采油工程方案设计讲稿6new.ppt

采油工程方案设计采油工程方案设计陈陈 德德 春春石油大学（华东）石油工程学院石油大学（华东）石油工程学院2004年年3月月1.采油方式是任何油田贯穿其开发全过程的采油方式是任何油田贯穿其开发全过程的基本生产技术，各种采油方式有各自的工作原基本生产技术，各种采油方式有各自的工作原理、举升能力和对油井开采条件的适应性。采理、举升能力和对油井开采条件的适应性。采油方式的选择与油藏地质特点、油田开发动态、油方式的选择与油藏地质特点、油田开发动态、油井生产能力以及地面环境等密切相关，它直油井生产能力以及地面环境等密切相关，它直接影响原油产量和油田开发效果。因此，采油接影响原油产量和油田开发效果。因此，采油方式的优选及工艺方案设计在采油工程方案中方式的优选及工艺方案设计在采油工程方案中占有重要地位。占有重要地位。第六章第六章 采油方式选择采油方式选择2.6.1 6.1 采油方式选择的主要内容采油方式选择的主要内容第六章 采油方式选择采采油油方方式式优优选选与与工工艺艺方方案案设设计计框框架架3.需要的主要技术资料：需要的主要技术资料：1)1)地面及地下流体性质；地面及地下流体性质；2)2)试油试采产能资料；试油试采产能资料；3)3)油层及井身结构及套管程序资料；油层及井身结构及套管程序资料；4)4)与原油生产费用有关的数据；与原油生产费用有关的数据；5)5)油藏工程方案确定的开发方式及预测的不同开发阶段的动态指标油藏工程方案确定的开发方式及预测的不同开发阶段的动态指标 6.1 6.1 采油方式选择的主要内容采油方式选择的主要内容第六章 采油方式选择(1)(1)依据地质研究、油藏工程研究、油井生产条件分析依据地质研究、油藏工程研究、油井生产条件分析等结果确定采油方式选择原则和要求，准备采油方式选等结果确定采油方式选择原则和要求，准备采油方式选择所需要的基础资料。择所需要的基础资料。4.(2)(2)油油藏藏或或区区块块油油井井产产能能预预测测与与分分析析,预预测测油油田田不不同同开开发发阶阶段段各各类类油油井井的的产产液液或或产产油油指指数数及及各各类类油油井井产产能能随随时时空空的变化规律。的变化规律。表6-1 不同开发阶段油井产能预测结果第六章 采油方式选择 油田不同开发阶段油田的产能分析采油(液)指数预测曲线5.常用人工举升方式的综合对比分析常用人工举升方式的综合对比分析 在在油油田田开开发发过过程程中中，越越来来越越多多的的油油井井自自身身能能量量不不足足以以将将原原油油从从井井下下举举升升到到地地面面，需需要要人人工工地地补补充充举举升升能能量量。人人工工举举升升的的目目的的就就是是人人为为地地为为油油藏藏流流体体补补充充能能量量、维维持持一一个个低低的的井井底底流流压压，使使得得油油层层能能够提供所要求量的流体够提供所要求量的流体(特别是油量特别是油量)，并将其举升到地面。，并将其举升到地面。目目前前矿矿场场应应用用的的人人工工举举升升方方法法多多种种多多样样，选选择择一一个个合合适适的的方方式式对对油井和油田的长期效益是非常重要的。油井和油田的长期效益是非常重要的。第六章 采油方式选择1)1)根根据据地地面面生生产产和和油油藏藏地地质质条条件件及及各各种种采采油油方方式式的的适适用用范围，初步确定可供选用的采油方式。范围，初步确定可供选用的采油方式。(3)(3)油井生产动态模拟油井生产动态模拟6.常用人工举升方式的综合对比分析常用人工举升方式的综合对比分析7.常用人工举升方式的综合对比分析常用人工举升方式的综合对比分析8.除了表中指标外，除了表中指标外，还可以进行各种采油还可以进行各种采油方式对排量、下泵深方式对排量、下泵深度、原油粘度、含砂、度、原油粘度、含砂、含蜡、气油比、腐蚀、含蜡、气油比、腐蚀、结垢、检泵作业、占结垢、检泵作业、占地大小、故障诊断等地大小、故障诊断等指标的对比分析。指标的对比分析。常用人工举升方式的综合对比分析常用人工举升方式的综合对比分析美国推荐的采油方式适应性图版9.BlaisBlais等等(1986)(1986)提出的柱塞气举、有杆泵、气举和电潜泵举升最佳使用范围提出的柱塞气举、有杆泵、气举和电潜泵举升最佳使用范围 常用人工举升方式的综合对比分析常用人工举升方式的综合对比分析10.BlaisBlais等等(1986)(1986)提出的水力活塞泵和水力射流泵举升最佳使用范围提出的水力活塞泵和水力射流泵举升最佳使用范围 常用人工举升方式的综合对比分析常用人工举升方式的综合对比分析11.2)2)根根据据初初选选结结果果，建建立立各各种种采采油油方方式式的的油油井井生生产产动动态态模模拟拟器器，主主要要包包括括自自喷喷、常常规规有有杆杆泵泵、潜潜油油电电泵泵、水力活塞泵、气举等采油井生产动态模拟器。水力活塞泵、气举等采油井生产动态模拟器。第六章 采油方式选择(3)(3)油井生产动态模拟油井生产动态模拟12.自喷井生产动态预测自喷井生产动态预测 自自喷喷采采油油是是既既方方便便又又经经济济的的一一种种采采油油方方式式。因因此此，采采油油方方式式的的选选择择应应首首先先确确定定在在油油藏藏工工程程设设计计方方案案规规定定的的压压力力保保持持水水平平下下，油油井井在在不不同同含含水水阶阶段段能能否否自自喷喷及及自自喷喷的能力，以及停喷条件和需要转入机械采油的时机。的能力，以及停喷条件和需要转入机械采油的时机。由于编制开发方案时，采油方式的选择并不需要对由于编制开发方案时，采油方式的选择并不需要对单个井制定合理的工作制度，而只是了解油井的宏观生单个井制定合理的工作制度，而只是了解油井的宏观生产动态，主要是为了研究能否自喷、停喷条件及自喷能产动态，主要是为了研究能否自喷、停喷条件及自喷能力力(最大自喷产量最大自喷产量)。为此，需要应用节点分析方法。为此，需要应用节点分析方法。13.该该节节点点分分析析系系统统分分为为油油藏藏与与油油管管两两个个子子系系统统，有有两两种种求求解解方方法法。（1 1）井井底底为为求求解解点点：主主要要用用于于研研究究油油藏藏与与井井筒筒协协调调工工作作特特性性，确确定定最最大大自自喷喷产产量量。（2 2）井井口口为为求求解解点点：主主要要研研究究油油井井停停喷喷条条件件和和进进行行油油藏藏直接的敏感性分析。直接的敏感性分析。自喷井生产动态预测自喷井生产动态预测14.a.最大自喷产量预测最大自喷产量预测 为了确定在固定井口油压条件下，不同产液指数为了确定在固定井口油压条件下，不同产液指数的油井在不同含水阶段的最大自喷产量及相应的井底的油井在不同含水阶段的最大自喷产量及相应的井底流压，将以井底为系统的求解点。流压，将以井底为系统的求解点。对于不同的油藏压力保持水平，在各种产液指数对于不同的油藏压力保持水平，在各种产液指数和含水条件下进行上述计算，便可获得不同压力保持和含水条件下进行上述计算，便可获得不同压力保持水平下不同产液指数的油井在不同含水阶段可能获得水平下不同产液指数的油井在不同含水阶段可能获得的最大自喷产量曲线。的最大自喷产量曲线。自喷井生产动态预测自喷井生产动态预测15.不油藏压力下不同采油指数的油井最大自喷产不油藏压力下不同采油指数的油井最大自喷产量（弹性开采）量（弹性开采）自喷井生产动态预测自喷井生产动态预测16.为了便于研究油井为了便于研究油井能否自喷、自喷能力、能否自喷、自喷能力、停喷条件和绘制自喷井停喷条件和绘制自喷井协调生产曲线，可利用协调生产曲线，可利用油井自喷模拟器以井口油井自喷模拟器以井口为求解点进行计算。为求解点进行计算。b.自喷能力（产量）预测自喷能力（产量）预测自喷井生产动态预测自喷井生产动态预测油层油层-油管协调曲线油管协调曲线1、含水含水0；2、含水含水20%；3、含水含水40%；4、含水含水60%17.2与与2 1/2油管井口油压与产量关系曲线的比较油管井口油压与产量关系曲线的比较注：注：1 1，11含水含水0 0；2 2，22含水含水20%20%；3 3，33含水含水40%40%；4 4，44含水含水60%60%；5 5，55含水含水80%80%；2点划线；点划线；2 1/2实线实线 c.停喷条件预测停喷条件预测自喷井生产动态预测自喷井生产动态预测18.d.转机采时机预测：转机采时机预测：油井无法稳定自喷获自喷产量较小时。油井无法稳定自喷获自喷产量较小时。不同产液指数敞喷产量不同产液指数敞喷产量含水关系曲线含水关系曲线 油井无法维油井无法维持稳定自喷持稳定自喷 自喷井生产动态预测自喷井生产动态预测19.有杆抽油井生产动态模拟有杆抽油井生产动态模拟 抽油井生产动态模拟器模拟抽油井生产动态模拟器模拟的是油层的是油层井筒井筒机、杆、泵所机、杆、泵所组成的有杆泵井的生产系统，是组成的有杆泵井的生产系统，是在选定不同机型的条件下，以泵在选定不同机型的条件下，以泵口处为系统的求解点。采用系统口处为系统的求解点。采用系统分析方法，求解不同产液指数的分析方法，求解不同产液指数的油井在不同含水阶段的最大可能油井在不同含水阶段的最大可能产量及其相应的抽汲参数。产量及其相应的抽汲参数。20.电潜泵井生产动态模拟电潜泵井生产动态模拟 电潜泵具有排量大、地面设备及向井下传递能量电潜泵具有排量大、地面设备及向井下传递能量的方式简单等特点，常作为高产井及中、高含水期油的方式简单等特点，常作为高产井及中、高含水期油井提高排液量以保持产油量的一种采油方式。井提高排液量以保持产油量的一种采油方式。电潜泵井生产动态模拟器所模拟的是由油层、井电潜泵井生产动态模拟器所模拟的是由油层、井筒和井下电潜泵机组所组成的生产系统。采用在给定筒和井下电潜泵机组所组成的生产系统。采用在给定井口回压条件下以泵口为求解点来选择使油井能获得井口回压条件下以泵口为求解点来选择使油井能获得最大可能产量时的电潜泵机组，以及计算电潜泵井生最大可能产量时的电潜泵机组，以及计算电潜泵井生产时的压力、温度、功率、泵效及电耗等工况指标。产时的压力、温度、功率、泵效及电耗等工况指标。21.电潜泵井生产系统简图 电潜泵井生产动态模拟电潜泵井生产动态模拟 22.电电潜潜泵泵井井生生产产模模拟拟器器计计算算框框图图 23.电潜泵的工作规律是由制造厂家提供的泵特性曲线（即泵排量电潜泵的工作规律是由制造厂家提供的泵特性曲线（即泵排量Q Q与与压头压头H H、功率、功率和制动功率和制动功率N N的关系曲线）表示。的关系曲线）表示。电潜泵井生产动态模拟电潜泵井生产动态模拟 潜油离心泵特性曲线图24.主要计算模型主要计算模型 1 1）泵特性的粘度和含气校正系数）泵特性的粘度和含气校正系数（1 1）泵排量粘度校正系数）泵排量粘度校正系数 ；（；（2 2）泵扬程粘度校正系数）泵扬程粘度校正系数 ；（3 3）轴功率粘度校正系数）轴功率粘度校正系数 ；（；（4 4）气体校正系数）气体校正系数 2 2）泵型选择和计算）泵型选择和计算 （1 1）根据有效总扬程分段，并逐段计算单级排量、扬程和）根据有效总扬程分段，并逐段计算单级排量、扬程和功率功率 ；（；（2 2）各段的级数和泵内增温）各段的级数和泵内增温 ；（；（3 3）泵功率、效率、）泵功率、效率、级数和液体增温级数和液体增温 ；（；（4 4）泵出口温度）泵出口温度 3 3）电潜泵井泵口以上流体温度分布）电潜泵井泵口以上流体温度分布 电潜泵井生产动态模拟电潜泵井生产动态模拟 25.水力活塞泵井生产动态模拟水力活塞泵井生产动态模拟 水力活塞泵采油具有泵挂深、排量调节控制方便的特点，可水力活塞泵采油具有泵挂深、排量调节控制方便的特点，可利用液力起下和利用动力液携带热量，还具有对复杂油井条件利用液力起下和利用动力液携带热量，还具有对复杂油井条件（稠油、高凝油、定向井）有较强的适应性等特点，因而也常被（稠油、高凝油、定向井）有较强的适应性等特点，因而也常被作为采油方式的选择对象，特别是对稠油或高凝油藏及定向井。作为采油方式的选择对象，特别是对稠油或高凝油藏及定向井。水力活塞泵油井生产动态模拟器所模拟的是以油层、井筒水力活塞泵油井生产动态模拟器所模拟的是以油层、井筒（动力液、产出液系统）及井下机组（泵和马达）所组成的油井（动力液、产出液系统）及井下机组（泵和马达）所组成的油井生产系统。以动力液地面入口作为解点，采用系统分析方法对一生产系统。以动力液地面入口作为解点，采用系统分析方法对一定型号的泵以油井最大产量生产时所需要的参数及工况指标等。定型号的泵以油井最大产量生产时所需要的参数及工况指标等。26.水水力力活活塞塞泵泵井井生生产产模模拟拟器器计计算算框框图图 27.水力活塞泵井生产动态模拟水力活塞泵井生产动态模拟 主要计算模型主要计算模型 1)1)井筒温度计算，包括动力液温度分布、环形空间混合液温度分井筒温度计算，包括动力液温度分布、环形空间混合液温度分布计算布计算2 2）水力活塞泵系统的压力关系计算，包括动力液井口压力）水力活塞泵系统的压力关系计算，包括动力液井口压力 、动力、动力液马达入口压力液马达入口压力 、乏动力液与泵的排出压力、乏动力液与泵的排出压力 、机组压力损失、机组压力损失 3 3）马达效率与井下泵效，包括马达效率、井下泵效率）马达效率与井下泵效，包括马达效率、井下泵效率 4 4）功率及效率，包括动力液井口输入功率、井下效率）功率及效率，包括动力液井口输入功率、井下效率 28.水力射流泵井生产动态模拟水力射流泵井生产动态模拟 水力射流泵水力射流泵没有运动件，靠动力液与地层流体的动量转换实现没有运动件，靠动力液与地层流体的动量转换实现抽油，结构紧凑，泵排量范围大，对定向井、水平井和海上丛式井抽油，结构紧凑，泵排量范围大，对定向井、水平井和海上丛式井的举升有良好的适应性。由于可利用动力液的热力及化学特性，水的举升有良好的适应性。由于可利用动力液的热力及化学特性，水力射流泵也可用于高凝油、稠油、高含蜡油井的开采，因而也常被力射流泵也可用于高凝油、稠油、高含蜡油井的开采，因而也常被作为采油方式的选择对象。作为采油方式的选择对象。水力射流泵油井生产动态模拟器所模拟的是以油层、井筒（动水力射流泵油井生产动态模拟器所模拟的是以油层、井筒（动力液、产出液系统）及井下机组（泵和马达）所组成的油井生产系力液、产出液系统）及井下机组（泵和马达）所组成的油井生产系统。以动力液地面入口作为解点，采用系统分析方法对一定型号的统。以动力液地面入口作为解点，采用系统分析方法对一定型号的泵以油井最大产量生产时所需要的参数及工况指标等。泵以油井最大产量生产时所需要的参数及工况指标等。29.水水力力射射流流泵泵井井生生产产模模拟拟器器计计算算框框图图 30.主要计算模型主要计算模型 1 1）射流泵基本方程）射流泵基本方程流量比：流量比：射流泵基本方程射流泵基本方程 ：2 2）温度分布计算方法）温度分布计算方法 3 3）压力分布计算方法）压力分布计算方法包括动力液马达入口压力、乏动力液与泵的排出压力包括动力液马达入口压力、乏动力液与泵的排出压力 4 4）气蚀校验）气蚀校验 5 5）泵效）泵效 水力射流泵井生产动态模拟水力射流泵井生产动态模拟 31.气举井生产动态模拟气举井生产动态模拟 气举气举是一种对油井适应性较强的机械采油方式。它的举升是一种对油井适应性较强的机械采油方式。它的举升深度大，生产范围大，井下测试工艺简单。在有足够气源的条深度大，生产范围大，井下测试工艺简单。在有足够气源的条件下，通常被选为高油气比、高产深井及定向井，特别是丛式件下，通常被选为高油气比、高产深井及定向井，特别是丛式井的采油方式。井的采油方式。基本资料：基本资料：井深；油、套尺寸；油井生产条件（如出砂、井深；油、套尺寸；油井生产条件（如出砂、结蜡等情况）；地面管线尺寸及长度；分离器压力；预期的井结蜡等情况）；地面管线尺寸及长度；分离器压力；预期的井口油管压力；希望获得的产量；含水；注入气的相对密度；可口油管压力；希望获得的产量；含水；注入气的相对密度；可提供的注气压力及气量；油井流入动态；油藏温度；地面流动提供的注气压力及气量；油井流入动态；油藏温度；地面流动温度；地面原油密度；水的密度；地层静压；生产油气比；地温度；地面原油密度；水的密度；地层静压；生产油气比；地面原油粘度及表面张力等。面原油粘度及表面张力等。32.计算模型计算模型主要包括注气点静气柱主要包括注气点静气柱压力和环空气体流动压力分布计压力和环空气体流动压力分布计算算 气举井生产动态模拟器所模拟的气举井生产动态模拟器所模拟的是由油层、井筒和注气系统所组成的是由油层、井筒和注气系统所组成的油井生产系统。采用在给定井口回压油井生产系统。采用在给定井口回压条件下，以注气点为求解点，可确定条件下，以注气点为求解点，可确定出使油井所能获得最大可能产量是的出使油井所能获得最大可能产量是的注气点深度、注入气液比、注气量及注气点深度、注入气液比、注气量及井口注入压力，并计算功率、效率及井口注入压力，并计算功率、效率及能耗等指标。能耗等指标。33.3)3)应应用用油油井井生生产产动动态态模模拟拟器器计计算算区区块块或或油油井井采采用用不不同同采采油油方方式式，在在保保持持一一定定油油藏藏压压力力水水平平、不不同同采采液液指数和不同含水阶段的最大产量图版及工况指标。指数和不同含水阶段的最大产量图版及工况指标。第六章 采油方式选择(3)(3)油井生产动态模拟油井生产动态模拟34.油油井井生生产产最最大大产产量量图图版版第六章 采油方式选择35.表表6-2 6-2 自喷井生产动态模拟计算结果自喷井生产动态模拟计算结果第六章 采油方式选择36.表表6-3 6-3 常规有杆泵井采油计算结果常规有杆泵井采油计算结果第六章 采油方式选择37.表表6-4 6-4 潜油电泵井采油计算结果潜油电泵井采油计算结果第六章 采油方式选择38.表表6-5 6-5 水力活塞泵井采油计算结果水力活塞泵井采油计算结果第六章 采油方式选择39.表表6-6 6-6 气举井采油计算结果气举井采油计算结果第六章 采油方式选择40.4)4)预测不同采油方式下的油井最大产量预测不同采油方式下的油井最大产量不同不同举升举升方式方式最大最大产量产量预测预测曲线曲线第六章 采油方式选择(3)(3)油井生产动态模拟油井生产动态模拟41.在在应应用用油油井井生生产产动动态态模模拟拟器器确确定定出出不不同同采采油油方方式式在在不不同同含含水水阶阶段段的的生生产产技技术术指指标标的的基基础础上上，综综合合考考虑虑经经济济、管管理理和和生生产产条条件件等等因因素素后后，对对不不同采油方式作出评价与决策。同采油方式作出评价与决策。第六章 采油方式选择(4)(4)采油方式综合评价与决策采油方式综合评价与决策42.采采油油方方式式综综合合评评价价与与决决策策因因素素第六章 采油方式选择43.采油方式综合评价结果采油方式综合评价结果第六章 采油方式选择44.举升方式决策系数曲线举升方式决策系数曲线第六章 采油方式选择45.根根据据采采油油方方式式综综合合评评价价与与决决策策的的结结果果，选选定定各各类类油油井井应应用用的的采采油油方方式式，确确定定其其工工艺艺参参数数和和设设备备类类型型、规规格格、数数量量与与性性能能，设设计计配配套套的的管管柱柱结结构构，进进行行强强度度校校核核，编编制制采采油油工工艺艺方方案案，提提出出采采油油方方式式选选择择结结论论及及实实施施建建议议，并并从从技技术术和和经经济济两两个个方方面面对对油油藏工程方案提出修正或选择等反馈建议。藏工程方案提出修正或选择等反馈建议。第六章 采油方式选择(5)(5)采油工艺方案的编制采油工艺方案的编制46.6.2 6.2 油井产能计算与分析油井产能计算与分析第六章 采油方式选择 油油井井产产能能以以采采油油（液液）指指数数、流流入入动动态态来来表表示示。选选择择采采油油方方式式不不仅仅要要满满足足目目前前的的产产量量要要求求，而而且且要要适适应应各各开开发发阶阶段段的的要要求求。因因此此，必必须须了了解解油油井井的的产产能能变变化规律。化规律。获获得得油油井井产产能能的的方方法法主主要要是是依依据据试试油油、试试采采资资料料，但但它它仅仅能能表表示示当当前前或或特特定定工工作作制制度度下下的的产产能能。必必须须通通过过油油藏藏数数值值模模拟拟或或相相对对渗渗透透率率曲曲线线预预测测不不同同开开发发阶阶段段的的采采油（液）指数和流入动态。油（液）指数和流入动态。47.油井流入动态曲线（油井流入动态曲线（IPRIPR曲线）曲线）：表示产量与井底流压关系的曲线，简称表示产量与井底流压关系的曲线，简称IPRIPR曲线。曲线。油井流入动态：油井流入动态：油井产量与井底流动压力的关系。它反映了油藏向井的供油能油井产量与井底流动压力的关系。它反映了油藏向井的供油能力，反映了油藏压力、油层物性、流体物性、完井质量等对油层渗力，反映了油藏压力、油层物性、流体物性、完井质量等对油层渗流规律的影响，是采油工程与油藏工程的衔接点。通过油井流入动流规律的影响，是采油工程与油藏工程的衔接点。通过油井流入动态研究为油藏工程提供检验资料；为采油工程的下一步工作提供依态研究为油藏工程提供检验资料；为采油工程的下一步工作提供依据；检查钻井、固井、完井和各项工艺措施等技术水平的优劣。据；检查钻井、固井、完井和各项工艺措施等技术水平的优劣。6.2 6.2 油井产能计算与分析油井产能计算与分析第六章 采油方式选择48.第六章 采油方式选择典型的流入动态曲线典型的流入动态曲线49.6.2.1 6.2.1 直井单相液体流入动态直井单相液体流入动态(基于达西定律基于达西定律)供给边缘压力不变圆形地层供给边缘压力不变圆形地层中心一口井的产量公式为：中心一口井的产量公式为：圆形封闭油藏圆形封闭油藏，拟稳态条件下的油井产量公式为：，拟稳态条件下的油井产量公式为：第六章 采油方式选择50.泄油面积形状与油井的位置系数泄油面积形状与油井的位置系数对于非圆形封闭泄对于非圆形封闭泄油面积的油井产量油面积的油井产量公式，可根据泄油公式，可根据泄油面积和油井位置进面积和油井位置进行校正。行校正。第六章 采油方式选择51.采油采油(液液)指数指数：单位生产压差下的油井产油单位生产压差下的油井产油(液液)量，量，反映油层性反映油层性质、厚度、流体物性、完井条件及泄油面积等与产量质、厚度、流体物性、完井条件及泄油面积等与产量之间关系的综合指标。之间关系的综合指标。第六章 采油方式选择IPRIPR曲线斜率曲线斜率的负倒数的负倒数52.第六章 采油方式选择当油井产量很高时，井底附近将出现当油井产量很高时，井底附近将出现非达西渗流非达西渗流：53.o o、BoBo、KroKro都是压力的函数。用上述方法绘制都是压力的函数。用上述方法绘制IPRIPR曲线十分繁琐。曲线十分繁琐。通常结合生产资料来绘制通常结合生产资料来绘制IPRIPR曲线。曲线。平面径向流，直井油气两相渗流时油井产量公式为：平面径向流，直井油气两相渗流时油井产量公式为：6.2.2 6.2.2 直井油气两相流入动态直井油气两相流入动态第六章 采油方式选择54.(1)Vogel(1)Vogel 方法方法第六章 采油方式选择Vogel Vogel 曲线曲线55.假设假设 与压力与压力 成直线关系，则：成直线关系，则：(2)(2)费特柯维奇方法费特柯维奇方法(溶解气驱油藏溶解气驱油藏)第六章 采油方式选择式中：式中：56.（3 3）非完善井）非完善井VogelVogel方程的修正方程的修正油水井的非完善性：油水井的非完善性：打开性质不完善；如射孔完成打开性质不完善；如射孔完成 打开程度不完善；如未全部钻穿油层打开程度不完善；如未全部钻穿油层 打开程度和打开性质双重不完善打开程度和打开性质双重不完善 油层受到损害油层受到损害 酸化、压裂等措施酸化、压裂等措施 改变油井的完善性，从而增加或降低井底附近的压力降，影响油改变油井的完善性，从而增加或降低井底附近的压力降，影响油井流入动态关系。井流入动态关系。第六章 采油方式选择57.完善井完善井:非完善井非完善井:令：令：非完善井附加压力降非完善井附加压力降:则：则：第六章 采油方式选择58.油井的流动效率（油井的流动效率（FEFE）：）：油井的理想生产压差与实际生产压差之比。油井的理想生产压差与实际生产压差之比。油层受污染的或不完善井，油层受污染的或不完善井，完善井完善井,增产措施后的超完善井，增产措施后的超完善井，第六章 采油方式选择59.Standing Standing 无因次无因次IPRIPR曲线曲线 Standing Standing方法方法(FE=0.5(FE=0.51.5)1.5)第六章 采油方式选择60.Harrison Harrison方法方法(FE=1(FE=12.5)2.5)HarrisonHarrison无因次无因次IPRIPR曲线曲线(FE1)(FE1)第六章 采油方式选择61.6.2.3 6.2.3 斜井和水平井的斜井和水平井的IPRIPR曲线曲线 Cheng Cheng对溶解气驱油藏中斜井和水平井进行了数对溶解气驱油藏中斜井和水平井进行了数值模拟，并用回归的方法得到了类似值模拟，并用回归的方法得到了类似VogelVogel方程的不方程的不同井斜角井的同井斜角井的IPRIPR回归方程：回归方程：A A、B B、C C为取决于井斜角的系数。为取决于井斜角的系数。第六章 采油方式选择62.Bendakhlia Bendakhlia等用两种三维三相黑油模拟器研究了多种等用两种三维三相黑油模拟器研究了多种情况下溶解气驱油藏中水平井的流入动态关系。得到了不情况下溶解气驱油藏中水平井的流入动态关系。得到了不同条件下同条件下IPRIPR曲线。曲线。BendakhliaBendakhlia用公式来拟合用公式来拟合IPRIPR曲线图版，发现吻合很好。曲线图版，发现吻合很好。第六章 采油方式选择63.拟合的拟合的IPRIPR曲线与实际曲线的对比曲线与实际曲线的对比_拟合的拟合的IPRIPR曲线曲线,实际曲线实际曲线第六章 采油方式选择64.参数参数v v、n n与采收率系数之间的关系与采收率系数之间的关系第六章 采油方式选择65.其它水平井产能计算模型：其它水平井产能计算模型：BorisovBorisov模型：模型：GigerGiger模型：模型：第六章 采油方式选择66.JoshiJoshi模型：模型：Renard&DupuyRenard&Dupuy模型：模型：第六章 采油方式选择67.（1 1）基本公式基本公式 当油藏压力高于饱和压力，而流动压力低于饱和压当油藏压力高于饱和压力，而流动压力低于饱和压力时，油藏中将同时存在单相和两相流动，拟稳态条件力时，油藏中将同时存在单相和两相流动，拟稳态条件下产量的一般表达式为下产量的一般表达式为:6.2.4 6.2.4 时的流入动态时的流入动态第六章 采油方式选择68.组合型组合型IPRIPR曲线曲线（2 2）实用计算方法实用计算方法(组合型组合型IPRIPR方法方法)第六章 采油方式选择69.流压等于饱和压力时的产量为：流压等于饱和压力时的产量为：当当 时，由于油藏中全部为单相液体流动。时，由于油藏中全部为单相液体流动。流入动态公式为：流入动态公式为：第六章 采油方式选择70.当当 后，油藏中出现两相流动。后，油藏中出现两相流动。直线段直线段采油指数采油指数第六章 采油方式选择71.综合综合IPRIPR曲线的实质曲线的实质:按含水率取纯油按含水率取纯油IPRIPR曲线曲线和水和水IPRIPR曲线的加权平均值。曲线的加权平均值。当已知测试点计算采液指数当已知测试点计算采液指数时，是按产量加权平均；当时，是按产量加权平均；当预测产量或流压时是按流压预测产量或流压时是按流压加权平均。加权平均。油气水三相油气水三相IPR IPR 曲线曲线6.2.5 Petrobras6.2.5 Petrobras油气水三相油气水三相IPR IPR 曲线曲线第六章 采油方式选择72.已知一个测试点已知一个测试点(、)和饱和压力和饱和压力 及油藏压力及油藏压力 当当 时：时：当当 时：时：当当 时：时：其中：其中：第六章 采油方式选择(1)(1)采液指数计算采液指数计算73.，则：，则：，则按流压加权平均进行推导：，则按流压加权平均进行推导：(2)(2)某一产量下的流压计算某一产量下的流压计算所以：所以：第六章 采油方式选择74.因为：因为：所以：所以：若若 ，则综合，则综合IPRIPR曲线的斜率可近似为常数。曲线的斜率可近似为常数。第六章 采油方式选择75.(1)(1)油井流入动态研究主要有三种途径：油井流入动态研究主要有三种途径：基于基于VogelVogel、FetkovichFetkovich、PetrobrasPetrobras方法的完善。方法的完善。建立不同类型油藏和井底条件的渗流模型。建立不同类型油藏和井底条件的渗流模型。利用单井流入动态的油藏数值模拟技术。利用单井流入动态的油藏数值模拟技术。(2)(2)油井流入动态是采油工程各项技术措施设计、分析与评油井流入动态是采油工程各项技术措施设计、分析与评价的依据。价的依据。6.2.6 6.2.6 小结小结第六章 采油方式选择76.6.3 6.3 采油方式综合评价与决策分析第六章 采油方式选择 现现代代油油田田开开发发的的重重要要标标志志：由由单单项项技技术术研研究究和和实实施施走走向向油油田田经经营营，从从经经济济角角度度考考察察技技术术和和把把握握技技术术方方向向；把把油油田田开开发发过过程程作作为为一一项项不不同同层层次次、不不同同类类型型的的众众多多子子系系统统组组成成的的系系统统工工程程来来研研究究和和管管理理。它它所所追追求求的的目目标标是是整整个个系系统统的的最最优优。因因此此，油油田田开开发发过过程程中中从从开开发发方方案案的的制制定定、实实施施、调调整整到到油油田田开开发发结结束束，都都将将遇遇到到一一系系列列不不同同层层次的决策问题。计算机的发展为它提供了强有力的手段。次的决策问题。计算机的发展为它提供了强有力的手段。77.“采油方式综合评价与决策分析采油方式综合评价与决策分析”是解决石油生产过程中生产是解决石油生产过程中生产要素配置的技术经济问题。其要素配置的技术经济问题。其任务任务是针对油藏和油井特点，确定用是针对油藏和油井特点，确定用什么方法和设备从数百米到数千米的油井内将原油经济有效地举升什么方法和设备从数百米到数千米的油井内将原油经济有效地举升到地面。到地面。各种采油方式都有各自的工作理论、举升能力和对油井开采条各种采油方式都有各自的工作理论、举升能力和对油井开采条件的适应性。采油方式与油藏地质特点、油田开发动态、油井生产件的适应性。采油方式与油藏地质特点、油田开发动态、油井生产能力以及地面环境等密切相关。同时，它又是涉及到每口油井和油能力以及地面环境等密切相关。同时，它又是涉及到每口油井和油田开发全过程的基本生产技术。田开发全过程的基本生产技术。因此，采油方式的选择不仅关系到因此，采油方式的选择不仅关系到油田建设的基本投资和生产费用，而且直接影响到原油产量和采收油田建设的基本投资和生产费用，而且直接影响到原油产量和采收率，率，特别是转入机械采油之后，这一问题将更为重要。特别是转入机械采油之后，这一问题将更为重要。6.3 6.3 采油方式综合评价与决策分析第六章 采油方式选择78.美美国国K.EK.E布布朗朗等等人人八八十十年年初初提提出出了了单单井井生生产产系系统统的的节节点点分分析析方方法法，并并用用于于单单井井生生产产系系统统的的技技术术分分析析和和设设计计。八八十十年年代代中中期期我我国国开开始始采采用用这种方法，并逐步用于采油方式选择。这种方法，并逐步用于采油方式选择。但但这这种种方方法法用用于于采采油油方方式式选选择择时时存存在在两两个个问问题题：一一是是以以单单井井生生产产系系统统为为对对象象，没没有有从从油油藏藏或或开开发发区区块块的的整整体体动动态态变变化化考考虑虑采采油油方方式式的的选选择择；二二是是单单井井生生产产系系统统分分析析方方法法只只是是依依据据技技术术指指标标，从从技技术术角角度度选选择择采采油油方方式式。即即使使进进行行经经济济分分析析，也也只只是是在在静静态态条条件件下下进进行行简简单单的的设设备备投资核算和比较。投资核算和比较。6.3 6.3 采油方式综合评价与决策分析第六章 采油方式选择6.3.1 6.3.1 节点分析方法节点分析方法79.八十年代，前苏联学者们提出了等级权衡采油方式选择方法，可进八十年代，前苏联学者们提出了等级权衡采油方式选择方法，可进行各种采油方式对众多影响因素适应性的权衡分析。行各种采油方式对众多影响因素适应性的权衡分析。其实质其实质就是用等级就是用等级方法来综合评价各种人工举升方式的主要指标，在考虑技术、工艺、使方法来综合评价各种人工举升方式的主要指标，在考虑技术、工艺、使用、经济和社会等诸多因素的基础上，选出较适合的人工举升方式。美用、经济和社会等诸多因素的基础上，选出较适合的人工举升方式。美国学者从八十年代以来不断提出一些各种采油方法对各种生产操作条件国学者从八十年代以来不断提出一些各种采油方法对各种生产操作条件的适应性对比结果，供选择采油方式时参考。的适应性对比结果，供选择采油方式时参考。但该方法把涉及不同层次的定量和非定量多因素复杂系统的决策问但该方法把涉及不同层次的定量和非定量多因素复杂系统的决策问题简化处理，没有把技术、经济和生产操作条件有机地结合起来建立完题简化处理，没有把技术、经济和生产操作条件有机地结合起来建立完整的决策模型和方法。整的决策模型和方法。第六章 采油方式选择6.3.2 6.3.2 等级权衡法等级权衡法80.等等级级权权衡衡法法将将人人工工举举升升方方式式的的综综合合参参数数可可细细分分为为两两组组局局部部参参数数：一一组组是是用用来来评评价价某某种种人人工工举举升升法法成成功功应应用用的的可可能能性性，用用X X表表示示，它它采采用用5 5级级评评估估系系数数，即即X X4 4为为优优秀秀，X X3 3为为良良好好，X X2 2为为及及格格，X X1 1为为差差，X X0 0为为不不可可能能。另另一一组组是是用用来来表表征征某某种种人人工工举举升升法法的的复复杂杂性性、基基建建投投资资费费用用、钢钢材材耗耗量量等等因因素素，用用Y Y表表示示。它它采采用用3 3级级评评估估系系数数，即即Y=3Y=3为为上上等等，Y=2Y=2为为中等，中等，Y=1Y=1为下等。等级综合参数用为下等。等级综合参数用Z Z表示，由下式计算：表示，由下式计算：根据等级综合参数根据等级综合参数Z Z值的高低选择人工举升方式。值的高低选择人工举升方式。第六章 采油方式选择81.与成与成功运功运用人用人工举工举升方升方法可法可行性行性有关有关参数参数的分的分级表级表第六章 采油方式选择82.与人工举升方法复杂性有关参数的分级表与人工举升方法复杂性有关参数的分级表第六章 采油方式选择83.例如：临盘大芦家油田馆三例如：临盘大芦家油田馆三5 5层位油井采油方式选择层位油井采油方式选择局部参数局部参数X X的评估值表的评估值表第六章 采油方式选择84.局部参数局部参数Y Y的评估值表的评估值表第六章 采油方式选择85.等级综合参数计算结果表等级综合参数计算结果表 常规有杆泵采油方式的等级综合参数较高，其次是常规有杆泵采油方式的等级综合参数较高，其次是地面驱动螺杆泵采油方式。地面驱动螺杆泵采油方式。第六章 采油方式选择86.九十年代初石油大学九十年代初石油大学(华东华东)采油研究所在考采油研究所在考虑油田开采和采油方式应用特点的基础上应用现虑油田开采和采油方式应用特点的基础上应用现代软件科学理论提出了较为完整的综合决策模式代软件科学理论提出了较为完整的综合决策模式和方法，并在我国得到广泛应用。和方法，并在我国得到广泛应用。第六章 采油方式选择6.3.3 6.3.3 综合决策模式和方法综合决策模式和方法87.油田开采是