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采油井合理井底压力界限的确定方法

作者：王俊魁　…    文章来源：大庆    点击数：5    更新时间：2005-12-13    

采油井合理井底压力界限的确定方法
王俊魁　王春瑞　方亮
摘要　在理论研究的基础上，根据不同油田的实际资料，给出了一个确定油井合理井底压力界限的经验公式。有了这个公式，只要知道地层压力和饱和压力，便可计算出油井或油田的最低允许流动压力。提供的方法简便适用，很容易为油田工程人员所掌握。得到的最低允许流动压力数值可作为油田配产和油田规划设计的重要依据。
主题词　饱和压力　　流动压力　　流入动态曲线　　最低允许流动压力　　地层压力
A METHOD FOR DETERMINING OF REASONABLE BOTTOM HOLE PRESSURE OFPRODUCTION WELLS
Wang Junkui,Wang Chunrui & Fang Liang
(E&D Research Institute of Daqing Petroleum Administative Bureau,Heilongjiang,163712, P.R.China)pp21-22.
ABSTRACT This paper gives an empirical formula for determing reasonable bottom hole pressure of production wells based on theoretical study and practical data of various oil fields. With the known formation pressure and saturation pressure, this formula helps to calculate the lowest allowable flowing pressure of a well or an oil field. This method is applicable for oil field engineers. The obtained lowest allowable flowing pressure value can be used as an important basis for allocation and design of an oil field.
KEY WORDS Saturation pressure,Flowing pressure,Inflow performance curve,Lowest allowable flowing pressure,Formation pressure
　　确定采油井合理的流动压力界限一直是油藏工程研究的重要课题。众所周知，在井底流动压力大于饱和压力的条件下，随着井底流动压力的降低，油井产油量成正比例增加；当井底流动压力低于饱和压力以后，由于井底附近油层中原油脱气，使油相渗透率降低，随着流动压力的降低，产量增长速度将会减慢。矿场系统试井资料表明〔1〕：当流动压力降低到一定界限以后，再降低流动压力，油井产量不但不再增加，而且还会减少。这一流压值可以作为采油井合理流动压力的下限值。我们称之为油井的最低允许流动压力。井底压力低于该值以后，由于原油脱气严重，将会影响采油井生产能力的正常发挥(图1)。

图1　油井产量与流动压力关系曲线
　　文献〔2〕推导了三相流流入动态曲线方程，并且给出了油井最低允许流动压力与饱和压力和地层压力之间的定量关系式，即
　　　　　　　　　　　(1)
式中　Pwfmin——油井最低允许流动压力，MPa；
　　Pb——饱和压力，MPa；
　　PR——地层压力，MPa。
　　　　　　　　　　　　　　　(2)
式中　α——原油溶解系数，m3/(m3.MPa)；
　　fw——油井含水率，小数；
　　Bo——原油体积系数，无因次；
　　T——油层温度，K。
　　式(1)表明，影响油井最低允许流动压力的因素包括以下几项：地层压力、饱和压力、原油物理性质以及油井的含水率。
　　如果取得了原油高压物性分析资料，则可应用式(1)准确地计算油井的最低允许流动压力。如果缺少这些资料，则可由下述给出的方法进行确定。
　　将式(1)两端同时除以饱和压力，则有
　　　　　　　　　　　　(3)
　　由式(3)可以看出，当n值一定时，PR/Pb与 Pwfmin/Pb呈二次抛物线关系。
　　根据18个油田(油井)的高压物性分析资料(表1)，分别计算了PR/Pb与 Pwfmin/Pb的数值。将其绘制在直角坐标中，曲线的变化关系如图2所示。
表1　油井最低允许流动压力和地层压力、饱和压力关系数据

油田(井)
地层压力(MPa)
饱和压力(MPa)
地面原油密度(g/cm3)
体积系数
原始气油比(m3/t)
油层温度(℃)
含水率
PR/Pb
Pwfmin/Pb
尕斯库勒油田(中浅)
19.22
8.24
0.850
1.180
52.0
50.0
0
2.33
0.839
大港油田港东开发区
15.59
14.11
0.902
1.166
57.7
67.4
0.076
1.11
0.403
大港油田港中开发区
28.18
22.85
0.852
1.433
131.0
96.0
0
1.23
0.475
巴夫雷油田Ⅱ1层
16.90
9.30
0.842
1.195
64.0
35.0
0.058
1.82
0.743
大港马西油田
57.88
39.30
0.841
2.209
383.0
149.0
0
1.47
0.612
鸭儿峡油田五井区
28.90
18.90
0.855
1.252
122.0
80.0
0
1.53
0.611
鸭儿峡油田六井区
27.20
18.60
0.855
1.232
115.0
78.0
0
1.46
0.582
高西油田
15.13
11.10
0.838
1.197
63.3
64.0
0
1.36
0.523
宋芳屯油田祝三区
14.40
5.00
0.863
1.094
26.7
65.0
0
2.88
0.964
萨中7-7井
10.83
8.75
0.875
1.122
44.8
46.0
0
1.24
0.475
杏5-4-32井
11.13
6.40
0.849
1.123
43.4
49.0
0
1.74
0.696
葡10-4-50井
12.16
6.30
0.835
1.131
49.2
46.0
0
1.93
0.795
升177井
15.00
4.95
0.862
1.078
22.1
63.5
0
3.03
0.929
葡114-58井
11.13
5.30
0.844
1.098
37.5
47.0
0
2.10
0.832
龙153井
15.30
9.60
0.836
1.199
71.4
67.0
0
1.59
0.663
杏6-2-丙42井
11.12
5.10
0.843
1.124
32.2
50.0
0
2.18
0.812
杏8-5-37井
11.52
6.10
0.846
1.111
36.8
48.0
0
1.89
0.711
萨96井
12.00
10.30
0.843
1.116
56.1
50.0
0
1.17
0.441

　　通过配线方法，可以得到确定油井最低允许流动压力的经验公式
　　　　　　　　　　　(4)
式(4)变量间的相关系数为0.9677。
　　式(4)表明，影响油井最低允许流动压力的主要因素是油井的地层压力。当饱和压力一定时，油井的地层压力越高，其最低允许流动压力也越高。
　　应用经验公式(4)对表1各油田和油井的最低允许流动压力进行了计算，并与理论公式(1)的计算结果进行了比较，两者的平均相对误差为2.6%。例如大港马西油田，用公式(1)计算的油井的最低允许流动压力为24.05MPa，用公式(4)计算的数值为23.97MPa，其相对误差为0.33%；鸭儿峡油田六井区，用公式(1)计算的油井的最低允许流动压力为10.83MPa，用公式(4)计算的数值为11.27MPa，其相对误差为4.1%。说明公式(4)计算的结果是可靠的。
　　油井最低允许流动压力是油井配产和油田规划设计的重要依据之一。应用公式(4)只要知道地层压力和饱和压力，便可以很容易地确定出这一数值。
第二作者简介：王春瑞，男，1965年生，1989年毕业于大庆石油学院采油工程专业，油藏工程师，现从事油藏工程研究工作。地址：(163712)黑龙江省大庆市让胡路区。
作者单位：王俊魁　王春瑞(大庆石油管理局勘探开发研究)
　　　　　方亮(大庆石油管理局第六采油厂)
参考文献
1，Муслимов, Р. Х.: Обоснование оптимальных забойных довлений для терригенных каллекторов, нефтяное хозяйство, сентябрь, 1984 27-29.
2，王俊魁等：油、气藏工程方法研究与应用，石油工业出版社(北京),1998　109～114。
编辑　孙桂荣
收稿日期：1999-01-05