人工举升理论第6讲 表皮系数
第六章_完井
一、完井方法－射孔工艺
3)油管输送射孔联作工艺(Tubing conveyed)
①油管输送射孔和地层测试联作 将油管输送装置的射孔枪、点火头、激发器等部件接 到单封隔器测试管柱的底部。管柱下到待射孔和测 试井段后，进行射孔校深、座好封隔器并打开测试 阀，引爆射孔枪后转入正常测试程序。这种工艺特 别适合于自喷井。
1．射孔完井方法
套管射孔完井：套管射孔完 井是用同一尺寸的钻头钻穿
油层直至设计井深，然后下
油层套管至油层底部并注水 泥固井，最后射孔，射孔弹 射穿油层套管、水泥环并穿 透油层一定深度，从而建立
起油（气）流的通道。
一、完井方法－射孔完井
1．射孔完井方法
尾管射孔完井：
在钻头钻至油层顶界后，下技 术套管注水泥固井，然后用小 一级的钻头钻穿油层至设计井 深，用钻具将尾管送下并悬挂 在技术套管上。尾管和技术套 管的重合段一般不小于50m。 再对尾管注水泥固井，然后射 孔。
裸眼系列完井 1、裸眼完井 2、割缝衬管完井 3、带管外封隔器的割缝衬管完井 4、绕丝筛管完井 5、贯眼套管完井 6、裸眼预充填砾石筛管完井 7、裸眼金属纤维筛管完井 8、裸眼井下砾石充填完井 射孔系列完井 1、射孔完井 2、射孔套管内下绕丝筛管完井 3、射孔套管内下预充填砾石筛管完井 4、射孔套管内金属纤维筛管完井 5、射孔套管内井下砾石充填完井
②油管输送射孔与压裂、酸化联作
完井时下一次管柱，能完成射孔、测试、酸化、压 裂、试井等工序。
一、完井方法－射孔工艺
3)油管输送射孔联作工艺(tubing conveyed)
③非自喷井油管输送射孔与测试联作 工作管柱由射孔枪、封隔器、负压阀、自动压力 计工作筒、固定阀以及配有特殊空心套筒的逆流 射流泵组成。
表皮系数特殊变化原因探讨
表皮系数特殊变化原因探讨作者：宋先博来源：《探索科学》2015年第07期摘要表皮系数是分析地层受伤害程度、评价油井附近区域增产措施效果的重要参数，应用表皮系数可以评价地层渗流能力的变化，本文通过对油田开发进入特高含水阶段后，部分注水井表皮系数异常变化及其原因的分析，认为不应单纯利用表皮系数的正负值来判断地层表皮区的污染状况，还应通过表皮系数的变化幅度来判断地层渗透率的变化，得出相应结论并应用于现场工作，取得良好效果。
关键词表皮系数油层深部渗透率措施改造1、前言表皮系数是分析地层受伤害程度，评价井壁附近地层渗透率与地层渗透率差别的重要参数，现场多利用表皮系数判断地层污染情况和评价措施效果。
常规性的认为当井筒附近地层被污染时，其污染区的渗透率将小于油层深部渗透率，附加压降为正值，解释出的表皮系数大于零；在完井时射孔超完善或地层进行措施改造后，附加压降为负值，表皮系数小于0。
但随着油田开发时间的延长及驱替方式的不断变化，部分井解释出的表皮系数与动态信息相矛盾的现象越来越突出，因此有必要针对这些表皮系数的特殊现象进行分析并找出原因，为正确判断地层污染状况及油层深部渗透率的变化情况提供合理依据。
2、表皮系数的特殊变化与正常现象相比，表皮系数的特殊变化主要表现在两个方面：2.1注入状况变差，表皮系数下降常规分析认为，油水井进行措施改造后，表皮系数才有可能下降，但现场实际情况是，在部分注水井中，当注水水质变差时，注入压力上升，注水量下降，注入状况变差，表皮系数减少。
以X区块北4-71-丙水264井为例，2012年6月份的分层测试成果表明，三个注水层段均按方案要求注水；该井于2013年4月测同位素吸水剖面，吸水成果反映：偏I注水层段吸水力下降，偏III注水层段不吸水；该井于2013年5月进行水井106测试：注入压力上升0.6MPa，偏III注水层段不吸水，与同位素吸水剖面资料相符。
同位素与106测试均反映出地层的吸水状况变差，且周围两口相邻受效油井平均流压下降0.22MPa，但该井2013年6月份试井资料解释出的表皮系数为-2.92，明显低于2012年7月份试井资料解释出的表皮系数为-1.73，两次测试期间该水井没有进行措施改造。
2-2(油井自喷采油)
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采油工程综合复习资料
采油工程综合复习资料一．名词解释1.油井流入动态：指油井产量与井底流压的关系。
表示油藏向该井供油的能力。
2.吸水指数：单位压差下的日注水量。
3.蜡的初始结晶温度：由于温度降低油气井开始结蜡时所对应的井底温度。
4.气举采油法:利用从地面注入高压气体将井内原油举升到地面的一种人工采油方法。
5.等值扭矩：就是用一个不变化的固定扭矩代替变化的实际扭矩,两种扭矩下电动机的发热条件相同,此固定扭矩即为实际变化的扭矩的等值扭矩。
6.气液滑脱现象：在气液两相流动中，由于气液密度差，产生气体流速超过液体流速的现象。
7.扭矩因素：对扭矩的各种影响因素。
8.配注误差：配注误差等于实际注水量与设计配注量之差同设计配注量比值的百分数.9.填砂裂缝的导流能力：流体通过裂缝的流动能力。
10.气举启动压力:在气举采油过程中，压缩机所对应的最大功率。
11.采油指数:单位生产压差下的产量。
12.注水指示曲线：表示注入压力与注入量的关系曲线。
13.冲程损失：抽油杆因弹性变性而引起的变化量。
14.余隙比：泵内为充满的体积与整个泵体积之比。
15.流动效率：油井的理想生产压差与实际生产压差之比。
16.酸的有效作用距离：酸液由活性酸变为残酸之前所流经裂缝的距离。
17.面容比：表面积与体积的比值。
二：填空题1．自喷井井筒气液两相管流过程中可能出现的流型有（纯油流），（泡流），（段塞流），（环流），（雾流）。
2．气举采油法根据其供液方式的不同分为（自喷）和（人工举升）两种类型。
3．表皮系数S与流动效率FE的关系判断：S>0时，FE(<)1;S=0时，FE(=)1;S<0时，FE(>)04．抽油机型号CYJ3-1.2-7HB中，“3”代表（悬点载荷30KN），“1.2”代表（最大冲程长度1.2米），“7”代表（减速箱额定扭矩7KN.M）和“B”代表（曲柄平衡）。
5．常规有杆抽油泵的组成包括（工作筒）（活塞）（阀）三部分。
6．我国研究地层分层吸水能力的方法主要有两大类，一类是（早期注水），另一类是（注水井调剖）。
第十章 出砂
出砂过程与危害 出砂机理 出砂预测第十章油井出砂一、出砂过程与危害1.1 出砂过程油井出砂大体上可分为两个阶段：由骨架砂变成松散砂，这是导致出砂的必要条件； 松散砂的运移只有满足这两个条件后才会引起大规模出砂。
✓对于出砂的第一阶段来说，应力因素，如井眼压力、原地应力状态、岩石强度等是影响出砂的主要因素；✓液力因素，如流速、渗透率、粘度以及两相或三相流动的相对渗透率等的作用主要表现在出砂的第二阶段，即运移由于剪切破坏而形成的松散砂。
1.1 出砂过程1.2 油井出砂的影响因素影响因素可分为三大类：①地质力学因素，包括：原地应力状态（垂直地应力与原始水平地应力）、孔隙压力、原地温度、地质构造等；②砂岩储层的综合性质—井深、砂岩的强度和变形特征、孔隙度、渗透率、泄流半径、流体的组成（油、气、水的含量及分布等）、粘土含量、组成、颗粒尺寸和形状及压实情况等；③工程因素：包括完井类型、井身结构参数（井深、井斜、方位、井径）、完井液的性能、增产措施（压裂、酸化等）、生产工艺参数（流速、生产压差及流量）、油层损害（表皮系数增大）、放油或关井方案、人工举升技术、油藏衰竭、累计出砂量等。
一、出砂过程与危害设备磨损◆油管、阻流阀、泵筒◆地面管线、阀门 管柱堵塞◆油井管柱堵塞◆地面管线堵塞 增加作业次数 套管损害 需要其它处理装备1.3 出砂的危害出砂的好处：✓增加产量✓消除近井地带的储层伤害✓提高储层孔隙度和渗透率二、出砂机理2.1 流体流动所需的生产压差对于高渗油藏来说，提高产量意味着增加生产压差。
而生产压差的增加提高了地层的偏应力水平，若超过地层抗剪强度，会引起地层破坏，导致油井出砂。
除达西流动的能量损失外，生产压差必须克服如下流动伤害：（1）钻井过程近井地带应力场变化导致的渗透率伤害、径向流汇聚和动量作用。
（2）井眼流动伤害，如井底不完善、射孔和表皮伤害。
（3）钻井液固相伤害。
生产压差不仅对孔隙压力产生扰动，还导致近井地带产生应力集中。
采油工程知识点整理
采油⼯程知识点整理IPR 曲线：表⽰产量与流压关系曲线。
表⽪效应：由于钻井、完井、作业或采取增产措施，使井底附近地层的渗透率变差或变好，引起附加流动压⼒的效应。
表⽪系数：描述油从地层向井筒流动渗流情况的参数，与油井完成⽅式、井底污染或增产措施有关，可由压⼒恢复曲线求得。
井底流动压⼒：简称井底流压、流动压⼒或流压。
是油、⽓井⽣产时的井底压⼒。
.它表⽰油、⽓从地层流到井底后剩余的压⼒，对⾃喷井来讲，也是油⽓从井底流到地⾯的起点压⼒。
流压：原油从油层流到井底后具有的压⼒。
既是油藏流体流到井底后的剩余压⼒，也是原油沿井筒向上流动的动⼒。
流型：流动过程中油、⽓的分布状态。
采油指数：是⼀个反映油层性质、厚度、流体参数、完井条件与渗油⾯积与产量之间的关系的综合指标。
可定义为产油量与⽣产压差之⽐，即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IPR 曲线的负倒数。
产液指数：指单位⽣产压差下的⽣产液量。
油井流⼊动态：在⼀定地层压⼒下油井产量和井底流压的关系，反应了油藏向该井供液能⼒。
⽓液滑脱现象：在⽓液两相流中，由于⽓体和液体间的密度差⽽产⽣⽓体超越液体流动的现象。
滑脱损失：因滑脱⽽产⽣的附加压⼒损失。
流动效率：油井在同⼀产量下，该井的理想⽣产压差与实际⽣产压差之⽐，表⽰实际油井完善程度。
持液率：在⽓液两相管流中，单位管长内液相体积与单位管长的总体积之⽐。
Vogel ⽅法(1968) ①假设条件：a.圆形封闭油藏，油井位于中⼼；溶解⽓驱油藏。
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，各点的脱⽓原油流量相同。
②Vogel ⽅程③利⽤Vogel ⽅程绘制IPR 曲线的步骤已知地层压⼒和⼀个⼯作点： a.计算b.给定不同流压，计算相应的产量：c.根据给定的流压及计算的相应产量绘制IPR 曲线。
表皮系数分解及在储层评价的应用
内蒙古石油化工
2016 年第 7 期
表皮系数分解及在储层评价的应用
李弘博
（ 胜利油田勘探开发研究院， 山东 东营 257015 ）
摘 要： 试井分析获得的表皮系数是各种因素共同影响的总和 ， 不能直接应用于储层评价。本文提 出一种表皮系数分解方法， 可以获得地层真实伤害表皮系数， 并结合现场实例， 针对性地提出了储层保 护和改造措施。 关键词： 表皮分解； 试井分析； 储层真实伤害； 应用研究 + 文献标识码： A 文章编号： 1006 —7981 （ 2016 ） 07 —0016 —02 中图分类号： TE32 1 由不稳定试井确定的表皮系数是评价油气藏 伤害程度的一个重要参数， 在评价油气藏完善程度 。 方面占据十分重要的地位 而由地层测试数据分析 求出的表皮系数， 除反映钻井完井或井下作业中纯 伤害引起的表皮系数， 还包含一切引起偏离理想井 的各种拟伤害引起的拟表皮系数 。要对储层进行准 确的评价， 必须对表皮系数进行分解， 获取地层伤害 的真实表皮系数。 1 表皮系数分解 由不稳定试井求出的表皮系数称为总表皮系 数， 可由下式描述： （ 1） S t = S PT + S θ + S nD + S D 式中： S PT 为储层部分打开拟表皮系数； S θ 为井斜拟表皮系数； S nD 为非达西流拟表皮系数； S D 为地层真实伤害表皮系数。 1． 1 储层部分打开拟表皮系数 储层未完全钻穿或 由于地质原因或工程原因， 没有全部射开， 形成部分打开拟表皮系数 S PT 。打开 厚度越小， 产生的部分打开拟表皮系数越大 ； 完全打 ， 开时 则该拟表皮系数为零。 1 －C 〕 （ 2． 498C － 3． 884C2 + 1． S PT = 2． 948〔 C 586C3 + 0． 339lnh D － 1 ） （ 2） h h p hD = 槡 KH / KV C = h rw 1． 2 井斜拟表皮系数 流体入井的阻力不同于垂直井， 因此 对于斜井， 必然产生一个拟表皮效应， 衡量此效应的值就是井 增加的渗流面积 越 斜拟表皮系数 S θ 。 井斜越大， 大， 产生的负表皮系数的绝对值也就越大 。 4r w 1 h Lh α 槡 γ ） + ln（ 槡 ） S θ = ln（ （ 3） L αγ 2r w 1 + 1 / γ γL h 公式适用条件为： ①0 θ w 75ʎ ； ② ＞ 40 rW 1． 3 非达西流拟表皮系数
试丼试卷
A一名词解释1、无阻流量：井底流压降为零。
即大气压时气井达到最高极限产量，这时的产量称为气井的无阻流量，AOF。
2、表皮系数----现象描述：由于钻井液的侵入，射开步完善，酸化，压裂等原因，在井筒周围有一个很小的环形区域，这个区域的渗透率与油层不同因此，当原油从油层流入井筒时，产生一个附加的压力降，这个效应叫做表皮效应。
这个附加压力降用无量纲形式表示，得到无量纲压力降，它用来表征一口井表皮效应的性质和严重程度称之为表皮系数。
3、流动系数----kh/μ4、井筒存储---- 油井开井和关井时，由于原油具有压缩性等原因，地面和地下的产量不相等，PWBS---纯井筒储存阶段用井筒储集系数来描述井筒储集效应的强弱程度，即井筒靠其中的原油的压缩等5、试井----在一定时间内通过记录一口井压力或流量的变化，来估算井或油藏的特性，了解油藏的生产能力，或得到油藏管理方面的数据。
二、填空题1、井筒存储现象在无因次导数图版上的特征是（纯井筒储存阶段存在斜率为1的直线,）径向流的特征是（水平直线）2、双孔介质一般分为（基岩）和（裂缝）两部分，只有（裂缝）能向井中供油。
3、一般来说，表皮系数<0.说明(井底渗透率得到改善)相当于油井折算半径要大于正常的井筒半径。
4、一个常用的试井理论模型通常包括（基本模型）（内边界条件）（外边界条件）三个部分5、在一个典型双孔介质流动特征分三个流动阶段，分别是（裂缝系统径向流期）、（基质岩块系统向裂缝系统窜流的过渡期）、（整个系统的径向流期）6、现代试井解释图版上最大的特点是（能够对早期被井筒储存干扰的数据进行拟合，使数据中的信息得到体现）7、气井测试一般要采用气井的（拟压力和拟时间）形式来进行分析，气井的产能试井一般包括回压试井，（等时试丼）和（修正等时试丼）8、压力恢复的赫诺分析图上，赫诺时间的一般形式是（t tt p ∆∆+）9、导压系数 t C k c μ/=，它是表征地层和流体传导（压力降）难易程度的物理量。
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的。这种伤害也可用 Cinco-Ley和Samaniego（1981）所给的表皮效应
来定量描述
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bs K K
2x f
1 Ks
下堂课再见 谢谢!
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它在几个不同流量下所进行的试井中，能用来分离表皮效应。 上页图所示的s'与q的曲线表明，s是截距，D是斜率。这是确定 油田 D和预测速敏表皮效应对井的未来生产影响的恰当方法。 相敏表皮效应与井筒附近压力梯度所引起的相态变化有关。 对油井来说，如果井底流压低于泡点压力，则会形成一个气体 饱和度，即使气相是不流动的，也会引起油的有效渗透率的降 低。将Hawkins公式变一下，以有效（或相对）渗透率比代替 K/Ks，则该公式可用于这种情况了。
部分完井和斜井的表皮效应
Cinco-Ley 等 （ 1975 ） 得 到 了 这一问题的半 解析解，并提 出了各种组合 的表皮效应的 表格。
部分完井的斜井构形
所有引起流线变形的情况都会产生表皮效应 sc。和油气藏高度相比， 射孔段越小，完井的偏心度越大，则表皮效应越大。 尽管部分完井减小了井的裸露长度而产生了正的表皮效应，但斜井的 结果相反。井斜度越大，则对总表皮效应的负贡献越大。由于井斜而 引起的表皮效应以s表示，而由于部分完井与井斜所引起的综合表皮效 应以sc+θ表示。
人工举升理论
第5讲 表皮系数
吴晓东
表皮效应 1949 年，Van Everdingen和Hurst引入了表皮效应来表征近井
区域所具有的稳态压差ΔPs，它与表皮效应成正比。
原因
对于求取地下的流动压力，近井地带的各种条件非常关键。
特点
表皮效应没有物理量 纲并与热传导中的膜 片系数相似，而且是
形式
q s 表皮效应与稳态压差ΔPs成正比， ps 2 Kh
qu Ps s 2Kh
K rs s K 1 ln r s w
Hawkins公式
该公式在评估渗透率伤害的相对程度和伤害深度时非常有用。
表皮效应的组成
一口井的总表皮效应，是由许多项构成的，一般可把它们累加起 来，即
s sd sc s p s拟
井筒附近的渗透率变化
近井区井底的理想和实际流压
rs为伤害深度，Ks为伤害渗透率。在此区域之外地层保持原始状况， 渗透率为K 。
Hawkins公式
1956 年，Hawkins提出了表皮效应与上述变量的相关方程式。
如果井筒附近的渗透率为地层渗透率（即没有伤害），那么外 边界压力 Ps与井筒的稳态压降所产生的Pwf,ideal可由下式给出 ：
I ani 0.25
I ani 1
I ani 3
沿水平井方向和垂直于水平井方向的伤 害分布，垂直-水平渗透率差异的影响
裂缝表皮效应
在水力裂缝的近井地带经常发生不相称的地层伤害。 1981年，Cinco-Ley和Samaniego给出了堵塞裂缝表皮系数
xs K sch s K f s
ps pwf ,ideal
r q ln s 2 Kh rw
如果井筒附近的渗透率变为Ks，那么真实井底压力的关系式为：
ps pwf ,real
r q ln s 2 K s h rw
Pwf,ideal与Pwf,real之差恰好等于表皮效应引起的附加压降ΔPs，故
rs rs qu qu qu s ln ln 2Kh 2K s h rw 2Kh rw
类型
正表皮效应和负表皮效应。
一个综合变量。
一般说来，使流线偏离井的 方向或限制流量的任何现象 都会导致正表皮效应。 象局部完井（即射孔高度小 于油气藏高度）、孔眼数目 不合适（会引起流线变形），
负表皮效应表明近井 地带的压降小于油气 藏正常的压降。 这种负表皮效应，即 对总表皮效应的负贡 献，可能是对基岩的 激化（井眼附近的渗 透率高于原始值）、 水力裂缝或大斜度井
射孔表皮效应
1988 年， Karakas 和 Tariq 提出了 计算射孔表皮效应的半解析解。
s p sH sV swb
其中：
平面流效应 垂向汇聚效应 井筒效应
r S H ln w ( ) rw
b 1 b SV 10a hD rD
射孔表皮计算中所用的井的变量
这些机械原因以及相变（对
主流体相对渗透率的降低）、 湍流和对油气藏渗透率的伤
害等都会产生正表皮效应。
引起的。
沿整个生产段长度上，表皮的差异可能很大， 这种情况在合采垂向上分开的两个或多个不同
层段的井上最为可能出现。
注意
不同的地层性质（渗透率、应力、机械稳定性、 流体）和不同压力都能造成钻井液侵入、炮眼 清洗不好及其它原因的非均匀伤害环境。 同样的理由也表明沿水平井筒方向非均匀伤害 也是可能的。
式中sd是伤害表皮；sc+θ是由于局部完井和井斜造成的表皮；sp是 射孔表皮；所有拟表皮用连加号组合在一起，这些拟表皮包括所 有与相态有关的速敏效应。 适用于径向油气藏中直井或斜井附近流动的改变所引起的表 皮效应。
截距就是 表皮系数
根据多流量试井确定 表皮效应和非达西系数
从试井能得到等于下式的一个表观表皮s'：
Swb c1ec2 rwD
水平井的伤害表皮效应
1991 年， Frick 和 Economides 建立了反 映水平井伤害表皮效应的方程。
2 aH ,max K 1 4 aH sep 1 ln 1 2 K I 1 3 r r w s ani w