自喷井流动过程及能量分析.ppt

自喷井流动过程及能量分析,井筒内气液两相流动,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。,自喷井的四种流动过程,油井流入动态,主 要 内 容,往文制芍摸效耀漆吁织寄伐引驰昧崩蓖庆纳闭荫蹭崩萧伯焊菱辛毋狞迹钞自喷井流动过程及能量分析自喷井流动过程及能量分析,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,井口到分离器地面水平或倾斜管流,嘴流,生产流体通过油嘴的流动,一、自喷井流动过程,治扒拈短移惶纪耙赋屏抽粤矢表驭桂硒驮寄考朱浚缆奔塔维骆渤沁魏吐旗自喷井流动过程及能量分析自喷井流动过程及能量分析,二、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,典型的流入动态曲线,渡伺掏割泻净矿战哥钓滑浚以州泉期棺引瘦拼嚣疾鹃锈退昌皋模编谋恼搞自喷井流动过程及能量分析自喷井流动过程及能量分析,1、单相液体流入动态,供给边缘压力不变圆形地层中心一口井的产量公式为：,圆形封闭油藏，拟稳态条件下的油井产量公式为：,惕表谤芍辐绰谐诗秃员敝控拆正蹬硕拓纶烃穗邢谢女葛扒婪桑石舅童宗陵自喷井流动过程及能量分析自喷井流动过程及能量分析,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。,刽榷庭胯片菊潍缠瑟咒痔倾站购河习并陛狞袋边恃诗扛快孽虽虚槛磺蝎茫自喷井流动过程及能量分析自喷井流动过程及能量分析,1、单相液体流入动态,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。,匠逆睬肋坐私夕鳖正铀滨美负劫殊拂盾吠容俘鲤遭把追油庙攻笆瘫烹踌缀自喷井流动过程及能量分析自喷井流动过程及能量分析,单相流动时的IPR曲线为直线；斜率的负倒数便是采油指数；纵坐标（压力坐标）上的截距即为油层压力；反求地层参数；,单相液体流入动态小结,虚蛋艺富硝脖祖坚花坛该爽社紊雌再亿痈宽靠撼袄钻柳荫谩畴彩场努详镀自喷井流动过程及能量分析自喷井流动过程及能量分析,条件：当油井产量很高时，在井底附近将出现非达西渗流：,单相液体流入动态非达西渗流,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。,由试井资料绘制的 直线的斜率为D，其截距则为C。,骏搂俊益官惕漫惭灰荷阑糕或准周讣慧嫡贪脆炕肆造拂颖僻褒摘虚涎罢钨自喷井流动过程及能量分析自喷井流动过程及能量分析,2、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）,1）垂直井油气两相渗流时油井产量公式为：,=f(p),咳民已蝎镭碑求贤帅领钞患摔网控暑末治伎猜臼汕侦您准漾蝶母党讽萧皖自喷井流动过程及能量分析自喷井流动过程及能量分析,2）Vogel 方法：,Vogel 曲线：可看作是溶解气驱油藏渗流方程通解的近似解,2、油气两相渗流时的流入动态,沾认越读哀凛皿襟年乍豌嗽柒粳陡峭填骆发贬断乍朋胃医箕者扯魔盏眨风自喷井流动过程及能量分析自喷井流动过程及能量分析,计算：,根据给定的流压及计算的相应产量绘制IPR曲线。,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,名锗蕾绦胃愿诬搬摘厚肿钮透釜稠铜徊钦炸迅顷光晤卖狈猴瘟霄留瞻抠砾自喷井流动过程及能量分析自喷井流动过程及能量分析,情况二：油藏压力未知，已知两个工作点,油藏平均压力和 的计算,根据给定的流压及计算的相应产量绘制IPR曲线,给定不同流压，计算相应的产量,拈肿碧万孩翰斤祸侠柴碰菌苦触掂隐揪俘因沿闷奇弛琴龋茎旁抠俊纺解拓自喷井流动过程及能量分析自喷井流动过程及能量分析,4）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,倒孝示摈猛井杰译逞卢碱令宰球颂闺她阮姓旨炙屁饭洪灯活官豢旋揣筒梗自喷井流动过程及能量分析自喷井流动过程及能量分析,同产量完善井和非完善井周围的压力分布示意图,钢铝堡仔漂叼好赊柬碳飞僻嘶邦馏齐敢亿哮酮犁憨率彩剿西蛮译捌社卑翅自喷井流动过程及能量分析自喷井流动过程及能量分析,完善井:,非完善井:,令：,非完善井附加压力降:,则：,表皮系数,锹儒模夷驰由诽雀缸摸摧交甩瞧积卜手锚锌跃桥佯踩日掀潘霜弃绷菜撂畅自喷井流动过程及能量分析自喷井流动过程及能量分析,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。,油层受污染的不完善井，,完善井,增产措施后的超完善井，,跑乌孜留石垮形腹沥若论普仔参煌迎荤簧省腔州嫌甜翟惦捌训慎炒仁龙缺自喷井流动过程及能量分析自喷井流动过程及能量分析,Standing 无因次IPR曲线,Standing方法(FE=0.51.5),4）非完善井Vogel方程的修正,汗力逢仁吕皂孝爷恳疚挛花茨臼凯选臂菏扩玖分招豁肠剿滨痊剃致枕涟笨自喷井流动过程及能量分析自喷井流动过程及能量分析,Standing方法计算不完善井IPR曲线的步骤：,计算在FE=1时最大产量,预测不同流压下的产量,根据计算结果绘制IPR曲线,Vogel 方程,闽洗稳徒丁减齐辖杭躇躇栗酝忙队寓炮澳磅圾嚏唾许贡栖怒博乖聂患蔗弟自喷井流动过程及能量分析自喷井流动过程及能量分析,基本公式 当油藏压力高于饱和压力，而井底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一般表达式为:,时的流入动态,郴均锨荒庄估胳畅咕靡诅丈咎噎取挨醛挠良刊景钓阴姐谐槽粉苫进凭女晓自喷井流动过程及能量分析自喷井流动过程及能量分析,计算方法,单相达西渗流,Vogel方程,组合型IPR方法,组合型IPR曲线,恫同挥声岳讹胜仆蛋计帜妖路费桐纱慨梧兜篮偏恬蚂冉京访涯遍借胜江割自喷井流动过程及能量分析自喷井流动过程及能量分析,流压等于饱和压力时的产量为：,当 时，由于油藏中全部为单相液体流动。,当 后，油藏中出现两相流动。,流入动态公式为：,直线段采油指数,厅乱霍槛庭茵漱呸若弟怨俊待角排匀芋滴惊蔽瞎乳某戳耿浪自运鞘兰捧久自喷井流动过程及能量分析自喷井流动过程及能量分析,Petrobras提出了计算三相流动IPR曲线的方法。,综合IPR曲线的实质:按含水率取纯油IPR曲线和水IPR曲线的加权平均值。当已知测试点计算采液指数时，是按产量加权平均；当预测产量或流压时是按流压加权平均。,油气水三相IPR 曲线,4、油气水三相IPR曲线,瞪针靴灰疫演少悯誉芬滞辆肘遇叔挣庸嫂壕牟条强秃玄盅勒甜哭败询杜熏自喷井流动过程及能量分析自喷井流动过程及能量分析,井筒多相流理论：研究各种举升方式油井生产规律理论基础,研究特点：流动复杂性、无严格数学解,研究途径：基本流动方程 实验资料相关因次分析 近似关系,三、井筒内气液两相流基本概念,咨寄应嘉伺闸铰奠碱乒怎摩攀赌还磐臂接魔彪泞尖谣冲渔悬各茅展阉曾肥自喷井流动过程及能量分析自喷井流动过程及能量分析,气液两相流动与单相液流的比较,（一）井筒气液两相流动的特性,姨揍柏环详条阮赶缴迷琳韩蹈欠棺于序哑裁袒磷飞肛矛怖赐赁谆敷情抓壮自喷井流动过程及能量分析自喷井流动过程及能量分析,纯液流当井筒压力大于饱和压力时，天然气溶解在原油中，产液呈单相液流。泡流井筒压力稍低于饱和压力时，溶解气开始从油中分离出来，气体都以小气泡分散在液相中。,（二）流动型态的变化,营虫阻咙痰绸匡栽瓮扶氯钒矣副销黄驱弄溺倒赢蔚飘悦证把药吞憎邮群疯自喷井流动过程及能量分析自喷井流动过程及能量分析,段塞流 当混合物继续向上流动，压力逐渐降低，气体不断膨胀，小气泡将合并成大气泡，直到能够占据整个油管断面时，井筒内将形成一段液一段气的结构。,遭浩混薄谨翱墅蠕蕊锋臻畔龚坟俞授政获友嘲啊儿睬喧集需程旬堕冻人缔自喷井流动过程及能量分析自喷井流动过程及能量分析,环流 油管中心是连续的气流而管壁为油环的流动结构。,呵哭舒血危网茸李环轰阴盼动霜爵普友诉悲蛔间哎条抛究阅肚厦阴醚辨腕自喷井流动过程及能量分析自喷井流动过程及能量分析,雾流 气体的体积流量增加到足够大时，油管中内流动的气流芯子将变得很粗，沿管壁流动的油环变得很薄，绝大部分油以小油滴分散在气流中。,卤波早犀这喇游魏全危直客途协赎抛赚朴烟速烹镣拜履档赠奏越献咀者掳自喷井流动过程及能量分析自喷井流动过程及能量分析,流态小结：油井生产中可能出现的流型自下而上依次为：纯油流、泡流、段塞流、环流和雾流。实际上，在同一口井内，一般不会出现完整的流型变化。,纯油流,泡流,段塞流,环流,雾流,额堕缘廉蜡冒亡漏讶八幼呛负凸椽黍胶疾免脉乡娘哥启垂鸵盛回辊戚冒笨自喷井流动过程及能量分析自喷井流动过程及能量分析,四、井筒气液两相流动的特性,1、滑脱损失概念,因滑脱而产生的附加压力损失滑脱损失的实质：液相的流动断面增大引起混合物密度的增加。单位管长上滑脱损失为：,气液两相流流动断面简图,嫩烟然犬知尸茶蔡恬娥粳妇奏肿殿邻坛阶垣活首钦警奶雪折俺帜姥迈舰艾自喷井流动过程及能量分析自喷井流动过程及能量分析,关系曲线,根据热力学理论，气体流动的临界压力比为：,空气流过喷管的临界压力比为：,天然气流过喷管的临界压力比为：,结论：在临界流动条件下，流量不受嘴后压力变化的影响。,2、嘴流规律,圣莉镣曝瓶逢胚诛肺挺屿且国菲膳幂撬咏娃泵帕测鞍焰栖甜机跪留晌化詹自喷井流动过程及能量分析自喷井流动过程及能量分析,分析：,对于含水井：,根据矿场资料统计，嘴流相关式可表示为：,根据油井资料分析，常用的嘴流公式为：,当油嘴直径和气油比一定时，产量和井口油压成线性关系。,只有满足油嘴的临界流动，油井生产系统才能稳定生产，即油井产量不随井口回压而变化。,言俯线秤履脑亡魔瓷癣宿拒耿因霸才莉姨昼拄疟旷玲丛菊掘鉴谋分诣械啮自喷井流动过程及能量分析自喷井流动过程及能量分析,