf 1 pwf 2
60 20 11 9
20 m3 Mpa
3）查表得
Cx
0.571,
re rw
0.571 40000 0.1
1142
koh
J o B(ln
例题
例：A井位于正方形泄油面积的中心，
A 4104 m2, rw 0.1, Bo 1.2, s 3,
根据系统试井，计算
采油指数
J
o
,
PR
,
koh（流动系数）
o
及 pwf 8.8MPa时的产量。
pwf 11.2 10.2 9.7 9.1 q 16.1 35.9 46.1 57.9
解： 1）绘制IPR曲线
第一节 油井流入动态（IPR曲线）
Pwf
Qo
油气井流入动态：在一定的油层压力下，流体（油，
气，水）产量与相应的井底流压的关系，反映了油藏向该 井供油气的能力。
达 西
线性流
qo
ko AP
o L
IPR
曲
线
定 律
径向流
qo
2 kohP
o Bo
ln
re rw
表示产量与井底流压关系的曲线(Inflow Performance Relationship Curve),称为流入动 态曲线，简称IPR曲线。