油井见效时间和见水时间计算公式--《大庆石油地质与开发》2000年05期
油井见效时间和见水时间计算公式
【摘要】：依据稳态依次替换的思想 ,建立一种测算油井见效时间的解析方法 ,根据油水两相渗流的Beckley Leverett方程推出油井见水时间的解析公式 ,为油田开发中预测这 2个指标提供了一种重要手段。
【作者单位】：
【关键词】：
【分类号】：TE357.8【正文快照】：
注水是油田开发广泛使用的方法之一 ,水井注水后 ,地层压力提高效应自水井不断沿流线方向向油井传播。当沿速度最快、路径最短的主流线传播到油井后 ,油井开始受到注入水的影响 ,油井开始受效 ,这个时间就是所谓的见效时间。同样 ,注入水质点也不断沿流线流向油井。当沿主流
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京公网安备74号考虑井筒压降的底水油藏水平井见水时间研究36
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考虑井筒压降的底水油藏水平井见水时间研究36
2012年7月第27卷第4期西安石油大学学报（自；JournalofXi'anShiyouUniv；064X（6-04文章编号；考虑井筒压降的底水油藏水平井；见水时间研究；李立峰，岳湘安，张立娟；（中国石油大学（北京）石油工程教育部重点实验室，；摘要：为了明确水平井筒内流动对出水时机的影响，基；虑井筒压降的底水油藏水平井见水时间，分析了
2012年7月第27卷第4期西安石油大学学报（自然科学版）JournalofXi'anShiyouUniversity（NaturalScienceEdition）Jul．2012Vol．27No．4064X（6-04文章编号：1673-考虑井筒压降的底水油藏水平井见水时间研究李立峰，岳湘安，张立娟（中国石油大学（北京）石油工程教育部重点实验室，北京102249）摘要：为了明确水平井筒内流动对出水时机的影响，基于油藏渗流与井筒管流耦合方法，研究了考虑井筒压降的底水油藏水平井见水时间，分析了见水时间随水平井产量、水平井筒长度等因素的变化规律．研究结果表明：受井筒压降作用，从水平井趾端到跟端，油藏向水平井筒流入量逐渐增大，3与不考虑压降模型相比，见水时间提前；提高水平井产量使见水时间提前，水平井产量超过20m/d时，见水时间计算中忽略井筒压降将造成明显误差，产量越高，误差越大；水平井长度增加，见水时间推迟，水平井长度超过400m时，井筒压降对见水时间产生明显影响，使见水时间随长度变化速度减慢，水平井长度超过2000m后，受压降作用，见水时间不再随长度变化．实际生产条件下，井筒压降对见水时间作用显著，底水油藏开发决策中应考虑其影响．关键词：底水油藏；水平井；见水时间；井筒压降；产量；水平井长度中图分类号：TE357文献标识码：A本文建立了油藏渗流与井筒管流耦合模型，研究了考虑井筒压降的底水油藏水平井见水时间．计分析了水平井产量、算了概念模型的见水时间变化，水平段长度等因素对见水时间的影响．过去几十年中，水平井在各类油藏中得到广泛［1-3］．底水油藏中，应用水平井一旦出水会严重影响见水时间预测是重要开发效果．在出水问题研究中，的内容．在早期研究中一般不考虑井筒内压降，此条件下水平井各处流入量与见水时间相同．基于这种假设，郭大立［4］将Buckley－Lerverett方程推广到二1见水时间求解方法水平井开采底水油藏时，高于临界产量生产会得到非活塞式驱替水平井见水时间；程林维情况，［5］［6］松、范子菲利用单相渗流理论推导得到活塞式驱替见水时间；邓英尔［7］1．1物理模型形成水脊．由于临界产量值较小，实际中产量一般都因此底水脊进难以避免．水平井产能高于临界产量，研究［10］根据水平井椭球流理论求［8］解得到无限大地层水平井见水时间；Papatzacos基于移动边界方法得到不稳定渗流水平井见水时间．［9-10］：井筒内为变之后，学者注意到井筒压降的影响沿井筒流入剖面分布不均匀，应该研究这种质量流，因素对见水时间的影响．表明，井筒压降导致油藏向井筒流入量分布不均，这使x方向上水脊高度不同，如图1（a）所示．同一时刻，流入量高的地方水脊较高，其突破进入井03-05收稿日期：2012-“复杂油气田地质与提高采收率技术”（编号：－004）；国家“973”基金项目：国家科技重大专项重点基础研“二氧化碳减排、（编号：）资助究发展计划储存和资源化利用的基础研究”），作者简介：李立峰（1985-男，博士研究生，主要从事油气田开发理论与提高采收率等方面研究．E-mail：fffeng．com李立峰等：考虑水平井筒压降的底水油藏水平井见水时间研究―47―π（z－Zw）πy－cos2h2hπ（z－Zw）πych－cos2h2hch筒时间也较早．因此水平井见水时间为运动最快底即油藏向井筒流入量最高处见水时间，水突破时间，即T=minT（x）．（1）由公式（1）看出，求水平井见水时间首先要得到沿x方向各点见水时间分布．π（z+Zw）πy+cos2h2hlnπ（z－Zw）πych+cos2h2h[[ch][][]+C．]（5）m3/s．对式（5）式中：qwi为i平面油藏向井筒流入量，求导后代入式（3）得到i平面内见水时间πZwπZw4h2πZπZTi=1－cotcoslnsecw+tanw．πqwi2h2h2h2h[()]（6）将Ti代入式（1）可以得到水平井见水时间．分析式（6）可看出，沿水平井筒方向，油层厚度h、水平井位置Zw等参数容易得到，而流入量qwi在井筒压降影响下，沿x方向分布不均，需要建立耦合模型计算．油藏向井筒渗流符合达西定律，由此得到qw（x）=J（pe－pw（x））．（7）m3/（s?Pa）；pe为底水式中：J为水平井产液指数，Pa；pw（x）为水平井筒内压力，Pa；qw（x）为沿压力，x方向井筒流入量分布，m3/s．可以看出，式（7）建立了油藏渗流与井筒内压力之间的关系．为了求解，需建立耦合要找出合适流入量与井筒压力的表达式，5］得到，关系．产液指数根据文献［即J=2πK8hπZw+lntanπlnπD2h图1Fig．1底水油藏水脊示意图Schematicdiagramofwatercrestingofbottomwaterreservoir1．2数学模型z平面i，研究中，先在x方向上任取一y-如图[]．（8）2式中：K为油藏渗透率，μm．1（b）所示，m；水平井在油层中位置油层厚度为h，m；井筒直径为D，m．根据渗流速度定义，为Zw，底水运动单位距离所需时间为dt=dz．u（2）在水平井上取任一微元段，如图2所示．水平井内流体沿井筒轴向流动，流量为q（x），同时油藏内流体径向进入井筒，流量为qw（x）．s；z为移动距离，m；为油藏孔隙度；式中：t为时间，u为渗流速度，m/s．对式（2）两侧积分得到i平面内底水运动到井筒时间，即i平面内井筒见水时间Ti=Fig．2图2水平井内微元段流动示意图∫Zw dz．u（3）Schematicdiagramofthemicro-unitflowinahorizontalwellbore油藏内流动符合达西定律，渗流速度u=－Φ．z［5］根据变质量流性质，可以得到轴向流量与径向流量关系为dq（x）=qw（x）．dx守恒可以得出井筒压降计算式dpw（x）32ρqw（x）q（x）8fρq2（x）－=+2524dxπDπD（9）（4）式中：Φ为水平井内流动在油藏内产生的势，根据镜像反映与叠加原理Φ=qwi×4π，得考虑摩阻损失、加速损失，根据质量守恒和动量+―48―16ρq2w（x）dx．24πD西安石油大学学报（自然科学版）（10）井筒趾端到跟端，流入量不断增加，而且越靠近跟增加速度越快．在靠近跟端的40%井段内，井筒端，流入量超过平均流入量（不考虑井筒压降模型），该这将导致水平井见水时间段内底水运动速度加快，提前．2．1水平井产量对见水时间的影响理论分析可知水平井产量提高，底水运动速度见水时间提前．由图4看出，见水时间随产量加快，升高而缩短，而考虑井筒压降模型降低速度更快，产量越高，两条曲线间的差距越大．这表明产量越高，井筒内因流动产生的压力损失越大，其对见水时间影响越明显．分析数据得到，水平井产量超过20m3/d后，不考虑井筒压降得到的见水时间误差超过20%，产量越高，误差越大．kg/m3．式（10）右式中：f为摩阻因子；ρ为流体密度，第二与第三项为加速压降，可侧第一项为摩阻压降，以看出，与前两项相比，第三项值较小，可以忽略．并将式（9）代入式（10），得到dpw（x）8fρq2（x）32ρq（x）dq（x）=．－+2524dxdxπDπD0．3164．Rae［11］（11）由于井筒内流动主要为紊流，摩阻因子计算式为f=（12）式中：Re为雷诺数；a为常数，范围为0～0．25，具体取值与管壁粗糙程度相关．将式（7）微分，然后分别将流入量计算公式（9）、井筒压降计算公式（11）代入得到a1－ad2q（x）32=1．7898J2－a5－aq2－a（x）+J24q（x）×2dxπDπDdq（x）．dx（13）公式（13）是关于井筒内流量q（x）的非线性微分方程，根据相应边界条件可以得到数值解，将得到的q（x）代入式（9）得到油藏向井筒流入量分布．然后根据式（6）求解见水时间分布，将结果代入式（1）就得到水平井见水时间．Fig．4图4见水时间与水平井产量关系Relationshipbetweenthewaterbreakthroughtimeandthehorizontalwellout-put2结果分析建立底水油藏水平井开采概念模型，研究见水实际生产中，水平井产量普遍较高，因此预测见水时间时需考虑井筒压降．2．2水平井长度对见水时间的影响水平井设计中，通常认为增加水平井筒长度有并考虑产量、井筒长度等因素影响．概念时间变化，2模型油层厚度为10m，渗透率为1μm，孔隙度为0．3，水平井筒长度1000m，位于油层中部，产量为1000m3/d．将计算得到的见水时间、水平井产量等12］方法无因次化．按照文献［图3为计算得到的沿水平井方向流入量分布．可以看出，井筒压降使井筒流入量分布不均：从水平而产量相同时，较长水平井有利于降利于提高产能，低底水脊进速度，推迟见水时间．图5为见水时间随水平井长度变化关系．从图中看出，如果不考虑井筒压降，水平井越长，见水时间越晚．这是因为水平井图5图3Fig．3见水时间与水平井长度关系水平井筒流入量分布Fig．5DistributionoffluxalongahorizontalwellboreRelationshipbetweenwaterbreakthroughtimeandhorizontalwellborelength李立峰等：考虑水平井筒压降的底水油藏水平井见水时间研究―49―长度增加，单位长度上平均产液强度降低，底水运动速度降低．考虑井筒影响模型中，水平井小于400m时，见水时间曲线与不考虑井筒压降模型重合，这表明，在此长度范围内，井筒内压力损失较小，对见水时间影响可以忽略；水平井超过400m时，见水时间小于不考虑井筒压降模型的见水时间，但仍随长度增长而增加，这表明井筒内压力损失比较明显，开始对见水时间产生影响；水平井超过2000m时，见水时间不再随长度变化，这表明井筒压降非常显著，导致新增井段内产液很少，甚至不产液，见水时间不再变化．由此看出，在实际生产中，保持产量不变时，在一定范围内增加水平井长度，能延缓底水脊进，延长无水采油期；而长度超过一定范围后，受井筒压降作用，增加长度对延缓底水脊进效果会逐渐减弱．（1）：43-46．NIWei-jun，LIQi，ZHANGYu-ning．Studyontheresultsofdevelopinglowpermeabilityreservoirsthroughcomplexstructuralwellsandthekeyproblemstoit［J］．JournalofanShiyouUniversity，）：43-46．Xi’［4］郭大立．底水油藏中水平井的水锥问题［J］．西南石油）：119-123．学院学报，GUODa-li．Thewaterconeproblemofahorizontalwellinbottomwaterreservoir［J］．JournalofSouthwestPetroleumInstitute，）：19-123．［5］程林松，郎兆新，张丽华．底水驱油藏水平井锥进的油J］．石油大学学报，）：43-47．藏工程研究［CHENGLin-song，LANGZhao-xin，ZHANGLi-hua．Res-ervoirengineeringproblemofhorizontalwellsconinginbottom-waterdrivenreservoir［J］．JournaloftheUniversi-China，）：43-47．tyofPetroleum，［6］范子菲，傅秀娟，方宏光．底水驱动油藏水平井见水以．中国海上油气（地质），后含水率变化规律研究［J］）：18-24．FANZi-fei．FUXiu-juan，FANGHong-guang．Studyforwatercutvariationofhorizontalwellafterbreakthroughinareservoirwithbottom［J］．ChinaOffshoreOilandGas，）：18-24．［7］邓英尔，刘慈群．水平井两相椭球渗流特征线解与差．石油勘探与开发，分解及开发指标计算方法［J］）：45-48．DENGYing-er．LIUCi-qun．Characteristicsolutionandfi-nitedifferencesolutionoftwophasepercolationinthedi-rectionofnormalofspheroidandcalculationofdevelop-mentindexes．［J］．PetroleumExplorationandDevelop-ment，）：45-48．［8］PapatzacosP．Conebreakthroughtimeforhorizontalwells［J］．SPERE，8．［9］DikkenBJ．Pressuredropinhorizontalwellsanditseffectonproductionperformance［J］．JPT，-1433．［10］OzkanE，SaricaC，HaciM．Influenceofpressuredropa-C］．SPElongthewellboreonhorizontalwellproductivity［5：288-301．［11］刘建军，．北京：北京大学出版章宝华．流体力学［M］2006．社，LIUJian-jun，ZHANGBao-hua．FluidMechanics［M］．2006．Beijing：PekingUniversityPress，［12］吕爱民，姚军，武兵厂．底水油藏水平井最优垂向位置J］．石油钻探技术，）：66-68．研究［YAOJun，WUBing-chang．StudyonoptimumLVAi-min，verticallocationofhorizontalwellsinreservoirwithbottomwater［J］．PetroleumDrillingTechniques，）：66-68．责任编辑：贺元旦3结论（1）井筒压降影响油藏向井筒流入量分布，使水平井见水时间提前．（2）提高水平井产量使见水时间提前．产量超3过20m/d后，井筒压降对见水时间影响不可忽略，产量越高，井筒压降对见水时间影响越大．（3）水平井不足400m时，井筒压降对见水时间影响较小，水平井长度超过400m时，井筒压降影响变得明显，使见水时间随长度变化减慢，长度超过2000m后，受压降作用，见水时间不再随长度而变化．（4）实际生产中，水平井产量较高，预测见水时间时不考虑井筒压降会造成明显误差；在一定范围内增加水平井长度，能推迟见水时间；而长度超过一定范围后，受井筒压降作用，增加长度对延缓底水突破效果会逐渐减弱．参考文献：［1］SaggafMM．Avisionforfutureupstreamtechnologies［J］．SPE08：94-98．［2］朱黎鹞，李留仁，马彩琴．长岭火山岩气藏水平井开发J］．西安石油大学学报，）：53-56．技术［ZHULi-yao，LILiu-ren，MACai-qin．Developmenttech-niquesofthehorizontalwellsinChanglingvolcanicgasreservoir［J］．JournalofXi’anShiyouUniversity，）：53-56．［3］倪维军，李琪，张玉宁．复杂结构井开发低渗透油藏效．西安石油大学学报，2009，24果及关键问题研究［J］Depositionalmodeofturbiditefansinuppersub-memberofSha-3inDongfenggangOilfieldsuchastectonicsetting，lakeAbstract：Thedevelopmentofturbiditefansinfaultedlakebasiniscontrolledbyexternalfactors，levelfluctuation，sedimentsupplyrateandpaleogeomorphology．Generally，theturbiditefansareofsmallscaleanddispersedistributionandtheyarecomposedofthinlayers．Soitisdifficulttorecognizetheseturbiditefans．DongfenggangOilfieldlocatesingentleslopezoneinwhichturbiditefansaredeveloped．Takingtheoilfieldasanex-ofChezhenSaginJiyangDepressionwhichisinfaultedlakebasin，ample，adevelopmentmodeofturbiditefansingentleslopeoffaultedlakebasin－&superimposedfan&isputforwardbasedonsys-tematicinvestigationandalotofpractice．Thesuperimposedfanmodeisfeaturedby&fanbodiessuperimposingvertically，overlayingonandmovinglaterally，standingsidebyside&．Thestudyofdevelopmentcharactersandtheanalysisofcontrolfactorsoftheeachother，whichareverifiedinthesuc-superimposedfancanprovideguidanceforexplorationactivityandsearchingfavorableexplorationarea，cessfulexplorationanddevelopmentofalotofturbiditefansinDongfenggangOilfield．Keywords：turbiditefanonthegentleslope；depositionalmode；superimposedfan；controllingfactorWANGYa-qing1，LINCheng-yan2，DONGChun-mei2（1．GeneralResearchInstitute，ChinaNationalOffshoreOilCorporation，Bei-jing100027，China；2．FacultyofGeo-resourcesandInformation，ChinaUniversityofPetroleum（EastChina），Qingdao266500，Shan-dong，China）JXSYU2012V．27N．4p．36-41Experimentalstudyonsurfactant-polymercombinationfloodinginLonghupaolow-permeabilityoilfieldpermeabilityoilfieldisofthecharacteristicsofbadwaterfloodingresultandlowrecoveryfactor．ForthisAbstract：Longhupaolow-theadaptabilityevaluationofsurfactant-polymercombinationfloodinginthelow-permeabilityreservoirwascarriedoutbylabora-reason，polymerFP-3witharelativemolecularweightoftoryexperiments．Theinjectionperformanceexperimentresultsofcoresshowthat，isofgoodinjectionselectivityandpluggingselectivity，itcansmoothlybeinjectedintothecorewiththepermeabilityof46．45×10－3μm2withoutproducingplugging．Theoildisplacementexperimentsindicatethat，polymerfloodingandsurfactantfloodingcouldenhancetheoildisplacementefficiencyby10%and20%respectivelyinlow-permeabilitycores，andsurfactantsolutioncanbemoreeasilyinjectedandcoulddecreaseinjectionpressure．Theexperimentalresultsofdifferentslugmodescomposedofpolymerandsurfactantshowthat，theinjectionmodesthatpolymerslugandsurfactantslugaresuccessivelyinjectedhavebetteroildisplacementper-formancethanthemodesthatsurfactantorpolymersolutionaloneisinjectedandthatthemixturesolutionofsurfactantwithpolymerisinjected．Amongallinjectionmodes，themodethatpolymerplugisinjectedfirstlyandthenthesurfactantplugisinjectedisthebestwhichcanenhancetherecoveryratioby17．74%．Therefore，thismodeshouldbeadoptedinthesurfactant-polymercombinationway，floodingoflow-permeabilityreservoirswithlessheterogeneity．Keywords：lowpermeabilityreservoir；surfactant-polymercombinationflooding；oildisplacementefficiency；sweepvolumeWANGWei1，YUEXiang-an1，WANGMin2，WANGZhen-min3（1．KeyLaboratoryofMOEforPetroleumEngineering，ChinaUniver-sityofPetroleum（Beijing），Beijing102249，China；2．ShanghaiSaintsungNewMaterialsTechnologyCo．Ltd．，Shanghai201313，Chi-na；3．NanniwanOilProductionPlant，YanchangOilfieldCo．Ltd．，Yan＇an716000，Shaanxi，China）JXSYU2012V．27N．4p．42-45StudyonwaterbreakthroughtimeofhorizontalwellsinbottomwaterreservoirwithconsideringpressuredropinwellboreAbstract：Inordertounderstandtheinfluenceoftheliquidflowwithinhorizontalwellsinbottomwaterreservoironthebreak-throughtime，therelationshipsbetweenthebreakthroughtimeandliquidoutputandhorizontalwellborelengtharestudiedbycouplingseepageflowinreservoirwithpipeflowinhorizontalwellboreunderconsideringpressuredropalongwellbore．Itisshownthat：comparedwithnoconsideringthepressuredropalongthewellbore，thewaterbreakthroughtimebringsforward，andthefluidflowingintothehori-zontalwellwellborefromreservoirincreasesgraduallyfromthetipendtotheheelingendofthehorizontalwellbore．Theincreaseofoilwellproductionmakesbottomwaterbreakthroughearlier．Thesignificanterrorwouldbeproducedinthepredictionofbottomwaterbreakthroughtimewithoutconsideringthepressuredropinwellborewhentheoutputofhorizontalwellexceeds20m3/d，andthegreatertheoutputis，thegreaterthepredictionerroris．Thewaterbreakthroughtimewoulddelaywiththeincreaseofthehorizontalwellboretheinfluenceofthepressuredropinwellboreonthewaterbreakthroughlength．Whenthehorizontalwellborelengthislessthan400m，timecanbeignored．Whenthehorizontalwellborelengthismorethan400m，theinfluencebecomesobvious．Thedelayingrateofthewaterbreakthroughtimeisreducingwiththeincreaseofwellborelength．ThewaterbreakthroughtimewillnotchangewiththeincreaseⅥ包含各类专业文献、高等教育、生活休闲娱乐、各类资格考试、文学作品欣赏、外语学习资料、行业资料、考虑井筒压降的底水油藏水平井见水时间研究36等内容。　
　井筒流态及井筒压降模型;介绍水平井压降分布及油藏...到 水平段内流体流动上去,这样的研究没有考虑水平...所示的底水驱油藏中的裸眼完井水平井,其长度为 L... 　见水前从注水井底到生产井底 一般视为 三 个渗流...4、 分析底水油藏临界产量的影响因素 答:底水油藏...N P Bo Boi C t ?P 5、推导利用压降资料确定... 　气顶底水油藏水平井锥进理论研究 *** 石油工程学院...水平井技术是开发底水油藏、延缓油井见水时间及提高...油的径向流动引起井筒周围产生压降的结 果,并且通过... 　近年来,国外关于水平井井筒及近井油藏 流动规律作了许多物理模拟研究, 用实验...不同驱替速度下的底水上升规律、水脊的形 成和运动机理,以及对见水时间和... 　锥体逐渐上升到井底, 在此之后, 水就大量涌入井筒...根据这一压降条件,可设计出消除底水突破油井 的工艺...避免地造成 hw 升高,这就是底水油藏水平井水锥... 　底水油藏水平井提液控水技术浅析_电力/水利_工程科技_专业资料。底水油藏水平井提液控水技术浅析 [摘要]大部分底水砂岩油藏是薄油层,油水厚度比大,采取水 平井... 　边底水油藏水平井提高采收率技术对策_冶金/矿山/地质_工程科技_专业资料。边底...在此基础上进行 了水平井提高采收率的经济技术、对策研究,认清剩余油的动态分 ... 　会产生一定的沿程摩阻压降,实 际研究表明,水平井从指端到跟端流体的流动压差...见水时间都得到了不同程度的减缓,取得了显著的效果,为底水油藏水平井控 制底... 　12、驱动指数 13、底水锥进 14、面积注水 15、...5、水侵系数 K2:单位时间单位压降下,侵入到油藏中...早期 中期 晚期 (1)早期段:主要反映井筒或近井...}