采油工程原理與設(shè)計（張琪主編）采油工程原理與設(shè)計緒論采油工程的定義采油工程的任務(wù)及目標(biāo)

3.課程內(nèi)容介紹4.本學(xué)科發(fā)展趨勢5.課程特點(diǎn)6.學(xué)習(xí)方法與要求7.授課計劃.8.主要參考書目9.課堂要求及考核方式.緒論采油工程的定義

采油工程是油田開采過程中根據(jù)開發(fā)目標(biāo)通過產(chǎn)油井和注入井對油藏采取的各項工程技術(shù)措施的總稱。1.采油工程的定義

油田開發(fā)是一項龐大而復(fù)雜的系統(tǒng)工程，采油工程是其重要的組成部分和實(shí)施的核心。

油藏工程是基礎(chǔ)；鉆井工程是手段；

采油工程是具體實(shí)現(xiàn)。

采油工程是油田開采過程中根據(jù)開發(fā)目標(biāo)通過產(chǎn)油2.采油工程研究的任務(wù)及目標(biāo)

任務(wù)：通過一系列可作用于油藏的工程技術(shù)措施，使油、氣暢流入井，并高效率的將其舉升到地面分離和計量。實(shí)現(xiàn)有效舉升采油工程

任務(wù)油氣暢流入井地面計量和分離采油工程

目標(biāo)經(jīng)濟(jì)有效地提高：油井產(chǎn)量原油采收率2.采油工程研究的任務(wù)及目標(biāo)任務(wù)：通過一系列可作用于

我們知道，原油的開采包括從地層→井筒→地面，圍繞這開采過程，課程的主要內(nèi)容包括如下幾個方面：3.課程的主要內(nèi)容簡介

①地層②井筒③地面④油層改造⑤油井管理主要內(nèi)容：我們知道，原油的開采包括從地層→井筒→地面，圍繞這4.本學(xué)科的發(fā)展趨勢目前，我國多數(shù)油田，尤其是東部油田，經(jīng)歷了幾十年高強(qiáng)度的強(qiáng)化開采，已進(jìn)入“高含水、高采出程度、高投入”階段，穩(wěn)產(chǎn)的基礎(chǔ)變得較為薄弱。經(jīng)過多次注采調(diào)整，剩余油分布比較零散，使過去行之有效的增產(chǎn)控潛措施已不再得心應(yīng)手，提高采收率變得十分困難。為此，探索采油新技術(shù)，是采油工作者的當(dāng)務(wù)之急。4.本學(xué)科的發(fā)展趨勢目前，我國多數(shù)油田，尤其（1）微生物采油技術(shù)（2）震動采油技術(shù)（3）熱化學(xué)采油技術(shù)（4）聚合物驅(qū)油技術(shù)（5）CO2驅(qū)油技術(shù)（6）注水井化學(xué)調(diào)剖技術(shù)（7）水平井及分支水平采油技術(shù)（8）地層清洗采油技術(shù)

下面就幾種采油新技術(shù)做一簡單介紹。（1）微生物采油技術(shù)下面就幾種采油新技術(shù)做一簡單介紹。5.采油工程特點(diǎn)：原油的開采包括從地層→井筒→地面，采油工程的特點(diǎn)是：涉及的技術(shù)面廣、綜合性強(qiáng)而又復(fù)雜；與油藏工程、地面工程和鉆井工程等緊密聯(lián)系；工作對象是條件隨油藏動態(tài)不斷變化的采、注井；難度大，針對性強(qiáng)；各項工程技術(shù)措施間的相對獨(dú)立性強(qiáng)。涉及油田開發(fā)的重要決策和經(jīng)濟(jì)效益。5.采油工程特點(diǎn)：原油的開采包括從地層→井筒6.采油工程學(xué)習(xí)方法與要求：學(xué)習(xí)方法與要求:重視聽課,加強(qiáng)理解;

記好筆記,及時答疑;

獨(dú)立練習(xí),總結(jié)記憶；聯(lián)系普遍,善于歸納。

a、上課認(rèn)真聽講，做好筆記；

b、自己應(yīng)查閱相關(guān)參考書籍及文獻(xiàn)；

c、認(rèn)真完成布置的作業(yè)（作業(yè)要獨(dú)立完成）。6.采油工程學(xué)習(xí)方法與要求：學(xué)習(xí)方法與要求:重視聽課,加強(qiáng)理8.主要參考書目

1、升舉法采油工藝（卷1.2.4），石油工業(yè)出版社，K.E.布朗。

2、采油工藝原理，石油工業(yè)出版社，王鴻勛、張琪。

3、高新采油技術(shù)，石油工業(yè)出版社，王仲茂、王懷彬、胡三力編。

4、水力壓裂技術(shù)新發(fā)展，石油工業(yè)出版社，J.L.吉維利等著。

5、石油勘探開發(fā)技術(shù)（上），石油工業(yè)出版社，常子恒主編。

6、有桿抽油設(shè)備與技術(shù)系列叢書。8.主要參考書目第一章油井流入動態(tài)與井筒多相流計算主要內(nèi)容：

油井流入動態(tài)井筒氣液兩相流基本理論氣液兩相管流實(shí)用計算方法第一章油井流入動態(tài)與井筒多相流計算主要內(nèi)容：油井生產(chǎn)系統(tǒng)組成油層到井底的流動(地層滲流)井底到井口的流動(井筒多相管流)井口到分離器(地面水平或傾斜管流)油井生產(chǎn)的三個基本流動過程氣液兩相流基本理論油井流入動態(tài)油井生產(chǎn)系統(tǒng)組成油層到井底的流動井底到井口的流動井口到分離器第一節(jié)油井流入動態(tài)（IPR曲線）

油井流入動態(tài)：油井產(chǎn)量(qo)

與井底流動壓力(pwf)

的關(guān)系，反映了油藏向該井供油的能力?；靖拍钣途魅雱討B(tài)曲線：

表示產(chǎn)量與流壓關(guān)系的曲線，簡稱IPR曲線。

InflowPerformanceRelationshipCurve第一節(jié)油井流入動態(tài)（IPR曲線）油井流入動態(tài)：基本圖1-1典型的流入動態(tài)曲線IPR曲線基本形狀與油藏驅(qū)動類型有關(guān)。即使在同一驅(qū)動方式下，還將取決于油藏壓力、油層厚度、滲透率及流體物理性質(zhì)等。prqomax圖1-1典型的流入動態(tài)曲線IPR曲線基本形狀與油藏驅(qū)動類型一、單相液體流入動態(tài)供給邊緣壓力不變、圓形地層中心一口井的產(chǎn)量公式為：（1-1）圓形封閉油藏、擬穩(wěn)態(tài)條件下產(chǎn)量公式為：（1-2）一、單相液體流入動態(tài)供給邊緣壓力不變、圓形地層中心一口井圖1-2泄油面積形狀與油井的位置系數(shù)對于非圓形封閉泄油面積的油井產(chǎn)量公式，可根據(jù)泄油面積和油井位置進(jìn)行校正。圖1-2泄油面積形狀與油井的位置系數(shù)對于非圓形封閉泄油面單相流動時，油層物性及流體性質(zhì)基本不隨壓力變化。

采油指數(shù)可定義為:單位生產(chǎn)壓差下的油井產(chǎn)油量，是反映油層性質(zhì)、厚度、流體參數(shù)、完井條件及泄油面積等與產(chǎn)量之間的關(guān)系的綜合指標(biāo)。生產(chǎn)壓差直線型單相流動時，油層物性及流體性質(zhì)基本不隨壓力采油指數(shù)可定義為:采油指數(shù)J的獲得：試井資料：測得3～5個穩(wěn)定工作制度下的產(chǎn)量及其流壓，便可繪制該井的實(shí)測IPR曲線，取其斜率的負(fù)倒數(shù)油藏參數(shù)計算對于單相液體流動的直線型IPR曲線，采油指數(shù)可定義為產(chǎn)油量與生產(chǎn)壓差之比，也可定義為每增加單位生產(chǎn)壓差時，油井產(chǎn)量的增加值，或IPR曲線斜率的負(fù)倒數(shù)。注意事項：因此，對于具有非直線型IPR曲線的油井，在使用采油指數(shù)時，應(yīng)該說明相應(yīng)的流動壓力，不能簡單地用某一流壓下的采油指數(shù)來直接推算不同流壓下的產(chǎn)量。采油指數(shù)J的獲得：試井資料：測得3～5個穩(wěn)定工作制度下的產(chǎn)量當(dāng)油井產(chǎn)量很高時，井底附近將出現(xiàn)非達(dá)西滲流：膠結(jié)地層的紊流速度系數(shù)：非膠結(jié)地層紊流速度系數(shù)：C、D值也可用試井資料獲取當(dāng)油井產(chǎn)量很高時，井底附近將出現(xiàn)非達(dá)西滲流：膠結(jié)地層的紊流速二、油氣兩相滲流時的流入動態(tài)o、Bo、Kro都是壓力的函數(shù)。用上述方法繪制IPR曲線十分繁瑣。通常結(jié)合生產(chǎn)資料來繪制IPR曲線。平面徑向流，直井油氣兩相滲流時油井產(chǎn)量公式為：(一)垂直井油氣兩相滲流時的流入動態(tài)二、油氣兩相滲流時的流入動態(tài)o、Bo、Kro都是壓力的1.Vogel方法(1968)①假設(shè)條件：a.圓形封閉油藏，油井位于中心；b.均質(zhì)油層，含水飽和度恒定；c.忽略重力影響；d.忽略巖石和水的壓縮性；e.油、氣組成及平衡不變；f.油、氣兩相的壓力相同；g.擬穩(wěn)態(tài)下流動，在給定的某一瞬間，各點(diǎn)的脫氣原油流量相同。數(shù)值模擬結(jié)果的總結(jié)1.Vogel方法(1968)①假設(shè)條件：數(shù)值模擬結(jié)果的總歸一化曲線歸一化曲線②Vogel方程經(jīng)典方程②Vogel方程經(jīng)典方程

a.計算c.根據(jù)給定的流壓及計算的相應(yīng)產(chǎn)量繪制IPR曲線b.給定不同流壓，計算相應(yīng)的產(chǎn)量：Ⅰ、已知地層壓力和一個工作點(diǎn)(qo(test),pwf(test))③利用Vogel方程繪制IPR曲線的步驟a.計算c.根據(jù)給定的流壓及計算的相應(yīng)產(chǎn)量繪制IPR曲線bⅡ、已知兩個工作點(diǎn)，油藏壓力未知a.油藏平均壓力的確定：已知或利用兩組qopwf測試計算，即

b.計算c.由流入動態(tài)關(guān)系式計算相關(guān)參數(shù)Ⅱ、已知兩個工作點(diǎn)，油藏壓力未知a.油藏平均壓力的確定：已圖2-4計算的溶解氣驅(qū)油藏油井IPR曲線

1-用測試點(diǎn)按直線外推；2-計算機(jī)計算值；3-用Vogel方程計算值④Vogel曲線與數(shù)值模擬IPR曲線的對比圖2-4計算的溶解氣驅(qū)油藏油井IPR曲線

1-用測試點(diǎn)按對比結(jié)果：按Vogel方程計算的IPR曲線，最大誤差出現(xiàn)在用小生產(chǎn)壓差下的測試資料來預(yù)測最大產(chǎn)量時，但一般誤差低于5％。雖然隨著采出程度的增加到開采末期誤差上升到20％左右，但其絕對值卻很小。如果用測試點(diǎn)的資料按直線外推，最大誤差可達(dá)70～80％，只是在開采末期約30%。采出程度

Np

對油井流入動態(tài)影響大，而kh/μ、Bo、k、So等對其影響不大。對比結(jié)果：按Vogel方程計算的IPR曲線，最大誤差出現(xiàn)在用2.費(fèi)特柯維奇方法溶解氣驅(qū)油藏假設(shè)(kro/oBo)與壓力p成線性關(guān)系，則其中，2.費(fèi)特柯維奇方法溶解氣驅(qū)油藏假設(shè)(kro/oBo)與壓力所以：當(dāng)時：令：費(fèi)特柯維奇基本方程所以：當(dāng)時：令：費(fèi)特柯維奇3.不完善井Vogel方程的修正油水井的不完善性：

射孔完成——打開性質(zhì)不完善；未全部鉆穿油層——打開程度不完善；打開程度和打開性質(zhì)雙重不完善；在鉆井或修井過程中油層受到損害或進(jìn)行酸化、壓裂等措施，從而改變油井的完善性。3.不完善井Vogel方程的修正油水井的不完善性：射孔完成圖1-5完善井和非完善井周圍的壓力分布示意圖圖1-5完善井和非完善井周圍油井的流動效率FE：油井的理想生產(chǎn)壓差與實(shí)際生產(chǎn)壓差之比為“正”稱“正”表皮，油井不完善；為“負(fù)”稱“負(fù)”表皮，油井超完善。油井的流動效率FE：油井的理想生產(chǎn)壓差與實(shí)際生產(chǎn)壓差之比為“完善井非完善井令：非完善井表皮附加壓力降于是完善井非完善井令：非完善井表皮附加壓力降于是表皮系數(shù)或井壁阻力系數(shù)S油層受污染的或不完善井，完善井,增產(chǎn)措施后的超完善井，表皮系數(shù)S通常由試井方法獲得表皮系數(shù)或井壁阻力系數(shù)S油層受污染的或不完善井，完善井,增產(chǎn)利用流動效率計算直井流入動態(tài)的方法

①Standing方法(1970)(FE=0.5～

1.5)圖1-6FE1時的無因次IPR曲線(standingIPR曲線)利用流動效率計算直井流入動態(tài)的方法

①Standing方法(a.根據(jù)已知pr和pwf計算在FE=1時最大產(chǎn)量standing方法計算不完善井IPR曲線的步驟：b.預(yù)測不同流壓下的產(chǎn)量c.根據(jù)計算結(jié)果繪制IPR曲線a.根據(jù)已知pr和pwf計算在FE=1時最大產(chǎn)量standi②Harrison方法(FE=1～

2.5)圖1-7Harrison無因次IPR曲線(FE>1)②Harrison方法(FE=1～2.5)圖1-7

Harrison方法可用來計算高流動效率井的IPR曲線和預(yù)測低流壓下的產(chǎn)量。其計算步驟如下：a.計算FE=1時的qomax先求pwf/pr，然后查圖1-7中對應(yīng)的FE曲線上的相應(yīng)值

qo/qomax(FE=1)，則b.計算不同流壓下的產(chǎn)量c.根據(jù)計算結(jié)果繪制IPR曲線d.求FE對應(yīng)的最大產(chǎn)量，即pwf=0時的產(chǎn)量Harrison方法可用來計算高流動效率井的IPR曲(二)斜井和水平井的IPR曲線1990年，Cheng對溶解氣驅(qū)油藏中斜井和水平井進(jìn)行了數(shù)值模擬，并用回歸的方法得到了類似Vogel方程的不同井斜角井的IPR回歸方程：p’=pwf/pr；q’=qo/qomax；A、B、C為取決于井斜角的系數(shù)優(yōu)點(diǎn)：使用簡單，僅需一組測點(diǎn)，便可得IPR曲線缺點(diǎn)：方程沒有歸一化，(二)斜井和水平井的IPR曲線1990年，Cheng對溶解1989年，Bendakhlia等用兩種三維三相黑油模擬器研究了多種情況下溶解氣驅(qū)油藏中水平井的流入動態(tài)關(guān)系。得到了不同條件下IPR曲線。圖1-8擬合的IPR曲線與實(shí)際曲線的對比

_____擬合的IPR曲線,……實(shí)際曲線1989年，Bendakhlia等用兩種三維三相黑油模擬器研曲線表明：早期的IPR曲線近似于直線,隨著采出程度增加,曲度增加,接近衰竭時曲度稍有減小。Bendakhlia建議用以下公式來擬合IPR曲線圖：曲線表明：早期的IPR曲線近似于直線,隨著采出程度增加,曲度

圖1-9參數(shù)v、n與采出程度之間的關(guān)系圖1-9參數(shù)v、n與采出程度之間的關(guān)系IPR曲線的應(yīng)用油井流入動態(tài)反映了油藏向該井供油的能力。根據(jù)測試資料確定IPR曲線。根據(jù)IPR曲線確定流壓和產(chǎn)量的對應(yīng)關(guān)系。prqomaxIPR曲線的應(yīng)用油井流入動態(tài)反映了油藏向該井供油的能力。根據(jù)三、pr>pb>pwf時的流入動態(tài)（1）基本公式當(dāng)油藏壓力高于飽和壓力，而流動壓力低于飽和壓力時，油藏中將同時存在單相和兩相流動，擬穩(wěn)態(tài)條件下產(chǎn)量的一般計算表達(dá)式為:需要分段積分三、pr>pb>pwf時的流入動態(tài)（1）基本公式需要分段積分圖1-11組合型IPR曲線（2）實(shí)用計算方法圖1-11組合型IPR曲線（2）實(shí)用計算方法①當(dāng)pwf>pb時，由于油藏中全部為單相液體流動流入動態(tài)公式為：流壓等于飽和壓力時的產(chǎn)量為：②當(dāng)pwf<pb后，油藏中出現(xiàn)兩相流動流入動態(tài)公式為：采油指數(shù)：？P18①當(dāng)pwf>pb時，由于油藏中全部為單相液體流動流壓等于飽A--油相IPR曲線B--水相IPR曲線

C--油氣水三相綜合IPR曲線四、油氣水三相IPR曲線Petrobras提出了計算三相流動IPR曲線的方法圖1-12油氣水三相IPR曲線A--油相IPR曲線四、油氣水三相IPR曲線Petrobr綜合IPR曲線的實(shí)質(zhì):按含水率取純油IPR曲線和水IPR曲線的加權(quán)平均值。當(dāng)已知測試點(diǎn)計算采液指數(shù)時，是按產(chǎn)量加權(quán)平均；當(dāng)預(yù)測產(chǎn)量或流壓時,是按流壓加權(quán)平均。綜合IPR曲線的實(shí)質(zhì):當(dāng)已知測試點(diǎn)計算采液指數(shù)時，是按產(chǎn)量加(一)采液指數(shù)計算(由測試點(diǎn)確定曲線)已知pr、pb和一個測試點(diǎn)pwf(test)、qt(test)

(1)(2)圖油氣水三相IPR曲線(一)采液指數(shù)計算(由測試點(diǎn)確定曲線)已知pr、pb和一

(二)某一產(chǎn)量qt下的流壓pwf計算(1)(二)某一產(chǎn)量qt下的流壓pwf計算(1)(2)圖1-12油氣水三相IPR曲線(2)圖1-12油氣水三相IPR曲線因?yàn)椋核裕壕C合IPR曲線的斜率可近似為常數(shù)(3)圖1-12油氣水三相IPR曲線因?yàn)椋核裕壕C合IPR曲線的斜率可近似為常數(shù)(3)圖1-1五、多層油藏油井流入動態(tài)（1）多油層油井流入動態(tài)圖1-13多層油藏油井流入動態(tài)流壓低于14MPa后，只有第三個層工作；流壓降低到12MPa和10MPa后，則I層和II層陸續(xù)出油。總的IPR曲線則是分層的迭加。其特點(diǎn)是：隨著流壓的降低，由于參加工作的小層數(shù)增多，產(chǎn)量將大幅度增加，采油指數(shù)也隨之增大。五、多層油藏油井流入動態(tài)（1）多油層油井流入動態(tài)圖1-13（2）含水油井流入動態(tài)圖1-14含水油井流入動態(tài)與含水變化()圖1-15含水油井流入動態(tài)曲線()（2）含水油井流入動態(tài)圖1-14含水油井流入動態(tài)與含水變小結(jié)(1)上述介紹的方法闡明了油井流入動態(tài)的物理意義，也是目前現(xiàn)場最常用的計算方法。(2)油井流入動態(tài)研究主要有三種途徑：基于Vogel、Fetkovich、Petrobras方法的完善。建立不同類型油藏和井底條件的滲流模型。利用單井流入動態(tài)的油藏數(shù)值模擬技術(shù)。(3)油井流入動態(tài)是采油工程各項技術(shù)措施設(shè)計、分析與評價的依據(jù)。小結(jié)(1)上述介紹的方法闡明了油井流入動態(tài)的物理意義Vogel\Standing\Harrison聯(lián)系與區(qū)別1.三種曲線圖版的坐標(biāo)軸都是無因次坐標(biāo)。2.利用三種曲線圖版求油井IPR曲線的方法相同。3.Harrison方法是Standing方法的擴(kuò)展；Standing方法是Vogel方法的擴(kuò)展。聯(lián)系Vogel\Standing\Harrison聯(lián)系與區(qū)別1.1.三種圖版對應(yīng)的油井流動效率范圍不同2.Harrison方法和Standing方法圖版中的最大產(chǎn)液量是FE=1時的最大產(chǎn)液量，不是油井實(shí)際的最大產(chǎn)液量。3.Harrison方法的圖版可以獲得高流動效率井和低流壓井的最大產(chǎn)液量，而Standing方法不能。區(qū)別1.三種圖版對應(yīng)的油井流動效率范圍不同區(qū)別基本概念：油井流入動態(tài)；采液指數(shù)；表皮系數(shù)；流動效率基本方法：IPR曲線求取基本方法的擴(kuò)展與修正：液相氣液兩相液相+氣液油氣水三相采液指數(shù)Vogel組合式PetrobrasStandingHarrison水平井、定向井表皮效應(yīng):由于鉆井、完井、作業(yè)或采取增產(chǎn)措施，使井底附近地層的滲透率變差或變好，從而引起附加流動壓力的效應(yīng)?；靖拍睿河途魅雱討B(tài)；采液指數(shù)；表皮系數(shù)；流動效率基本方法流入動態(tài)研究方法Vogel方法費(fèi)特柯維奇方法Standing方法Harrison方法直井斜井水平井油氣兩相油氣水三相Cheng方法完善井不完善井Petrobras方法Bendakhlia方法Borisov方法Economides方法Joshi方法Giger方法Mutalik等方法流入動態(tài)研究方法Vogel方法費(fèi)特柯維奇方法Standing例：A井位于正方形泄油面積的中心，根據(jù)系統(tǒng)試井，計算pwf11.210.29.79.1q16.135.946.157.9例題例：A井位于正方形泄油面積的中心，根據(jù)系統(tǒng)試井，計算pwf11）繪制IPR曲線解：pwf11.210.29.79.1q16.135.946.157.9平均地層壓力1）繪制IPR曲線解：pwf11.210.29.79.1q12）計算采油指數(shù)3）查表得4）直線外推至q=0,求得5）Pwf=8.8MPa時Qo=20×(12-8.8)=64m32）計算采油指數(shù)3）查表得4）直線外推至q=0,求得5）Pw已知D井平均地層壓力為16MPa，Pb為13MPa,Pwf為8MPa時的產(chǎn)量為71.45m3/d，試計算Pwf為14MPa和7MPa時的產(chǎn)量并繪制該井的IPR曲線。例題已知D井平均地層壓力為16MPa，Pb為13MPa,Pwf為

a.計算(注意工作點(diǎn)的位置)a.計算(注意工作點(diǎn)的位置)

b.計算b.計算c.計算指定流壓下的產(chǎn)量(注意Pwf與Pb的關(guān)系)c.計算指定流壓下的產(chǎn)量(注意Pwf與Pb的關(guān)系)e.根據(jù)給定的流壓及計算的相應(yīng)產(chǎn)量繪制IPR曲線。d.不同流壓下，計算相應(yīng)的產(chǎn)量為：Pwf,MPa161414870Qo,m3/d0203071.4577.69102.22e.根據(jù)給定的流壓及計算的相應(yīng)產(chǎn)量繪制IPR曲線。d.不同流第二節(jié)

井筒氣液兩相流基本概念相的概念相是體系中具有相同化學(xué)組成和物理性質(zhì)的一部分，與體系的其它均勻部分有界面隔開例如：水--冰系統(tǒng)、泥漿、油--氣--水等均是多相體系油氣是深埋于地下的流體礦藏采油設(shè)備的優(yōu)化設(shè)計和工況分析、油氣集輸設(shè)計等都離不開氣液兩相流的理論與計算方法隨壓力的降低，溶解氣將不斷從原油中逸出，因此，井筒中將不可避免地出現(xiàn)氣液兩相流動。第二節(jié)井筒氣液兩相流基本概念相的概念相是體系中具一、井筒氣液兩相流動的特性(一)氣液兩相流動與單相液流的比較一、井筒氣液兩相流動的特性(一)氣液兩相流動與單相液流的比較流動型態(tài)（流動結(jié)構(gòu)、流型）：

流動過程中油、氣的分布狀態(tài)。(二)氣液混合物在垂直管中的流動結(jié)構(gòu)變化①純液流

當(dāng)井筒壓力大于飽和壓力時，天然氣溶解在原油中，產(chǎn)液呈單相液流。影響流型的因素：

氣液體積比、流速、氣液界面性質(zhì)等。流動型態(tài)（流動結(jié)構(gòu)、流型）：(二)氣液混合物在垂直管中的流動②泡流

井筒壓力稍低于飽和壓力時，溶解氣開始從油中分離出來，氣體都以小氣泡分散在液相中?；摤F(xiàn)象：混合流體流動過程中，由于流體間的密度差異，引起的小密度流體流速大于大密度流體流速的現(xiàn)象。如：油氣滑脫、氣液滑脫、油水滑脫等。特點(diǎn)：氣體是分散相，液體是連續(xù)相；氣體主要影響混合物密度，對摩擦阻力影響不大；滑脫現(xiàn)象比較嚴(yán)重。②泡流滑脫現(xiàn)象：特點(diǎn)：氣體是分散相，液體是連續(xù)相；③段塞流

當(dāng)混合物繼續(xù)向上流動，壓力逐漸降低，氣體不斷膨脹，小氣泡將合并成大氣泡，直到能夠占據(jù)整個油管斷面時，井筒內(nèi)將形成一段液一段氣的結(jié)構(gòu)。特點(diǎn)：氣體呈分散相，液體呈連續(xù)相；一段氣一段液交替出現(xiàn)；氣體膨脹能得到較好的利用；滑脫損失變小；摩擦損失變大。③段塞流特點(diǎn)：氣體呈分散相，液體呈連續(xù)相；④環(huán)流

油管中心是連續(xù)的氣流而管壁為油環(huán)的流動結(jié)構(gòu)。特點(diǎn)：氣液兩相都是連續(xù)相；氣體舉油作用主要是靠摩擦攜帶；摩擦損失變大。④環(huán)流特點(diǎn)：氣液兩相都是連續(xù)相；⑤霧流

氣體的體積流量增加到足夠大時，油管中內(nèi)流動的氣流芯子將變得很粗，沿管壁流動的油環(huán)變得很薄，絕大部分油以小油滴分散在氣流中。特點(diǎn)：氣體是連續(xù)相，液體是分散相；氣體以很高的速度攜帶液滴噴出井口；氣、液之間的相對運(yùn)動速度很??；氣相是整個流動的控制因素。⑤霧流特點(diǎn)：氣體是連續(xù)相，液體是分散相；總結(jié)：

油井生產(chǎn)中可能出現(xiàn)的流型自下而上依次為：純油(液)流、泡流、段塞流、環(huán)流和霧流。實(shí)際上，在同一口井內(nèi)，一般不會出現(xiàn)完整的流型變化。圖1-17油氣沿井筒噴出時的流型變化示意圖Ⅰ—純油流；Ⅱ—泡流；Ⅲ—段塞流；Ⅳ—環(huán)流；Ⅴ—霧流總結(jié)：圖1-17油氣沿井筒噴出時的流型變化示意圖(三)滑脫損失概念因滑脫而產(chǎn)生的附加壓力損失稱為滑脫損失。圖1-18氣液兩相流流動斷面簡圖(三)滑脫損失概念因滑脫而產(chǎn)生的附加壓力損失稱為滑脫損失。圖無滑脫實(shí)際由于有滑脫時，氣體流速大，液體流速小，為了保持體積流量不變，氣體過流斷面將減小，而液體的過流斷面將增加。由于滑脫存在：無滑脫實(shí)際由于有滑脫時，氣體流速大，液體流速小，為了保持體積單位管長上滑脫損失為：滑脫損失的實(shí)質(zhì)：

液相的流動斷面增大引起混合物密度的增加。圖1-18氣液兩相流流動斷面簡圖單位管長上滑脫損失為：滑脫損失的實(shí)質(zhì)：圖1-18氣液兩相二、井筒氣液兩相流能量平衡方程及壓力分布計算步驟

兩個流動斷面間的能量平衡關(guān)系：(一)能量平衡方程推導(dǎo)二、井筒氣液兩相流能量平衡方程兩個流動斷面間的能量平衡關(guān)系傾斜多相管流斷面1和斷面2的流體的能量平衡關(guān)系為：傾斜管流能量平衡關(guān)系示意圖-q傾斜多相管流斷面1和斷面2的流體的能量平衡關(guān)系為：傾斜管流取z軸方向?yàn)樽陨隙拢簞t：令：負(fù)號含義取z軸方向?yàn)樽陨隙拢簞t：令：負(fù)號含義水平管流:垂直管流:多相混合物流動:研究流動過程中混合物密度、速度、摩擦系數(shù)的變化規(guī)律和計算方法是研究多相管流的中心問題。水平管流:垂直管流:多相混合物流動:研究流動過程中混合物密度(三)多相垂直管流壓力分布計算步驟由于多相管流中每相流體影響流動的物理參數(shù)(密度、粘度等)及混合物密度和流速都隨壓力和溫度而變，沿程壓力梯度并不是常數(shù)，因此，多相管流需要分段計算；同時，要先求得相應(yīng)段的流體性質(zhì)參數(shù)，然而，這些參數(shù)又是壓力和溫度的函數(shù)，壓力卻又是計算中需要求得的未知數(shù)。所以，多相管流通常采用迭代法進(jìn)行計算。有兩種不同的迭代途徑：按深度增量迭代和按壓力增量迭代。(三)多相垂直管流壓力分布計算步驟由于多相管流中每相流體影響⑧以計算段下端壓力為起點(diǎn)，重復(fù)②～⑦步。2.多相垂直管流壓力分布計算步驟⑥重復(fù)②～⑤的計算，直至。⑴按深度增量迭代的步驟①已知任一點(diǎn)(井口或井底)的壓力作為起點(diǎn)，任選一個合適的壓力間隔p(0.5～1.0MPa)。

②估計一個對應(yīng)的深度增量h估計，計算T

。③計算該管段的平均溫度及平均壓力，并確定流體性質(zhì)參數(shù)。④并計算該段的壓力梯度dp/dh。⑤計算對應(yīng)于的該段管長(深度差)h計算。⑦計算該段下端對應(yīng)的深度及壓力。P0=Pwfh’P1=P0+PhPt⑧以計算段下端壓力為起點(diǎn)，重復(fù)②～⑦步。2.多相垂直管流壓力⑧以計算段下端壓力為起點(diǎn)，重復(fù)②～⑦步。⑥重復(fù)②～⑤的計算，直至。⑵按壓力增量迭代的步驟①已知任一點(diǎn)(井口或井底)的壓力作為起點(diǎn)，以固定的h

將井筒分為n段。②估計一個對應(yīng)的壓力增量p’。③計算該管段的平均溫度及平均壓力，并確定流體性質(zhì)參數(shù)。④并計算該段的壓力梯度dp/dh。⑤計算對應(yīng)于的該段的壓降p。⑦計算該段下端對應(yīng)的深度及壓力。P0=Pwfp’P1=P0+PpPt⑧以計算段下端壓力為起點(diǎn)，重復(fù)②～⑦步。⑥重復(fù)②～⑤的計算，思考題：根據(jù)上述步驟整理出計算壓力分布的程序流程框圖。說明：a.計算壓力分布過程中，溫度和壓力是相關(guān)的；b.流體物性參數(shù)計算至關(guān)重要，但目前方法精度差；c.不同的多相流計算方法差別較大，因此在實(shí)際應(yīng)用中有必要根據(jù)油井的實(shí)際情況篩選精度相對高的方法。思考題：根據(jù)上述步驟整理出計算壓力分布的程序流程框圖。說明：第三節(jié)奧齊思澤斯基（Orkiszewski）方法綜合了Griffith&Wallis和Duns&Ros等方法處理過渡性流型時，采用Ros方法(內(nèi)插法)針對每種流動型態(tài)提出存容比及摩擦損失的計算方法提出了四種流型，即泡流、段塞流、過渡流及環(huán)霧流把Griffith段塞流相關(guān)式改進(jìn)后推廣到了高流速區(qū)

1967年提出，適用于垂直管流計算第三節(jié)奧齊思澤斯基（Orkiszewski）方法綜合了Gr奧齊思澤斯基（Orkiszewski）方法奧齊思澤斯基于1967年用三大類、148口井的實(shí)際資料對前人的研究進(jìn)行了評價，加上自己的研究，提出了此方法。其主要構(gòu)成為：Orkiszewski流型圖他提出的四種流動型態(tài)是：泡流、段塞流、過渡流及環(huán)霧流存容比（滯流率）：多相流動的某一管段中某相流體的體積與管段容積之比。（持液率）奧齊思澤斯基（Orkiszewski）方法奧齊思澤斯出現(xiàn)霧流時，氣體體積流量遠(yuǎn)大于液體體積流量。根據(jù)氣體定律，動能變化可表示為：一、壓力降公式及流動型態(tài)劃分界限PressureGradientCorrelationandFlowpatternTransitions由垂直管流能量方程可知，壓力降是摩擦能量損失、勢能變化和動能變化之和：壓降計算式為：出現(xiàn)霧流時，氣體體積流量遠(yuǎn)大于液體體積流量。根據(jù)氣體定律，動表1-3Orkiszewski方法流型劃分界限不同流動型態(tài)下和的計算方法不同。表1-3Orkiszewski方法流型劃分界限不同流動型態(tài)二、平均密度及摩擦損失梯度的計算氣相存容比(截面含氣率、空隙率)Hg

：管段中氣相體積與管段容積之比值，也等于fg/f。液相存容比(截面含液率、持液率)HL

：管段中液相體積與管段容積之比值，也等于fl/f。(1)泡流平均密度:二、平均密度及摩擦損失梯度的計算氣相存容比(截面含氣率、空隙滑脫速度：氣相流速與液相流速之差。則：泡流摩擦損失梯度按液相進(jìn)行計算：滑脫速度：氣相流速與液相流速之差。則：泡流摩擦損失梯度按液相圖1-21圖1-21摩擦阻力系數(shù)曲線圖1-21圖1-21摩擦阻力系數(shù)曲線(2)段塞流平均密度:滑脫速度vs液體分布系數(shù)滑脫速度由泡雷諾數(shù)查圖確定～曲線(2)段塞流平均密度:滑脫速度vs液體分布系數(shù)滑脫速度由根據(jù)泡雷諾數(shù)及雷諾數(shù)查圖確定～曲線(1)假價設(shè)一個vs值，求得C1及C2

(2)用式計算一個vs

值(3)重復(fù)計算直到假設(shè)值與計算值接近為止vs值的確定

迭代法根據(jù)泡雷諾數(shù)及雷諾數(shù)查圖確定～

vs也可由公式進(jìn)行計算vs也可由公式進(jìn)行計算

的計算值需根據(jù)連續(xù)液相的類別及氣液總流速來選用計算公式計算式詳見教材公式(1-58)a~e時時計算得的必須滿足下面的條件：的計算值需根據(jù)連續(xù)液相的類別計算式詳見教材公式((3)過渡流過渡流的混合物平均密度及摩擦梯度是先按段塞流和霧流分別進(jìn)行計算，然后用內(nèi)插方法來確定相應(yīng)的數(shù)值。段塞流的摩擦梯度式中的摩擦系數(shù)f，根據(jù)管壁相對粗糙度和雷諾數(shù)由穆迪圖查得。(3)過渡流段塞流的摩擦梯度式中的摩擦系數(shù)f，根據(jù)霧流混合物平均密度計算公式與泡流相同：由于霧流的氣液無相對運(yùn)動速度，即滑脫速度接近于零，基本上沒有滑脫。霧流摩擦系數(shù)可根據(jù)氣體雷諾數(shù)和液膜相對粗糙度查圖得。摩擦梯度:(4)霧流所以：霧流混合物平均密度計算公式與泡流相同：由于霧流的氣液無相對運(yùn)圖1-24Orkiszewski方法計算流程框圖圖1-24Orkiszewski方法計算流程框圖第四節(jié)貝格斯-布里爾方法Beggs-Brill方法是可用于水平、垂直和任意傾斜氣液兩相管流動計算的方法，是1973年，Beggs和Brill根據(jù)在長15m，直徑1inch和1.5inch聚炳烯管中，用空氣和水進(jìn)行實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上提出的。實(shí)驗(yàn)參數(shù)范圍

氣體流量0～0.098m3/s；

液體流量0～0.0019m3/s；

持液率0～0.87m3/m3；

系統(tǒng)壓力241～655kpa(絕對壓力)； 壓力梯度0～18kPa/m；

傾斜度-900～+900； 流型水平管流動的全部流型。第四節(jié)貝格斯-布里爾方法Beggs-Brill方法是可用于水一、基本方程單位質(zhì)量氣液混合物穩(wěn)定流動的機(jī)械能量守恒方程為：(1)位差壓力梯度：消耗于混合物靜水壓頭的壓力梯度。(2)摩擦壓力梯度：克服管壁流動阻力消耗的壓力梯度。假設(shè)條件:氣液混合物既未對外作功，也未受外界功。一、基本方程單位質(zhì)量氣液混合物穩(wěn)定流動的機(jī)械能量守恒方程為(3)加速度壓力梯度：由于動能變化而消耗的壓力梯度。忽略液體壓縮性、考慮到氣體質(zhì)量流速變化遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于氣體密度變化，則：(4)總壓力梯度（Beggs-Brill方法的基本方程）(3)加速度壓力梯度：由于動能變化而消耗的壓力梯度。忽略液體Beggs-Brill兩相水平管流型分離流分層流波狀流環(huán)狀流間歇流團(tuán)狀流段塞流分散流泡流霧流Beggs-Brill兩相水平管流型分離流分層流波狀流二、Beggs-Brill方法的流型分布圖及流型判別式圖1-26Beggs-Brill流型分布圖（教材p45）分離流間歇流分散流二、Beggs-Brill方法的流型分布圖及流型判別式表2-4Beggs-Brill法流型判別條件表2-4Beggs-Brill法流型判別條件三、持液率及混合物密度確定(1)持液率Beggs-Brill方法計算傾斜管流時首先按水平管計算,然后進(jìn)行傾斜校正。表1-6a、b、c常數(shù)表三、持液率及混合物密度確定(1)持液率表1-6a、b、c實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，傾斜校正系數(shù)與傾斜角、無滑脫持液率、弗洛德數(shù)及液體速度數(shù)有關(guān)。圖1-27不同EL下的傾斜校正系數(shù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，傾斜校正系數(shù)與傾斜角、無滑脫持液率、弗根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果回歸的傾斜校正系數(shù)的相關(guān)式為:對于垂直管:系數(shù)C與無滑脫持液率、弗洛德數(shù)和液相速度數(shù)有關(guān)。表1-6系數(shù)d、e、f、g其中：根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果回歸的傾斜校正系數(shù)的相關(guān)式為:對于垂直管:系數(shù)C對于過渡流型，先分別用分離流和間歇流計算，之后采用內(nèi)插法確定其持液率。利用持液率計算流動條件下混合物實(shí)際密度：(2)混合物密度對于過渡流型，先分別用分離流和間歇流計算，之后采用內(nèi)插法確定四、阻力系數(shù)

氣液兩相流阻力系數(shù)與無滑脫氣液兩相流阻力系數(shù)的比值與持液率和無滑脫持液率(入口體積含液率)之間的關(guān)系：當(dāng)1<y<1.2時其中：四、阻力系數(shù)氣液兩相流阻力系數(shù)與無滑脫氣液兩相流阻力兩相流動的雷諾數(shù)：氣液兩相流阻力系數(shù):Beggs-Brill方法計算流程框圖(p49)結(jié)合p50的例題理解體積流量的校正和Beggs-Brill方法的應(yīng)用兩相流動的雷諾數(shù)：氣液兩相流阻力系數(shù):Beggs-Bril第一章作業(yè)一、某井位于面積A=45000m2的矩形(長寬比為2：1)泄油面積中心，井徑rw=0.1m,原油體積系數(shù)Bo=1.2，原油粘度uo=4mPa.s,地面原油密度ρ

=860Kg/m3，油井表皮系數(shù)S=2。試根據(jù)下列測試資料繪制IPR曲線，并計算采油指數(shù)J和油層參數(shù)Koh，推算油藏平均壓力。測試數(shù)據(jù)表井底流壓Pwf,MPa20.1116.9114.3712.52油井產(chǎn)量Qo，t/d24.440.553.162.4第一章作業(yè)井底流壓Pwf,MPa20.1116.9114.3二、某溶解氣驅(qū)油藏一口井測試平均油藏壓力為21MPa，產(chǎn)量Qo=60t/d

，F(xiàn)E=0.9，Pwf=15MPa.試根據(jù)standing方法計算和繪制IPR曲線，并預(yù)測產(chǎn)量為70

t/d時的井底流壓。三、已知油藏平均壓力為16MPa，飽和壓力Pb為13MPa，流壓Pwf為14MPa時的產(chǎn)量qo為20t/d。試計算J、qb、qc、qomax,繪制該井的IPR曲線并分別預(yù)測井底流壓為15MPa及8MPa時的產(chǎn)量。二、某溶解氣驅(qū)油藏一口井測試平均油藏壓力為21MPa，產(chǎn)量Q第一章思考題一、作業(yè)上題目二、多層合采井流入動態(tài)曲線特征及轉(zhuǎn)滲動態(tài)線的意義三、氣液兩相流與單相流特征四、流動型態(tài)定義。油井生產(chǎn)中各種流型在井筒中的分布和變化規(guī)律五、滑脫現(xiàn)象和滑脫損失?；摀p失對油井井筒能量損失的影響六、在垂直井筒多相管流壓力分布計算中，為什么要采用分段、迭代方法計算七、分析vogel方法、standing方法、harrison方法的區(qū)別與聯(lián)系八、何謂采油（液）指數(shù)？比較單相液體和油氣兩相滲流采油（液）指數(shù)計算方法。九、油井流入動態(tài)及其影響因素。十、綜述目前國內(nèi)外常用的多相管流計算方法。第一章思考題采油工程原理與設(shè)計（張琪主編）采油工程原理與設(shè)計緒論采油工程的定義采油工程的任務(wù)及目標(biāo)

3.課程內(nèi)容介紹4.本學(xué)科發(fā)展趨勢5.課程特點(diǎn)6.學(xué)習(xí)方法與要求7.授課計劃.8.主要參考書目9.課堂要求及考核方式.緒論采油工程的定義

采油工程是油田開采過程中根據(jù)開發(fā)目標(biāo)通過產(chǎn)油井和注入井對油藏采取的各項工程技術(shù)措施的總稱。1.采油工程的定義

油田開發(fā)是一項龐大而復(fù)雜的系統(tǒng)工程，采油工程是其重要的組成部分和實(shí)施的核心。

油藏工程是基礎(chǔ)；鉆井工程是手段；

采油工程是具體實(shí)現(xiàn)。

采油工程是油田開采過程中根據(jù)開發(fā)目標(biāo)通過產(chǎn)油2.采油工程研究的任務(wù)及目標(biāo)

任務(wù)：通過一系列可作用于油藏的工程技術(shù)措施，使油、氣暢流入井，并高效率的將其舉升到地面分離和計量。實(shí)現(xiàn)有效舉升采油工程

任務(wù)油氣暢流入井地面計量和分離采油工程

目標(biāo)經(jīng)濟(jì)有效地提高：油井產(chǎn)量原油采收率2.采油工程研究的任務(wù)及目標(biāo)任務(wù)：通過一系列可作用于

我們知道，原油的開采包括從地層→井筒→地面，圍繞這開采過程，課程的主要內(nèi)容包括如下幾個方面：3.課程的主要內(nèi)容簡介

①地層②井筒③地面④油層改造⑤油井管理主要內(nèi)容：我們知道，原油的開采包括從地層→井筒→地面，圍繞這4.本學(xué)科的發(fā)展趨勢目前，我國多數(shù)油田，尤其是東部油田，經(jīng)歷了幾十年高強(qiáng)度的強(qiáng)化開采，已進(jìn)入“高含水、高采出程度、高投入”階段，穩(wěn)產(chǎn)的基礎(chǔ)變得較為薄弱。經(jīng)過多次注采調(diào)整，剩余油分布比較零散，使過去行之有效的增產(chǎn)控潛措施已不再得心應(yīng)手，提高采收率變得十分困難。為此，探索采油新技術(shù)，是采油工作者的當(dāng)務(wù)之急。4.本學(xué)科的發(fā)展趨勢目前，我國多數(shù)油田，尤其（1）微生物采油技術(shù)（2）震動采油技術(shù)（3）熱化學(xué)采油技術(shù)（4）聚合物驅(qū)油技術(shù)（5）CO2驅(qū)油技術(shù)（6）注水井化學(xué)調(diào)剖技術(shù)（7）水平井及分支水平采油技術(shù)（8）地層清洗采油技術(shù)

下面就幾種采油新技術(shù)做一簡單介紹。（1）微生物采油技術(shù)下面就幾種采油新技術(shù)做一簡單介紹。5.采油工程特點(diǎn)：原油的開采包括從地層→井筒→地面，采油工程的特點(diǎn)是：涉及的技術(shù)面廣、綜合性強(qiáng)而又復(fù)雜；與油藏工程、地面工程和鉆井工程等緊密聯(lián)系；工作對象是條件隨油藏動態(tài)不斷變化的采、注井；難度大，針對性強(qiáng)；各項工程技術(shù)措施間的相對獨(dú)立性強(qiáng)。涉及油田開發(fā)的重要決策和經(jīng)濟(jì)效益。5.采油工程特點(diǎn)：原油的開采包括從地層→井筒6.采油工程學(xué)習(xí)方法與要求：學(xué)習(xí)方法與要求:重視聽課,加強(qiáng)理解;

記好筆記,及時答疑;

獨(dú)立練習(xí),總結(jié)記憶；聯(lián)系普遍,善于歸納。

a、上課認(rèn)真聽講，做好筆記；

b、自己應(yīng)查閱相關(guān)參考書籍及文獻(xiàn)；

c、認(rèn)真完成布置的作業(yè)（作業(yè)要獨(dú)立完成）。6.采油工程學(xué)習(xí)方法與要求：學(xué)習(xí)方法與要求:重視聽課,加強(qiáng)理8.主要參考書目

1、升舉法采油工藝（卷1.2.4），石油工業(yè)出版社，K.E.布朗。

2、采油工藝原理，石油工業(yè)出版社，王鴻勛、張琪。

3、高新采油技術(shù)，石油工業(yè)出版社，王仲茂、王懷彬、胡三力編。

4、水力壓裂技術(shù)新發(fā)展，石油工業(yè)出版社，J.L.吉維利等著。

5、石油勘探開發(fā)技術(shù)（上），石油工業(yè)出版社，常子恒主編。

6、有桿抽油設(shè)備與技術(shù)系列叢書。8.主要參考書目第一章油井流入動態(tài)與井筒多相流計算主要內(nèi)容：

油井流入動態(tài)井筒氣液兩相流基本理論氣液兩相管流實(shí)用計算方法第一章油井流入動態(tài)與井筒多相流計算主要內(nèi)容：油井生產(chǎn)系統(tǒng)組成油層到井底的流動(地層滲流)井底到井口的流動(井筒多相管流)井口到分離器(地面水平或傾斜管流)油井生產(chǎn)的三個基本流動過程氣液兩相流基本理論油井流入動態(tài)油井生產(chǎn)系統(tǒng)組成油層到井底的流動井底到井口的流動井口到分離器第一節(jié)油井流入動態(tài)（IPR曲線）

油井流入動態(tài)：油井產(chǎn)量(qo)

與井底流動壓力(pwf)

的關(guān)系，反映了油藏向該井供油的能力?；靖拍钣途魅雱討B(tài)曲線：

表示產(chǎn)量與流壓關(guān)系的曲線，簡稱IPR曲線。

InflowPerformanceRelationshipCurve第一節(jié)油井流入動態(tài)（IPR曲線）油井流入動態(tài)：基本圖1-1典型的流入動態(tài)曲線IPR曲線基本形狀與油藏驅(qū)動類型有關(guān)。即使在同一驅(qū)動方式下，還將取決于油藏壓力、油層厚度、滲透率及流體物理性質(zhì)等。prqomax圖1-1典型的流入動態(tài)曲線IPR曲線基本形狀與油藏驅(qū)動類型一、單相液體流入動態(tài)供給邊緣壓力不變、圓形地層中心一口井的產(chǎn)量公式為：（1-1）圓形封閉油藏、擬穩(wěn)態(tài)條件下產(chǎn)量公式為：（1-2）一、單相液體流入動態(tài)供給邊緣壓力不變、圓形地層中心一口井圖1-2泄油面積形狀與油井的位置系數(shù)對于非圓形封閉泄油面積的油井產(chǎn)量公式，可根據(jù)泄油面積和油井位置進(jìn)行校正。圖1-2泄油面積形狀與油井的位置系數(shù)對于非圓形封閉泄油面單相流動時，油層物性及流體性質(zhì)基本不隨壓力變化。

采油指數(shù)可定義為:單位生產(chǎn)壓差下的油井產(chǎn)油量，是反映油層性質(zhì)、厚度、流體參數(shù)、完井條件及泄油面積等與產(chǎn)量之間的關(guān)系的綜合指標(biāo)。生產(chǎn)壓差直線型單相流動時，油層物性及流體性質(zhì)基本不隨壓力采油指數(shù)可定義為:采油指數(shù)J的獲得：試井資料：測得3～5個穩(wěn)定工作制度下的產(chǎn)量及其流壓，便可繪制該井的實(shí)測IPR曲線，取其斜率的負(fù)倒數(shù)油藏參數(shù)計算對于單相液體流動的直線型IPR曲線，采油指數(shù)可定義為產(chǎn)油量與生產(chǎn)壓差之比，也可定義為每增加單位生產(chǎn)壓差時，油井產(chǎn)量的增加值，或IPR曲線斜率的負(fù)倒數(shù)。注意事項：因此，對于具有非直線型IPR曲線的油井，在使用采油指數(shù)時，應(yīng)該說明相應(yīng)的流動壓力，不能簡單地用某一流壓下的采油指數(shù)來直接推算不同流壓下的產(chǎn)量。采油指數(shù)J的獲得：試井資料：測得3～5個穩(wěn)定工作制度下的產(chǎn)量當(dāng)油井產(chǎn)量很高時，井底附近將出現(xiàn)非達(dá)西滲流：膠結(jié)地層的紊流速度系數(shù)：非膠結(jié)地層紊流速度系數(shù)：C、D值也可用試井資料獲取當(dāng)油井產(chǎn)量很高時，井底附近將出現(xiàn)非達(dá)西滲流：膠結(jié)地層的紊流速二、油氣兩相滲流時的流入動態(tài)o、Bo、Kro都是壓力的函數(shù)。用上述方法繪制IPR曲線十分繁瑣。通常結(jié)合生產(chǎn)資料來繪制IPR曲線。平面徑向流，直井油氣兩相滲流時油井產(chǎn)量公式為：(一)垂直井油氣兩相滲流時的流入動態(tài)二、油氣兩相滲流時的流入動態(tài)o、Bo、Kro都是壓力的1.Vogel方法(1968)①假設(shè)條件：a.圓形封閉油藏，油井位于中心；b.均質(zhì)油層，含水飽和度恒定；c.忽略重力影響；d.忽略巖石和水的壓縮性；e.油、氣組成及平衡不變；f.油、氣兩相的壓力相同；g.擬穩(wěn)態(tài)下流動，在給定的某一瞬間，各點(diǎn)的脫氣原油流量相同。數(shù)值模擬結(jié)果的總結(jié)1.Vogel方法(1968)①假設(shè)條件：數(shù)值模擬結(jié)果的總歸一化曲線歸一化曲線②Vogel方程經(jīng)典方程②Vogel方程經(jīng)典方程

a.計算c.根據(jù)給定的流壓及計算的相應(yīng)產(chǎn)量繪制IPR曲線b.給定不同流壓，計算相應(yīng)的產(chǎn)量：Ⅰ、已知地層壓力和一個工作點(diǎn)(qo(test),pwf(test))③利用Vogel方程繪制IPR曲線的步驟a.計算c.根據(jù)給定的流壓及計算的相應(yīng)產(chǎn)量繪制IPR曲線bⅡ、已知兩個工作點(diǎn)，油藏壓力未知a.油藏平均壓力的確定：已知或利用兩組qopwf測試計算，即

b.計算c.由流入動態(tài)關(guān)系式計算相關(guān)參數(shù)Ⅱ、已知兩個工作點(diǎn)，油藏壓力未知a.油藏平均壓力的確定：已圖2-4計算的溶解氣驅(qū)油藏油井IPR曲線

1-用測試點(diǎn)按直線外推；2-計算機(jī)計算值；3-用Vogel方程計算值④Vogel曲線與數(shù)值模擬IPR曲線的對比圖2-4計算的溶解氣驅(qū)油藏油井IPR曲線

1-用測試點(diǎn)按對比結(jié)果：按Vogel方程計算的IPR曲線，最大誤差出現(xiàn)在用小生產(chǎn)壓差下的測試資料來預(yù)測最大產(chǎn)量時，但一般誤差低于5％。雖然隨著采出程度的增加到開采末期誤差上升到20％左右，但其絕對值卻很小。如果用測試點(diǎn)的資料按直線外推，最大誤差可達(dá)70～80％，只是在開采末期約30%。采出程度

Np

對油井流入動態(tài)影響大，而kh/μ、Bo、k、So等對其影響不大。對比結(jié)果：按Vogel方程計算的IPR曲線，最大誤差出現(xiàn)在用2.費(fèi)特柯維奇方法溶解氣驅(qū)油藏假設(shè)(kro/oBo)與壓力p成線性關(guān)系，則其中，2.費(fèi)特柯維奇方法溶解氣驅(qū)油藏假設(shè)(kro/oBo)與壓力所以：當(dāng)時：令：費(fèi)特柯維奇基本方程所以：當(dāng)時：令：費(fèi)特柯維奇3.不完善井Vogel方程的修正油水井的不完善性：

射孔完成——打開性質(zhì)不完善；未全部鉆穿油層——打開程度不完善；打開程度和打開性質(zhì)雙重不完善；在鉆井或修井過程中油層受到損害或進(jìn)行酸化、壓裂等措施，從而改變油井的完善性。3.不完善井Vogel方程的修正油水井的不完善性：射孔完成圖1-5完善井和非完善井周圍的壓力分布示意圖圖1-5完善井和非完善井周圍油井的流動效率FE：油井的理想生產(chǎn)壓差與實(shí)際生產(chǎn)壓差之比為“正”稱“正”表皮，油井不完善；為“負(fù)”稱“負(fù)”表皮，油井超完善。油井的流動效率FE：油井的理想生產(chǎn)壓差與實(shí)際生產(chǎn)壓差之比為“完善井非完善井令：非完善井表皮附加壓力降于是完善井非完善井令：非完善井表皮附加壓力降于是表皮系數(shù)或井壁阻力系數(shù)S油層受污染的或不完善井，完善井,增產(chǎn)措施后的超完善井，表皮系數(shù)S通常由試井方法獲得表皮系數(shù)或井壁阻力系數(shù)S油層受污染的或不完善井，完善井,增產(chǎn)利用流動效率計算直井流入動態(tài)的方法

①Standing方法(1970)(FE=0.5～

1.5)圖1-6FE1時的無因次IPR曲線(standingIPR曲線)利用流動效率計算直井流入動態(tài)的方法

①Standing方法(a.根據(jù)已知pr和pwf計算在FE=1時最大產(chǎn)量standing方法計算不完善井IPR曲線的步驟：b.預(yù)測不同流壓下的產(chǎn)量c.根據(jù)計算結(jié)果繪制IPR曲線a.根據(jù)已知pr和pwf計算在FE=1時最大產(chǎn)量standi②Harrison方法(FE=1～

2.5)圖1-7Harrison無因次IPR曲線(FE>1)②Harrison方法(FE=1～2.5)圖1-7

Harrison方法可用來計算高流動效率井的IPR曲線和預(yù)測低流壓下的產(chǎn)量。其計算步驟如下：a.計算FE=1時的qomax先求pwf/pr，然后查圖1-7中對應(yīng)的FE曲線上的相應(yīng)值

qo/qomax(FE=1)，則b.計算不同流壓下的產(chǎn)量c.根據(jù)計算結(jié)果繪制IPR曲線d.求FE對應(yīng)的最大產(chǎn)量，即pwf=0時的產(chǎn)量Harrison方法可用來計算高流動效率井的IPR曲(二)斜井和水平井的IPR曲線1990年，Cheng對溶解氣驅(qū)油藏中斜井和水平井進(jìn)行了數(shù)值模擬，并用回歸的方法得到了類似Vogel方程的不同井斜角井的IPR回歸方程：p’=pwf/pr；q’=qo/qomax；A、B、C為取決于井斜角的系數(shù)優(yōu)點(diǎn)：使用簡單，僅需一組測點(diǎn)，便可得IPR曲線缺點(diǎn)：方程沒有歸一化，(二)斜井和水平井的IPR曲線1990年，Cheng對溶解1989年，Bendakhlia等用兩種三維三相黑油模擬器研究了多種情況下溶解氣驅(qū)油藏中水平井的流入動態(tài)關(guān)系。得到了不同條件下IPR曲線。圖1-8擬合的IPR曲線與實(shí)際曲線的對比

_____擬合的IPR曲線,……實(shí)際曲線1989年，Bendakhlia等用兩種三維三相黑油模擬器研曲線表明：早期的IPR曲線近似于直線,隨著采出程度增加,曲度增加,接近衰竭時曲度稍有減小。Bendakhlia建議用以下公式來擬合IPR曲線圖：曲線表明：早期的IPR曲線近似于直線,隨著采出程度增加,曲度

圖1-9參數(shù)v、n與采出程度之間的關(guān)系圖1-9參數(shù)v、n與采出程度之間的關(guān)系IPR曲線的應(yīng)用油井流入動態(tài)反映了油藏向該井供油的能力。根據(jù)測試資料確定IPR曲線。根據(jù)IPR曲線確定流壓和產(chǎn)量的對應(yīng)關(guān)系。prqomaxIPR曲線的應(yīng)用油井流入動態(tài)反映了油藏向該井供油的能力。根據(jù)三、pr>pb>pwf時的流入動態(tài)（1）基本公式當(dāng)油藏壓力高于飽和壓力，而流動壓力低于飽和壓力時，油藏中將同時存在單相和兩相流動，擬穩(wěn)態(tài)條件下產(chǎn)量的一般計算表達(dá)式為:需要分段積分三、pr>pb>pwf時的流入動態(tài)（1）基本公式需要分段積分圖1-11組合型IPR曲線（2）實(shí)用計算方法圖1-11組合型IPR曲線（2）實(shí)用計算方法①當(dāng)pwf>pb時，由于油藏中全部為單相液體流動流入動態(tài)公式為：流壓等于飽和壓力時的產(chǎn)量為：②當(dāng)pwf<pb后，油藏中出現(xiàn)兩相流動流入動態(tài)公式為：采油指數(shù)：？P18①當(dāng)pwf>pb時，由于油藏中全部為單相液體流動流壓等于飽A--油相IPR曲線B--水相IPR曲線

C--油氣水三相綜合IPR曲線四、油氣水三相IPR曲線Petrobras提出了計算三相流動IPR曲線的方法圖1-12油氣水三相IPR曲線A--油相IPR曲線四、油氣水三相IPR曲線Petrobr綜合IPR曲線的實(shí)質(zhì):按含水率取純油IPR曲線和水IPR曲線的加權(quán)平均值。當(dāng)已知測試點(diǎn)計算采液指數(shù)時，是按產(chǎn)量加權(quán)平均；當(dāng)預(yù)測產(chǎn)量或流壓時,是按流壓加權(quán)平均。綜合IPR曲線的實(shí)質(zhì):當(dāng)已知測試點(diǎn)計算采液指數(shù)時，是按產(chǎn)量加(一)采液指數(shù)計算(由測試點(diǎn)確定曲線)已知pr、pb和一個測試點(diǎn)pwf(test)、qt(test)

(1)(2)圖油氣水三相IPR曲線(一)采液指數(shù)計算(由測試點(diǎn)確定曲線)已知pr、pb和一

(二)某一產(chǎn)量qt下的流壓pwf計算(1)(二)某一產(chǎn)量qt下的流壓pwf計算(1)(2)圖1-12油氣水三相IPR曲線(2)圖1-12油氣水三相IPR曲線因?yàn)椋核裕壕C合IPR曲線的斜率可近似為常數(shù)(3)圖1-12油氣水三相IPR曲線因?yàn)椋核裕壕C合IPR曲線的斜率可近似為常數(shù)(3)圖1-1五、多層油藏油井流入動態(tài)（1）多油層油井流入動態(tài)圖1-13多層油藏油井流入動態(tài)流壓低于14MPa后，只有第三個層工作；流壓降低到12MPa和10MPa后，則I層和II層陸續(xù)出油?？偟腎PR曲線則是分層的迭加。其特點(diǎn)是：隨著流壓的降低，由于參加工作的小層數(shù)增多，產(chǎn)量將大幅度增加，采油指數(shù)也隨之增大。五、多層油藏油井流入動態(tài)（1）多油層油井流入動態(tài)圖1-13（2）含水油井流入動態(tài)圖1-14含水油井流入動態(tài)與含水變化()圖1-15含水油井流入動態(tài)曲線()（2）含水油井流入動態(tài)圖1-14含水油井流入動態(tài)與含水變小結(jié)(1)上述介紹的方法闡明了油井流入動態(tài)的物理意義，也是目前現(xiàn)場最常用的計算方法。(2)油井流入動態(tài)研究主要有三種途徑：基于Vogel、Fetkovich、Petrobras方法的完善。建立不同類型油藏和井底條件的滲流模型。利用單井流入動態(tài)的油藏數(shù)值模擬技術(shù)。(3)油井流入動態(tài)是采油工程各項技術(shù)措施設(shè)計、分析與評價的依據(jù)。小結(jié)(1)上述介紹的方法闡明了油井流入動態(tài)的物理意義Vogel\Standing\Harrison聯(lián)系與區(qū)別1.三種曲線圖版的坐標(biāo)軸都是無因次坐標(biāo)。2.利用三種曲線圖版求油井IPR曲線的方法相同。3.Harrison方法是Standing方法的擴(kuò)展；Standing方法是Vogel方法的擴(kuò)展。聯(lián)系Vogel\Standing\Harrison聯(lián)系與區(qū)別1.1.三種圖版對應(yīng)的油井流動效率范圍不同2.Harrison方法和Standing方法圖版中的最大產(chǎn)液量是FE=1時的最大產(chǎn)液量，不是油井實(shí)際的最大產(chǎn)液量。3.Harrison方法的圖版可以獲得高流動效率井和低流壓井的最大產(chǎn)液量，而Standing方法不能。區(qū)別1.三種圖版對應(yīng)的油井流動效率范圍不同區(qū)別基本概念：油井流入動態(tài)；采液指數(shù)；表皮系數(shù)；流動效率基本方法：IPR曲線求取基本方法的擴(kuò)展與修正：液相氣液兩相液相+氣液油氣水三相采液指數(shù)Vogel組合式PetrobrasStandingHarrison水平井、定向井表皮效應(yīng):由于鉆井、完井、作業(yè)或采取增產(chǎn)措施，使井底附近地層的滲透率變差或變好，從而引起附加流動壓力的效應(yīng)?；靖拍睿河途魅雱討B(tài)；采液指數(shù)；表皮系數(shù)；流動效率基本方法流入動態(tài)研究方法Vogel方法費(fèi)特柯維奇方法Standing方法Harrison方法直井斜井水平井油氣兩相油氣水三相Cheng方法完善井不完善井Petrobras方法Bendakhlia方法Borisov方法Economides方法Joshi方法Giger方法Mutalik等方法流入動態(tài)研究方法Vogel方法費(fèi)特柯維奇方法Standing例：A井位于正方形泄油面積的中心，根據(jù)系統(tǒng)試井，計算pwf11.210.29.79.1q16.135.946.157.9例題例：A井位于正方形泄油面積的中心，根據(jù)系統(tǒng)試井，計算pwf11）繪制IPR曲線解：pwf11.210.29.79.1q16.135.946.157.9平均地層壓力1）繪制IPR曲線解：pwf11.210.29.79.1q12）計算采油指數(shù)3）查表得4）直線外推至q=0,求得5）Pwf=8.8MPa時Qo=20×(12-8.8)=64m32）計算采油指數(shù)3）查表得4）直線外推至q=0,求得5）Pw已知D井平均地層壓力為16MPa，Pb為13MPa,Pwf為8MPa時的產(chǎn)量為71.45m3/d，試計算Pwf為14MPa和7MPa時的產(chǎn)量并繪制該井的IPR曲線。例題已知D井平均地層壓力為16MPa，Pb為13MPa,Pwf為

a.計算(注意工作點(diǎn)的位置)a.計算(注意工作點(diǎn)的位置)

b.計算b.計算c.計算指定流壓下的產(chǎn)量(注意Pwf與Pb的關(guān)系)c.計算指定流壓下的產(chǎn)量(注意Pwf與Pb的關(guān)系)e.根據(jù)給定的流壓及計算的相應(yīng)產(chǎn)量繪制IPR曲線。d.不同流壓下，計算相應(yīng)的產(chǎn)量為：Pwf,MPa161414870Qo,m3/d0203071.4577.69102.22e.根據(jù)給定的流壓及計算的相應(yīng)產(chǎn)量繪制IPR曲線。d.不同流第二節(jié)

井筒氣液兩相流基本概念相的概念相是體系中具有相同化學(xué)組成和物理性質(zhì)的一部分，與體系的其它均勻部分有界面隔開例如：水--冰系統(tǒng)、泥漿、油--氣--水等均是多相體系油氣是深埋于地下的流體礦藏采油設(shè)備的優(yōu)化設(shè)計和工況分析、油氣集輸設(shè)計等都離不開氣液兩相流的理論與計算方法隨壓力的降低，溶解氣將不斷從原油中逸出，因此，井筒中將不可避免地出現(xiàn)氣液兩相流動。第二節(jié)井筒氣液兩相流基本概念相的概念相是體系中具一、井筒氣液兩相流動的特性(一)氣液兩相流動與單相液流的比較一、井筒氣液兩相流動的特性(一)氣液兩相流動與單相液流的比較流動型態(tài)（流動結(jié)構(gòu)、流型）：

流動過程中油、氣的分布狀態(tài)。(二)氣液混合物在垂直管中的流動結(jié)構(gòu)變化①純液流

當(dāng)井筒壓力大于飽和壓力時，天然氣溶解在原油中，產(chǎn)液呈單相液流。影響流型的因素：

氣液體積比、流速、氣液界面性質(zhì)等。流動型態(tài)（流動結(jié)構(gòu)、流型）：(二)氣液混合物在垂直管中的流動②泡流

井筒壓力稍低于飽和壓力時，溶解氣開始從油中分離出來，氣體都以小氣泡分散在液相中?；摤F(xiàn)象：混合流體流動過程中，由于流體間的密度差異，引起的小密度流體流速大于大密度流體流速的現(xiàn)象。如：油氣滑脫、氣液滑脫、油水滑脫等。特點(diǎn)：氣體是分散相，液體是連續(xù)相；氣體主要影響混合物密度，對摩擦阻力影響不大；滑脫現(xiàn)象比較嚴(yán)重。②泡流滑脫現(xiàn)象：特點(diǎn)：氣體是分散相，液體是連續(xù)相；③段塞流

當(dāng)混合物繼續(xù)向上流動，壓力逐漸降低，氣體不斷膨脹，小氣泡將合并成大氣泡，直到能夠占據(jù)整個油管斷面時，井筒內(nèi)將形成一段液一段氣的結(jié)構(gòu)。特點(diǎn)：氣體呈分散相，液體呈連續(xù)相；一段氣一段液交替出現(xiàn)；氣體膨脹能得到較好的利用；滑脫損失變小；摩擦損失變大。③段塞流特點(diǎn)：氣體呈分散相，液體呈連續(xù)相；④環(huán)流

油管中心是連續(xù)的氣流而管壁為油環(huán)的流動結(jié)構(gòu)。特點(diǎn)：氣液兩相都是連續(xù)相；氣體舉油作用主要是靠摩擦攜帶；摩擦損失變大。④環(huán)流特點(diǎn)：氣液兩相都是連續(xù)相；⑤霧流

氣體的體積流量增加到足夠大時，油管中內(nèi)流動的氣流芯子將變得很粗，沿管壁流動的油環(huán)變得很薄，絕大部分油以小油滴分散在氣流中。特點(diǎn)：氣體是連續(xù)相，液體是分散相；氣體以很高的速度攜帶液滴噴出井口；氣、液之間的相對運(yùn)動速度很小；氣相是整個流動的控制因素。⑤霧流特點(diǎn)：氣體是連續(xù)相，液體是分散相；總結(jié)：

油井生產(chǎn)中可能出現(xiàn)的流型自下而上依次為：純油(液)流、泡流、段塞流、環(huán)流和霧流。實(shí)際上，在同一口井內(nèi)，一般不會出現(xiàn)完整的流型變化。圖1-17油氣沿井筒噴出時的流型變化示意圖Ⅰ—純油流；Ⅱ—泡流；Ⅲ—段塞流；Ⅳ—環(huán)流；Ⅴ—霧流總結(jié)：圖1-17油氣沿井筒噴出時的流型變化示意圖(三)滑脫損失概念因滑脫而產(chǎn)生的附加壓力損失稱為滑脫損失。圖1-18氣液兩相流流動斷面簡圖(三)滑脫損失概念因滑脫而產(chǎn)生的附加壓力損失稱為滑脫損失。圖無滑脫實(shí)際由于有滑脫時，氣體流速大，液體流速小，為了保持體積流量不變，氣體過流斷面將減小，而液體的過流斷面將增加。由于滑脫存在：無滑脫實(shí)際由于有滑脫時，氣體流速大，液體流速小，為了保持體積單位管長上滑脫損失為：滑脫損失的實(shí)質(zhì)：

液相的流動斷面增大引起混合物密度的增加。圖1-18氣液兩相流流動斷面簡圖單位管長上滑脫損失為：滑脫損失的實(shí)質(zhì)：圖1-18氣液兩相二、井筒氣液兩相流能量平衡方程及壓力分布計算步驟

兩個流動斷面間的能量平衡關(guān)系：(一)能量平衡方程推導(dǎo)二、井筒氣液兩相流能量平衡方程兩個流動斷面間的能量平衡關(guān)系傾斜多相管流斷面1和斷面2的流體的能量平衡關(guān)系為：傾斜管流能量平衡關(guān)系示意圖-q傾斜多相管流斷面1和斷面2的流體的能量平衡關(guān)系為：傾斜管流取z軸方向?yàn)樽陨隙拢簞t：令：負(fù)號含義取z軸方向?yàn)樽陨隙拢簞t：令：負(fù)號含義水平管流:垂直管流:多相混合物流動:研究流動過程中混合物密度、速度、摩擦系數(shù)的變化規(guī)律和計算方法是研究多相管流的中心問題。水平管流:垂直管流:多相混合物流動:研究流動過程中混合物密度(三)多相垂直管流壓力分布計算步驟由于多相管流中每相流體影響流動的