第一节___油井流入动态(IPR曲线)
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1第一章 海上采油工艺原理第一节 流入动态油井产量与井底流动压力的关系曲线称为流入动态曲线(Inflow Performance Relationship Curve),简称为IPR 曲线。
它反映了油藏向该井供油的能力,有些书中也称指示曲线(Index Curve),即油井产量与生产压差的关系曲线,因一定时间内油层压力可看作稳定不变,生产压差的变化即井底流压的变化。
对单井来说,IPR 曲线表示了油层的工作特性,因此,它既是确定油井合理工作制度的依据,也是分析油井动态的基础。
典型的油井流入动态曲线如图1-7所示。
由图可看出,IPR 曲线的基本形状与油藏的驱动类型有关,在同一驱动方式下p wf -q 关系的具体数值将取决于油层压力、渗透率及流体物性。
有关不同驱动方式下p wf -q 关系与油藏物理参数及完井状况之间的定量关系已在渗流力学中作了详细的讨论。
这里,我们仅从研究油井生产动态的角度来讨论不同条件下的流入动态曲线及其绘制方法。
一、单相流体的流入动态井底流压高于原油在地层条件下的饱和压力时,油藏中流体的流动为单相流动。
根据达西定律,等厚均质圆形地层中心一口井的产量公式为:)(ln )(543.0o wf r 0s b X B p p h k q o o +--=μ (1-1a)式中 q 0 ── 油井产量(地面),m 3/d ; h ──油层有效厚度,m ;k ── 油层中油的有效渗透率,10-3μm 2; r p ──油井平均地层压力,MPa ; p wf ── 油井井底流压,MPa ; μ0 ── 地层油的粘度,mPa ·s ; B 0 ── 原油体积系数,无因次; r e ── 油井供油边缘半径,m ; r w ── 油井半径,m ;b —— 常数,圆形封闭边界,b=3/4;圆形定压边界,b=0.5;X ——与泄油面积形状和井的位置有关的系数,圆形油藏X= r e / r w ;其余查表1-1。
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。