第二章单相不可压缩液体的稳定渗流 、学习引导 1.不可压缩流体 不可压缩流体是指随着压力的变化而体积不发生变化的流体,又称为刚性流体。 2.可压缩流体 可压缩流体是指随着压力的变化,体积发生弹性膨胀或收缩的流体 3.稳定滲流 稳定滲流是指流体在多孔介质中滲流时,压力、滲流速度、密度等运动参数不随时间的变化 而变化,又称为定常滲流或稳态滲流。一般,只有在单相流体滲流时,才会发生稳定滲流。 4.不稳定滲流 不稳定滲流是指流体在多孔介质中滲流时,压力、滲流流速等运动参数不仅与空间有关,而 且随时间的变化而变化,又称非定常渗流或非稳态渗流。 5.线性渗流与非线性渗流 线性渗流是指流体的渗流速度与压力梯度成线性关系的渗流形式,也称为达西渗流。非线性 渗流是指渗流速度与压力梯度之间不成线性关系的渗流形式,也称为非达西渗流。 6.单相渗流 单相渗流是指在多孔介质中只有单相流体流动的渗流形式。如在地层压力高于饱和压力条件 下,油藏中原油流动,又如气藏中气体流动等 7.两相渗流与多相渗流 两相渗流是指在多孔介质中有两种非混相流体同时参与流动的渗流形式。如水驱油过程中的 油水两相渗流。同时有两种以上互不混相的流体参与流动的渗流叫多相滲流。如地层中油、气 水三相流动。 8.多组分渗流 多组分渗流是指有多种组分的烃质或非烃质混合的流体在多孔介质中的渗流 9.渗流的三种基本方式 渗流包括平面一维流动(平面线性流)、平面径向流、球面径向流三种基本方式 10.滲流场图 渗流场图是指由一组等压线和一组流线按一定规则构成的图形。等压线是指流场中压力相同 点的轨迹,与等压线正交的线为流线,“一定规则”意为相邻两条等压线的压差相等,相邻两条流 线间的流量相等。 11.球形径向流 球形径向流是指对块状底水油藏的厚油(气)层,油井仅钻开油层顶部,流线呈径向向井点 汇集,其滲流面积呈半球形的滲流形式,简称球形流。 12.供给边缘 若油藏外围有广大含水区为油藏供水,使压力保持不变,这个能量供给前缘称为油藏的供给 边缘。在油田开采过程中,许多井同时生产,每一口油井的周围都自然地划分出不同的供油面积 其边缘称为油井的供给边缘 13.表皮效应 表皮效应是指由于钻井、井下作业和增产措施,使井底附近地层滲透率变差或变好,从而引 起附加流动阻力效应
14.表皮系数 表皮系数又称为井底阻力系数,是表示井的完善程度以及表皮效应的一个无量纲量。 15.不完善井 由于技术上的原因,在实际工作中,井不能全部钻穿油层,或者虽钻穿了全部油层,但又经 过固井后用射孔方法完井,改变了井底结构。此外,由于钻进过程中的泥浆堵塞或者在油井生产 过程中釆取了增产措施,使井底附近的局部范围内的油层性质发生变化。这些井底结构和井底附 近地区油层性质发生变化的井称为渗流不完善井,简称为不完善井。 按照油井的井底结构不同可以将不完善井分为:打开程度不完善、打开性质不完善、双重不 完善。 16.打开程度不完善井 打开程度不完善井是指油井没有钻穿整个油层的厚度,而且钻开部分的井壁是全部裸露的油 井 17.打开性质不完善井 打开性质不完善井是指是指油层全部钻穿,但采用射孔方式完井,这时地层内的流体只能通 过所射的孔眼流入井筒的油井 18.双重不完善井 双重不完善井是指油井既没有全部钻开油层,而且所钻开的油层又是通过射孔完井的的油 19.井壁附加阻力 井壁附加阻力是指由于井底损害等原因引起的发生在井壁处的压降,也叫井壁附加压降。 Qu APs anKh 20.不完善系数n 不完善系数是指在相同的压差下,不完善井的产量与完善井的产量之比,即 In 21.井的有效半径 井的有效半径也叫做井的折算半径,是指将不完善井当作完善井来处理时,这口完善井的半 径,用rm表示,其计算公式为 r =re 式中r油井有效半径,m 油井完井半径,m S表皮系数,无量纲。 22.试井 试井是指直接从实测的产量、压力数据反求地层参数,然后用求得的地层参数来预测新的工 作制度下的产量和压力。试井分为稳定试井和不稳定试井。 试井的特点:不受开发时间限制;费用比取芯少;数据来源于实际应用于实际 23.稳定试井 稳定试井也叫系统试井是指逐步改变井的工作制度(对自喷井是改变油嘴直径;对气举井是 改变注气量;对抽油井是改变冲程和冲数等),测量每一个工作制度下稳定的井底压力及产液(油) 10
量、产气量、含水率、含砂量,以求油藏参数,或选择油井工作制度 24.指示曲线 指示曲线是指根据稳定试井测得的油、气、水井产量或注入量和生产压差关系绘制的曲线 见图2.1,指示曲线为直线时(线1),说明流体在地层中的流动符合达西渗流定律;当压差增大 时,直线末端向下弯曲(线2)。产生非达西渗流。曲线3是一种不正常现象,一般说明生产不稳 定或是多层产油,或是测试仪表有问题。 图21指示曲线 图22吸水指示曲线 25.吸水指示曲线 吸水指示曲线是指注水压力与注水量的关系曲线,测试时,注水压力应缓慢上升,每个测试 点的注水压力和注水量必须稳定,测试点不应少于4个,见图2.2。 26.采油指数 采油指数是指单位生产压差下油井的日产量,它代表油井生产能力的大小,可以用来判断油 井工作状况及评价增产措施的效果。在油层内呈单相(无游离气)流动状态下,不同工作制度的 采油指数基本相同,单位mdPa),用公式表示为: 2Kh u In 'e+s 27.采液指数 采液指数是指单位采油压差下油井的日产液量。它代表油井见水后生产能力的大小,并可以 用来判断油井的工作状况 28.吸水指数 吸水指数是指注水井在单位注水压差下的日注水量。它反映注水井注水能力及油层吸水能力 的大小,并可用来分析注水井工作状况及油层吸水能力 29.采油强度 采油强度是指单位有效厚度油层的日产油量。它是衡量油层生产能力的一个指标,可用来分 析各类油层动用状况。 30.采液强度 采液强度是指单位有效厚度油层的日产液量,单位m(md)。它是油井见水后衡量油层吸水 状况的一个指标。合理的注水强度对充分发挥各类油层的作用,提高油田开发效果有着重要意义 31.导压系数 导压系数是指压缩液体在弹性多孔介质中发生不稳定渗流时,表示压力传导快慢的一个参 数。定义为 K lgC
式中n导压系数,m3/s C总压缩系数,1/Pa 32.点源与点汇 点源是指在渗流场中,向四周发射流线的点,点汇是指在渗流场中,从四周汇集流线的点 33.压降漏斗 在平面径向流时,由于井的投产造成地层压力下降,从井壁到供给边缘,压力下降幅度逐渐 减小,其压力面为漏斗状的曲面,成为压降漏斗。 难点分析 1.单相不可压缩液体作平面一维稳定渗流 (1)流量公式 A(Pe-p L (2)压力分布公式 P(x) p.-p (L-x) L (3)渗流速度 pe-p L (4)渗流场图 .3平面一维流动渗流场图 2.单相不可压缩液体作平面一维稳定渗流 (1)流量公式 2rKh(pe-Pw) n (2)压力分布公式
Pe-p p(r)= p,+Pe-pe Inr In P 压力分布是对数曲线绕井轴的旋转面,通常称为 压降漏斗。根据这一公式可知,压力p和距离r的对[: 数成线性关系,即距离成几何级数变化,压差成算术 级数变化。如图24 将上式两边对距离求导得 图24平面径向流的压力分布 中_P-P In 易知:压力梯度与距离成反比,即越接近井底,压力损失越大。 (3)渗流速度 K(Pe-P) uIn- 上式说明,距井越近,滲流速度越大。 (4)渗流场图 图25平面径向流动渗流场图 (5)平均地层压力 于供给边界压力很难确定,所以通常用平均地层压力来代替边界压力,即 vP(Xy xp -Pe-Ps (6)用平均地层压力代替供给压力使得油井产量公式 2T Kh(p In