当前课程知识点:采油工程 > 第二章 油井流入动态 > 2.2 Vogel 方程及其应用 > 2.2.5 单相-两相共存流入动态
同学们好 本节我们学习
单相两相共存的油井流入动态
首先 我们先看一下
单相两相共存的渗流状态是怎么样的
在这个图中我们看到
如果饱和压力低于地层的平均压力
但是高于井底的流压
整个压降漏斗
就将整个的渗流区域分为了三个区间
第一个区间就是
地层压力到饱和压力之间的这个区域
是没有气体的单相液体的渗流
低于饱和压力开始出现气体
这是气体维持一个恒定的临界饱和度状态的
一个区间
第二个区间 第三个区间是靠近井筒的时候
因为压力梯度的增加导致气体的饱和度有上升
第三个区域 我们可以看出
在这样的三个区域里面获得的油井的产量
是这三个区域分别产生产量的叠加
我们再通过公式来看一下这个过程
这是达西定律的公式 对于拟稳态流动的状态
同时地层压力大于饱和压力
饱和压力又大于井底流压的情况之下
油井的产能公式要做这样一个积分
积分的区间
是从井底流压到地层压力整个的压力区间
因为这几个参数与压力相关
所以不能提到积分的外面
按照我们刚才的讲解
整个的积分可以分成三个区域积分的合成
这三个区域里面我们可以看到不同的区间
它的压力范围不相同
所依据的参数也是不一样的
所以通过讲解 我们可以知道
对于单相两相共存的渗流状态之下
油井的产量应该是每个区间之内产量的合成
那么这样的一种渗流状态
如果去确定它的流入动态的话
应该采取什么样的方法
在这里我们介绍的是组合IPR曲线的方法
那么是如何组合的
我们来先看两种特殊的情况
首先一种情况是
针对井底的流压高于饱和压力的情况
也就是说
我们想获得一个完整的油井IPR曲线的话
井底流压应该从0
一直变化到地层压力整个的这个范围
在这里面
我们只是考虑井底流压由地层压力变化到
饱和压力这样一个区间之内的情况
我们知道在这种情况之下
应该得到的是一个单相的流动
也就是说
整个的渗流区间里面都是一个单相流动
因为压力的变化范围
只是从地层压力变化到了饱和压力
按照我们前面所学 它应该是一条斜直线
同时跟横轴的交点得到的qb
就是对应井底流压为Pb
也就是泡点压力的时候它的产量
这是第一种特殊情况
那么第二种情况表达的意思
就是当地层压力刚好是泡点压力的时候
那么这种情况之下
整个地层里面出现的就是气液两相的流动
那么这种流动状态 按照前面我们所学的
就应该采用Vogel方程去表达它的IPR曲线
需要强调的一点 就是这种情况之下
IPR曲线与纵轴的交点得到的是饱和压力点
跟横轴的交点最大产量点
为了区分跟一般意义上的最大产量作出区别
我们这个地方指定它产量为qc
这是两种特殊的情况
如果对于井底的流压低于饱和压力
而地层压力又高于饱和压力的情况
怎么办呢 应该是这两种情况的合成
就是所谓的这两种情况的一个组合
我们来看这种情况 地层压力高于饱和压力
饱和压力又高于井底的流压
这种情况之下
我们采取的办法是如下的一种形式
在这样的一个坐标系下
当井底的流压大于饱和压力时
这个时候油藏中的
全部流动都为单相液体的流动
因此我们去画出这一段的IPR曲线
应该是一条斜直线
画到什么地方为止呢
画到压力为饱和压力的这个点为止
同时对应的产量就是qb 这是第一段
那么在这一段当中
流入动态的公式就是qo等于J(乘以)(Pr-Pwf)
qb这个特殊点就等于J乘以一个Pr减去Pb
对于第二段
也就是当井底的流压小于饱和压力以后
那么油藏中就出现了两相的流动
那么这个两相流动跟刚才的单相流动
是一个什么样的关系呢
按照我们刚才的介绍
我们可以知道出现的两相流动
因为它已经越过了饱和压力这个点
因此地层中单相的流动获得的产量
应该叠加到这样一个两相流动当中
因此这个时候的IPR曲线应该是在这个基础上
接上去的一段两相的IPR曲线
那么这个两相的IPR曲线里面它的最大产量qc
表达的就是这个两相区里面最大的一个产量
以这个地方为起始点
到这个位置的一个最大产量
这一点大家要特别注意 所以
我们如果是写出整体的这条IPR曲线的表达式
应该怎么写的呢 我们来看
应该是qo等于qb加上 是一个合成
是一个叠加 加上两相区里面获得的这个产量
那么这一段qc乘以这一段
就是我们前面所讲的一个Vogel方程的
就是我们前面所讲的一个Vogel方程的
一个变形的形式
在这个公式当中 我们需要注意的有两点
第一个就是两段曲线的交接点它的意义是什么
这一点的意义对于单相的流动来说
它是压力降低的最低点 饱和压力点
那么对于两相的这个区间来说
它是一个压力的最高点 也就是饱和压力这点
压力的最高点 要注意的第二个方面就是
这两个区间的工作点的意义 对于单相区而言
我们如果工作点落在这个区域里面的话
我们可以直接计算出它的采液指数
如果我们的测试点落在了两相区里面呢
如何来进行计算呢
也就是说利用这样一个公式
如果我们知道了qb qc
我们就可以利用这个公式
去计算整个的这个油井的组合IPR曲线
下面我们就来看一下
这两个特殊的值是如何获得的
首先我们列出刚才的这个公式
就是对应这一段两相区域流动的这个表达式
同时我们给出直线段的这个公式
这个公式就是产量等于产液指数乘以生产压差
那么对于一个特殊点
就是对应饱和压力的这一点
应该是产液指数(乘以)Pr减去Pb
那么对于这个直线段和曲线段的交接点
这个位置有什么特殊性呢
如果是平滑交接的话
那么这段直线段对于流压的倒数
和曲线段在这一点上
对于流压的导数应该是相等的
平滑过渡的 所以说将这个公式对流压求导
将直线段的这个公式也对流压求导
这两个导数相等的情况之下
我们可以获得一个有用的公式
那么这个公式就是qc等于1.8分之J乘以Pb
这样的话我们就可以利用这个式子获得qc了
那么在这个里面 采液指数J又是如何获得的
当然按照我们前面的讲解
我们需要借助测试资料来获得这个采液指数
需要强调的一点 是这个采液指数指的是
直线段的单相流动时候的采液指数
如何来借助测试点
如果测试点落在了直线段上
当然我们可以利用这个公式直接去求取了
如果测试点落在了曲线段上呢
测试点落在了曲线段上之后
我们采用的公式是如下的一个公式
那么这个公式是怎么获得的
其实就是将这个式子代入到这个公式当中
就可以整理出J的一个关系
那么这个关系表达的意思就是
利用测试点在曲线段上的情况
来反求直线段上的采液指数是多少
那么通过这几个公式的组合
我们就可以去解决这种组合型IPR曲线的确定方法
以上就是这节的主要内容
同学们再见
-1.1 采油工程的主要任务
-1.2 油井生产系统中的流动
-课后习题--作业
-2.1 油井流入动态曲线与油井产能
-2.2 Vogel 方程及其应用
--2.2.2 利用 Vogel 方法计算油井 IPR 曲线
-课后习题--作业
-3.1 井筒气液两相流基本概念
-3.2 垂直管流计算方法
-3.3 举升能力与 VLP 曲线
-课后习题--作业
-4.1 节点分析方法
-4.2 嘴流规律
-课后习题--作业
-5.1 气举原理
-5.2 气举阀与气举管柱
-5.3 气举设计
-课后习题--作业
-6.1 抽油装置介绍
-S1 第二课堂 油田现场的抽油机
-6.2 泵的基本原理
-6.3 悬点运动规律
-6.4 悬点载荷计算
-课后习题--作业
-6.5 抽油机平衡、扭矩与功率计算
-S2 第二课堂 抽油机平衡调节操作
--抽油机平衡操作
-6.6 泵效计算
-6.7 有杆泵设计
-6.8 有杆抽油系统工况分析
-S3 第二课堂 抽油机示功图测试
-课后习题--作业
-7.1 注水系统
-S4 第二课堂 油田注水系统介绍
--油田注水系统介绍
-7.2 吸水能力的分析
-7.3 分层注水管柱
-7.4 注水指示曲线分析与应用
-课后习题--作业
-8.0 水力压裂概述
-8.1 造缝机理
-课后习题--作业
-8.2 压裂液
-8.3 支撑剂
-8.4 压裂设计
-课后习题--作业
-9.0 酸处理概述
-9.1 碳酸盐储层盐酸处理
-9.2 砂岩储层土酸处理
-9.3 酸处理工艺
-课后习题--作业
-期末考试