2.2.3 表皮系数与流动效率在线视频

同学们好 本节我们学习

表皮系数与流动效率这两个重要的概念

首先我们来介绍一下油井的完善性问题

对于圆形地层当中一口直井

如果是理想的完善性的条件之下

是什么样的一种状态呢

也就是这口直井完全穿过储层

同时在油井周围的储层当中 渗透率是均值的

没有发生任何的污染 这种情况下

油井周围的流场是什么样子的

就是这个地方表达的一个平面径向流的流场

它的井筒周围压力场是什么样子的

我们可以看到井筒周围的压力场

是一个压降漏斗的形式

也就是达到稳态流动的时候

在井筒的周围形成了一个压降的漏斗

这就是理想情况之下 完善井的时候

它的流场和压力场分布的情况

在实际的生产过程当中 因为各种各样的原因

会导致油井的完善性受到了破坏

比如说油井的打开程度不完善

也就是油井没有完全穿透储层

打开性质不完善

也就是油井虽然完全穿透了储层

但是没有完全射开 还有就是

在近井地带发生了污染的时候

也使得油井发生了不完善的情况

当然 如果在近井地带实施了增产措施的话

使得近井地带的渗透率发生了增加的情况

是改善了油井的完善性 无论是哪种情况

都使得实际油井的完善性问题

偏离了理想的完善井的状态

造成了非完善井的情况

如何表达或者是定量化的表达油井的完善性呢

这里我们介绍表皮系数

表皮系数原来是传热学中的一个概念

被引入到了油井的分析当中

我们先从近井地带的压力分布分析入手

对于理想情况的完善井来说

在近井地带的压力分布是这条绿颜色的线

对应一个产量 到达井底的时候

剩余的井底流压我们记为Pwf’

如果在近井地带发生了污染 污染的区域半径rs

污染的渗透率

形成了不同于原始渗透率k的渗透率ks

因为发生了污染 渗透率降低了 渗流阻力加大了

这时候对应原有的产量Q 到达井底的时候

形成的井底流压 就是Pwf1

因为克服了多余的渗流阻力 形成的井底流压Pwf1

低于了理想情况之下的井底流压Pwf’

这时候就形成了一个压降

形成了一个附加的压降△Psk1

这是受到污染的情况之下

如果是在近井地带渗透率比原来还改善了

我们就可以得到压降漏斗 得到这根蓝色的线

对应的井底流压就是Pwf2

这个时候所对应的压差就是负的 也就是说

形成的生产压差

比理想情况之下的生产压差还要小

这是从近井地带压力分析

我们有这样的一些认识

如何定量化的计算这些产生的压降

我们从完善井的产量公式入手

这是稳态流动情况之下 完善井的产量公式

对于产生污染以后的非完善井而言

我们把这个区域分为两个部分

这两个部分产量的叠加

得到了非完善井的这个产量

是如何叠加的 首先对于污染区域而言

是一个井筒半径为(rw )

整个区域为Rs的这样一个区间

它的渗透率是ks 我们可以得到一个产量

对于没有受到污染的这个区域

是认为井筒半径为rs

流动区间是re的这样一个区间

渗透率为k 所以我们得到了这两个产量的叠加

为了和这个形式所对应的

我们把完善井的产量

也写成了这样的两个和的形式

当然这个地方的k是没变的

这是完善井的情况

这两个式子作比较 我们可以得到

因为油井的不完善性

造成的压降是如何计算出来的

得到了这样一个计算的式子

在这个式子里面后一部分表达的是

这个油井产生污染的程度以及产生污染的区间

我们定义S等于这个式子

这个S就是我们所说的表皮系数

当然通过表皮系数

我们可以代入公式 可以得到

它所对应的附加压降是多少

表皮系数可以表达油井的完善程度

流动效率是从

另外的一个角度来表达油井的完善程度

什么是流动效率

流动效率一般我们用FE来表示

表达的就是油井的理想生产压差

与实际生产压差的比值

也就是说FE是理想生产压差

这个地方我们大家要注意 从现在开始

我们就以Pwf’和Pwf 来表达

理想情况之下的流压和实际情况之下的流压

油井的流动效率就是理想的生产压差比上

实际的生产压差来得到的

当然 也可以把它写为污染的区间

和污染程度之间的这么一个比值

这是流动效率的定义式

通过这个流动效率的定义

我们可以得到这个压差

实际的压差减掉一个压降

就是一个理想压差

理想压差比上实际的压差就是流动效率

因此 对于受到污染的井而言

因为减掉了一个附加压降

所以分子是小于分母的

流动效率是小于1的

另外我们根据流动效率的定义式

我们可以导出来一个非常重要的公式

我们看是个什么公式 Pwf’跟Pwf之间的关系

当然中间有FE 也就是说对于一口油井而言

已知FE的情况之下 利用这个公式

我们可以把实际的流压Pwf转换为理想的流压

所对应的理想流压Pwf’

所以这是一个非常重要的公式

大家一定要记住

我们介绍了两种不同的

表达油井完善方式的参数

表皮系数和流动效率

表皮系数和流动效率

这两个之间有什么区别与联系呢

我们看表皮系数的定义式

流动效率的计算式

这两个参数都是

可以定量地来表达油井的完善程度

对于完善井来说

表皮系数S等于0 FE等于1

为什么呢

我们说如果完善井的话 ks和k是相等的

所以S是等于0的 如果是完善井的话

理想压差和实际压差是相等的

所以FE是等于1的 同样的

对于增产之后的超完善井 S小于0 FE大于1

对于油层受到污染的不完善井

S大于0 FE小于1

这是第一个方面 第二个方面 我们说

表皮系数一般用在了产量公式计算当中

也就是说

利用这个公式去计算油井产量的时候

我们带入这个具体的表皮系数的值

可以去计算产量

这是表皮系数一般的用法 常用的用法

对于流动效率而言 一般用在了

实际流压和理想流压的转换当中

也就是说 我们刚才强调的这个转换的式子

这里面用到了流动效率的这样一个概念

以上就是我们这节的主要内容

同学们再见