第一章油井基本流动规律

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。

教学大纲※〈前言〉《采汕工程》课程是石油工程类专业的主干专业课程。

是建立在汕层物理、汕藏工程、渗流力学等课程的基础上，对油1+1采油方式、工艺原理、工艺过程及技术的综合研究，同时还对油出常规增产措施迹行研究。

通过《采油工程》课程的学习，使学生了解采油中的基本过程、油气井筒流动的工艺过程，掌握采油物理原理，対采油生产的实际应用有一定的分析、解决问题能力。

木课程建立在油层物理、油藏工程、渗流力学等课程的基础上，在内容上冇一定的联系。

后续课程有储层改造、提高采汕率、完井工程等。

※〈教学内容〉《采汕工程》讲授白喷井、抽汕井、注水井等的结构及原理，齐类生产井、注水井的工艺流程以及日常管理等知识；油水井的增产原理等。

本课程的重点在每一章、节的基本方法和基木原理及基本公式的掌握，而难点往往在工艺措施，不能在课堂体现，力求通过实验和实习來进行弥补。

另外，难点述在体现每一过程的理论及方法的实际应川。

深度主耍体现在对现场新工艺的跟踪和讲解，广度在于对新工艺、新措施的剖析后，如何具体应用。

教学目的：了解课程和学科概况及上课要求。

教学重点和难点：重点采油工程的发展历史和技术现状。

主要教学内容及要求：介绍采油工程的发展历史和技术现状，并对课程的主要讲授内容作介绍。

第一章油井基本流动规律教学目的：油井生产系统流动过程的动态规律。

教学重点和难点：气液垂直管两相流动；主要教学内容及要求：常握垂直井和水平井单相油流产能预测理论和方法，正确计算绘制日前和未来溶解气驱油井及产水情况下的流入动态||||线，综合分析射孔和砾石充填完井方式对油井流入动态的影响；了解汕-气混合物在垂直管中的流动规律，介绍井筒垂直管中的流动规律及数学方程。

掌握汕嘴节流基本理论和动态规律。

第二章自喷和气举教学目的：H喷井井筒流动动态；气举原理教学重点和难点：节点分析；气举启动主要教学内容及要求：自喷井的协调及系统分析，通过地层与井筒、井筒与井口、井口与地面管线等的协调关系，对自喷井的生产系统做分析；自喷井管理及分层开采，了解白喷井管理内容，掌握分层开采原理; 气举，通过气举中启动压力确定、气举凡尔选择等，介绍气举的一般问题。

第一章油井基本流动规律一、概念及定义IPR：油井流入动态是指在一定地层压力下，油井产量与井底流压的关系，简称IPR（Inflow Performance Relationship）。

（就单井而言，IPR曲线反映了油层向井的供给能力，即产能）采油指数（Productivity Index，PI）：地面产油量与生产压差之比，是反映油层性质、流体参数、完井条件及泄油面积等与产量之间关系的综合指标。

IPR曲线斜率的负倒数即为采油指数。

流动效率（Flowing Efficiency，FE）：油井在同一产量下，理想完善情况的生产压差与实际生产压差之比。

完善井S=0，E f=1；超完善井S<0，E f>1；不完善井S>0，E f<1。

流态（Flow Regime，Flow Pattern）：油气混合物流动过程中油、气的分布形态。

滑脱现象（Slip Phenomenon）：气液混合物上升的垂直或倾斜管流中，由于气液密度差异造成气液速度差异而出现的气体超越液体上升的现象。

持液率（Liquid Holdup）：单位管长内液体体积与单位管长容积的比值。

真实速度（Actual Velocity）：气、液相在各自所占流通面积上的就地局部速度的平均值，也成平均速度。

表观速度（Superficial Velocity）：某相单独充满并流过管子截面的速度。

单相流，表观速度即为真实速度；两相流，表观速度必然小于真实速度。

两相混合物密度两相混合物速度滑脱速度（Slip Velocity）：气、液真实速度之差。

无滑脱持液率存在滑脱时，H L>λL，这表明存在滑脱时的液相实际过流断面A L较无滑脱理想情况的液相过流断面增大了。

无滑脱混合物密度活脱损失：因滑脱而产生的附加压力损失。

可用存在滑脱时的混合物密度与不考虑滑脱混合物密度之差Δρ表示单位管长的滑脱损失，即水力半径临界流动（Critical Flow）：流体通过油嘴孔道高速流动时，速度达到压力波在流体介质中的传播速度即声速时的流动状态。

附件:成都理工大学采油工程课程教师姓名伊向艺、李成勇等所在学院 ___________ 能源学院___________授课专业 ___________ 石油工程___________课程代码 ___________ 0401C1307 _________总学时56 学分3.5教材名称 __________ 采油工程____________2010年3月20日思考题、讨论题、作业：P47, 1、2、6、7笫一节油井流入动态三、含水及多层油藏油井流入动态1、汕气水三相渗流汕井流入动态2、多层油藏油井流入动态3、具有含水夹层的流入动态卩q、完井方式对汕井流入动态的影响1、射孔完井段压降2、射孔-砾石充填完井段压降五、预测未来油井流入动态1、Fetkovich 方法2^ Vogel-Fetkovich 组合方法第二节气液两相管流基本概念及基本方程一、多相垂直管流物性变化规律1、气体体积流屋2、液体的体积流量3、总混气液的体积流量4、混气液流速5、混气液密度6、压力分布二、混气液密度1、理论密度2、滑脱现象3、实际密度三、气液两相管流的流型重点：含水及多层汕藏汕井流入动态、气液两相管流的滑脱现象及特性参数、气液两相管流的流型；难点：预测未来汕井流入动态、多相垂直管流物性变化规律、垂直管气液两相流流型教学过程:第一学时，继续讲述第一节汕井流入动态剩余的部分，了解汕井含水及存在綾人爰异的多层合采时的油井流入动态，并简要概述了完井方式对油井流入动态的影响；重点讲述了两种用于预测未来油井流入动态的方法即：Fetkovich方法和Vogel-Fetkovich组合方法。

笫二学时，开始本章笫二节的学习，理解并掌握多相垂直管流的物性变化规律及相关公式的推导，利用图示的方法让学生宏观理解气液两相管流的滑脱现彖的概念和垂直管气液两相流的四种流型。

思考题、讨论题、作业:P4& 11参考资料(含参考书、文献等)：[1]陈家琅等编著.抽油井的气液两相流动.北京：石油工业出版社，1994[2]李颖川.定向井气液两相压力计算数值方法.天然气工业，1990 (2)[3]Economides M. J. and Hill A. D. Petroleum Production System, 1994[4]Voge 1 J. V. Tnflow Performanee Relationship for Solution Gas Drive Wells, JPT. Jan.1986[5]Joshi S. D. Augme nt at ion of Well Productivity with Slant and Horizo ntal Wells, JPT. June 1988[6]Standing M. B. Inflow Performanee Relationship for Damaged Wells Producing by Solution Gas Drive, JPT. Nove. 1970[7]Fetkovich M. J. The Isochrronal Testing of Oil Wells, SPE 4529 教学后记:气液两相管流的滑脱现象和垂肓管两相管流的流型是重中之重，应该认真学习并重点掌握。

第一章 油井基本流动规律油井生产系统可分为三个子系统：从油藏到井底的流动——油层中渗流；从井底到井口的流动——井筒中流动；从井口到地面计量站分离器的流动——在地面管线中的水平或倾斜管流。

有些油井为了使其稳定生产和安全性考虑，还会有通过油嘴以及井下安全阀的流动——嘴流（节流）。

为此，本章将分别介绍油井生产系统的三个基本流动过程（油层渗流、气液两相管流及嘴流）的动态规律及计算方法。

第一节 油井流入动态原油从油层到井底通过多孔介质（含裂缝）的渗流是油井生产系统的第一个流动过程。

认识掌握这一渗流过程的特性是进行油井举升系统工艺设计和动态分析的基础。

油井的产量主要取决于油层性质、完井条件和井底流动压力。

油井流入动态是指在一定地层压力下，油井产量与井底流压的关系，图示为流入动态曲线，简称IPR （Inflow Performance Relationship ）曲线。

典型的IPR 曲线如图1-1所示，其横坐标为油井产液量（标准状态下），纵坐标为井底流压p wf (表压)。

当井底压力为平均地层压力r p 时（即生产压差0p p wf r =-），无流体流入井筒，故产量为零。

随着井底流压降低，油井产量随生产压差的增大而增大。

当井底流压降至大气压(p wf =0)时，油井产量达到最大q max ，而它表示油层的潜在产能。

就单井而言，IPR 曲线反映了油层向井的供给能力（即产能）。

如图1-1所示，IPR 曲线的基本形状与油藏驱动类型有关，其定量关系涉及油藏压力、渗透率、流体物性、含水率及完井状况等。

在渗流力学中已详细讨论了这方面的相应理论。

下面仅从研究油井生产系统动态的角度，讨论不同油层条件下的流入动态曲线及其绘制方法。

图1-1 典型的油井IPR 曲线一、单相原油流入动态1. 符合线性渗流规律的流入动态根据达西定律，定压边界圆形油层中心一口垂直井，稳态流动条件下的产量为⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+--=S r r B p p CKh q w e o o wf r o 21ln)(μ（1-1）对于圆形封闭油层，即泄流边缘上没有液体流过，拟稳态条件下的产量为()3ln4r wf o e o o w CKh p p q r B S r μ-=⎛⎫-+ ⎪⎝⎭（1-1a ）式中 q o ——油井原油产量（地面）；K ——油层渗透率。

《采油工程》课程教学大纲英文名称：Petroleum Production Engineering适用专业：石油工程学时：54学分：3课程性质：必修课一、课程的性质和目的《采油工程》是石油工程专业的主要课程，其任务是使学生掌握从事采油工程工作所必需的基本理论和方法，熟悉相应问题的工程背景，培养学生分析和解决实际工程问题的能力。

通过本门课程的学习，要求学生系统地掌握流体在油井生产系统中的流动过程及其流动规律；掌握油井主要举升方式和增产增注措施的原理和设计方法；熟悉油井在生产过程中可能遇到的问题及其解决方法；了解采油工程的新技术、新工艺和新方法；熟悉采油工程方案设计的主要内容和方法并初步建立采油工程系统的思想。

二、课程教学内容绪论基本内容和要求：1）采油工程的任务及主要内容；2）采油工程的特点及其在油田开发中的地位；3）学习方法与要求。

第一章油井流入动态基本内容和要求：1）未饱和油藏的流入动态；2）饱和油藏完善井和非完善井的流入动态；3）油气水三相流入动态；5）多层油藏的流入动态；4）斜井和水平井流入动态。

教学重点：不同条件下，油井流入动态曲线的绘制。

教学难点：油气水三相流入动态曲线的绘制。

第二章井筒流动动态基本内容和要求：1）井筒气液两相流动特征；2）井筒压力梯度基本方程；3）井筒压力分布计算方法。

教学重点：井筒压力分布计算。

教学难点：井筒压力梯度基本方程的建立、计算步骤。

第三章自喷和气举采油基本内容和要求：1）油井自喷原理及管理；2）自喷井的生产系统分析；3）气举采油原理和设计方法。

教学重点：自喷井节点分析方法，气举采油设计方法。

教学难点：自喷井节点分析方法与应用，连续气举设计。

第四章有杆泵抽油基本内容和要求：1）抽油装置及其工作原理；2）悬点的运动规律；3）悬点所承受的各种载荷及计算；4）抽油机平衡、扭矩和功率计算；5）泵效计算与分析；6）有杆抽油系统设计；7）有杆抽油系统工况分析。

教学重点：有杆抽油系统的基本计算，有杆抽油系统设计，有杆抽油系统工况分析。

采油工程李颖川答案【篇一：(抽油井作业周期延缓与探讨)】抽油井作业周期延缓与探讨摘要：随着油田不断开发，尤其是以八面河油田北部油区油井普遍是一些斜井和部分水平井，近年来又步入开发的中后期，在油井长期生产过程中，都存在着管杆偏磨穿孔、腐蚀、断脱、出砂、套变、套破、套管挫断等多种因素，自然就造成油井维护作业频繁，生产周期缩短，导致成本投入增加。

针对这一普遍情况，就必须考虑怎样有效地解决并延缓维护井的实际作业周期，以此来提高油井的采收效率，从而达到节约控制成本的目的。

关键词：维护井作业周期延缓偏磨腐蚀一、概况抽油井失效作业一直是油田长期面临的问题，但是抽油井维护性作业大致可分为冲砂、检泵、加深或上提泵挂、换泵等几类。

引起作业的直接原因就是油管穿孔漏失或破裂、抽油杆断脱、结蜡、泵漏、泵卡、砂卡、活塞断脱、地层出砂覆盖油层，此外地层供应不足造成液面下降和液面长抽不降，以及油井管理不善等多种因素。

二、管杆问题的原因分析及治理效果一是油井产液量含水高，结蜡严重，油管和抽油杆腐蚀性大的因素影响，再者就是井斜度较大的井，偏磨和腐蚀等问题日益严重，自然就加快了油管杆的失效速度，虽然采取了一定的措施，在抽油杆上安装了注塑块与油管杆扶正器，由于动液面较深，泵挂也深，难免摆脱大负荷、高频率来回摆动偏磨，使注塑块和油管杆扶正器磨损失效，摩擦系数增大，管杆间润滑作用减少，这样就很快把油管给磨穿造成管漏，或抽油杆磨损过大和严重腐蚀后失去了本应承受负荷的能力导致被拉断。

再者就是在长时间生产中，含水低液量少的井，由于作业周期较长，在热洗井过程中化蜡不够彻底，使管杆结蜡日渐严重，导致抽油杆上下行阻力增大，流体在油管内流动的空间减小，抽油杆所受到的流体摩擦力增加，管杆间的摩擦临界压力降低，当管杆结蜡增加到一定程度时，拉力逐渐增大，抽油杆就被拉断。

二是管杆的质量问题。

在下井生产中重复使用的管杆本来就存在一定缺陷，虽然经过检验合格，但与新的相比较起来还是差距很大，如试压油管管壁的厚度完全不一样，大多受损程度也都不一样，还有经过翻新的修复抽油杆、检测杆，以及管杆的抗磨性、防腐性、抗拉强度都大打折扣，油井免修期缩短，检泵作业维护工作加大，甚至有的新油管本身就存在着钢材质量问题。

第一章油井的一般知识一、油井石油和天然气埋藏在地下几十米至几千米的油气层中，要把它开采出来，需要在地面和地下油气层之间建立一条油气通道，这条通道就叫井。

为厂开采石油和天然气，在油田勘探开发过程中，凡是为了从地下获得石油而钻的井，统称为油井。

对于一口钻完进尺的井，井内有钻井液和泥饼保护井壁，这时的井称之为裸眼井。

裸眼井下人套管，再用水泥浆封固套管与井壁之间的环形空间，封隔油、气、水层后，就成为可以开采的油井。

为达到不同的勘探目的和适应油气田开发的需要，在油气田的不同部位上，分别分布着不同类型的井，主要有探井、资料井、生产井、注水井、观察井、检查井、调整井。

(1)探井：在经过地球物理勘探证实有希望的地质构造上，为了探明地下构造及含油气情况，寻找油气田而钻的井，称为探井。

(2)资料井：为了取得编制油田开发方案所需的资料而钻的井称为资料井，这种井要求全部或部分取岩心。

(3)生产井：用来采油、采气的井称为生产井。

(4)注水井：用来向地层注水保持油层压力的井，称为注水井。

(5)观察井：在油田开发过程中，专门用来观察油田地下动态的井叫观察井的压力、含水变化规律和单层水淹规律等。

观察井一般不承担生产任务。

如观察油层(6)检查井：在油田开发过程中，为了检查油层开采效果而钻的井，称为检查井。

(7)调整井：为减少死油区的储量损失，改善注水开发效果，以调整平面矛盾严重地段的开发效果而补钻的井称为调整井。

调整井用以扩大扫油面积，提高采油速度，改善开发效果。

二、井身结构井身结构主要是指油气井下入套管的层次，各层套管的尺寸及下入深度，钻井过程中相应的钻头直径，各层套管外水泥浆的返回高度及井底深度等。

井身结构主要由导管、表层套管、技术套管、油层套管和各层套管外的水泥环及井底水泥塞(口袋)深度等组成。

(1)导管：即井身结构中下人的第一层套管，是为了防止地表地层坍塌，引导钻头钻进，建立钻井液循环，在钻井开始前人工挖的浅井或用大直径钻头钻开地表，而下人的大直径的套管，一般用14in螺纹管，下人深度 2 ~ 40m，周围用水泥固定。