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文檔簡介

1、0緒論滲流:流體通過多孔介質(zhì)的流動。多孔介質(zhì):含有大量任意分布的彼此連通且形狀各異、大小不一的孔隙的固體介質(zhì)。滲流力學(xué):研究流體在多孔介質(zhì)中滲流的形態(tài)和規(guī)律的科學(xué)。其研究的對象是流體和多孔介質(zhì)油氣層滲流力學(xué):研究流體在油氣層中滲流的形態(tài)和規(guī)律的科學(xué)。屬于地下滲流的一部分。油氣層滲流力學(xué)的研究方法1.建立地質(zhì)模型 地質(zhì)模型描述了流體滲流的地質(zhì)條件,如地層的幾何形態(tài)、孔隙結(jié)構(gòu)、油層物理參數(shù)等。2.建立力學(xué)模型 力學(xué)模型描述了滲流過程中所發(fā)生的力學(xué)規(guī)律和物理化學(xué)規(guī)律3.建立數(shù)學(xué)模型 滲流的數(shù)學(xué)模型是地質(zhì)模型、力學(xué)模型的有機結(jié)合,是滲流規(guī)律的高度概括。求解數(shù)學(xué)模型就能得到流體滲流規(guī)律的具體形式,以及可

2、直接用于生產(chǎn)的明確形式。 1基礎(chǔ)知識和基本定律油氣儲集層及其簡化氣頂 邊水 底水 油氣分界面 含氣邊緣 油水分界面 含油外、內(nèi)緣 計算含油邊緣開敞式油藏 供給邊界 定壓邊界 封閉式油藏 封閉邊界 1.油氣層的孔隙結(jié)構(gòu)模型 3種介質(zhì) 7種結(jié)構(gòu)2.油氣層的參數(shù)模型 油氣藏中巖石和流體的物性參數(shù)是隨機變化的難以用連續(xù)函數(shù)來描述其分布。如地層的滲透率具有均質(zhì)和非均質(zhì)性、 向同各性和各向異性。 均質(zhì) 各向同性等值參數(shù)模型:即平均值參數(shù)模型。用算術(shù)平均或加權(quán)平均的方法來確定油藏 的平均滲透率。現(xiàn)在多用概率統(tǒng)計的方法確定。等價參數(shù)模型:就是利用實物與模型等價的方法來確定地層滲透率。如粒間孔隙結(jié)構(gòu)采用等直徑毛

3、管束的理想結(jié)構(gòu)模型求得滲透率值。3與油藏有關(guān)的壓力概念 1.原始地層壓力 2.邊界壓力3.地層靜壓(目前地層壓力) 4.井底壓力及井底流壓! 5.折算壓力 表示油層中各點液體具有的總能量。 基準面選取:通常取原始油水界面為基準面。 優(yōu)點:在滲流規(guī)律研究中,直接使用折算壓力,就不必考慮油層深度的影響,簡化了理論推導(dǎo)和計算公式。 特性:在靜止流體內(nèi)部各點的折算壓力相等。 6.壓力梯度曲線 推算開發(fā)井原始地層壓力4滲流過程中的力學(xué)分析 流體的重力和重力勢能 流體的質(zhì)量和慣性力 流體的粘度和粘滯力 巖石及流體的壓縮性和彈性力(巖石和流體壓縮性的大小用壓縮系數(shù)表示。) 毛管力 5驅(qū)動類型(驅(qū)動方式) 指

4、在石油開采過程中油藏依靠哪一種能量為主來驅(qū)油。1.重力水壓驅(qū)動可分為:剛性水壓驅(qū)動和彈性水壓驅(qū)動 2.彈性驅(qū)動3.氣壓驅(qū)動4.溶解氣驅(qū)5.重力驅(qū) 驅(qū)動方式不是一成不變的,隨驅(qū)油能量來源的變化而變化。6達西定律是不考慮慣性阻力時的滲流定律;滲透率K是與巖石孔隙結(jié)構(gòu)形式及大小有關(guān)的參數(shù),是巖石本身的特性,而與通過的流體無關(guān)。其量綱為 。! 達西定律的適用條件:流體為牛頓流體;流速在適當范圍內(nèi),可不考慮慣性阻力;不考慮其它物理化學(xué)作用7滲流力學(xué)中常用物理量的單位(單位制)油氣層滲流力學(xué)中常用的單位制有:國際標準單位制(SI制)和達西混合單位制。如表所示。 達西單位的物理意義:當液體粘度為1厘泊,壓降

5、為1大氣壓下,流體流過截面積為1平方厘米,長度為1厘米的巖樣,其流量為1立方厘米每秒,那么,這個巖樣的滲透率就定為1達西。當采用某一單位制時,計算關(guān)系式中各物理量就必須使用符合該單位制規(guī)定的單位。 8滲流速度 為假想速度,引入滲流速度給滲流規(guī)律的研究帶來了很大的方便,可利用連續(xù)函數(shù)理論研究滲流問題。真實速度 實際上是平均真實速度,常用于研究流體質(zhì)點的運動規(guī)律,計算流體質(zhì)點的排出時間。9滲流的基本規(guī)律和滲流方式 1.單向流 流線是彼此平行的直線; 滲流截面上,各點的流速相等;在液流方向上,滲流速度和壓力是一維坐標x的函數(shù)。2.平面徑向流 流線是一組向一點聚集,或由一點向四周發(fā)散的直線;各個平面上

6、的滲流狀況相同;若是穩(wěn)定滲流,壓力和流速是極坐標r的函數(shù)。 3.球面徑向流流體質(zhì)點沿徑向向一點匯集,或由一點沿徑向向四周發(fā)散,流線為球的徑向線;若是穩(wěn)定滲流,壓力和流速是坐標x、y、z的函數(shù)或空間極坐標的函數(shù)。 10非線性滲流:實驗發(fā)現(xiàn),當滲流速度增加到一定程度后,滲流速度和壓力梯度之間不呈線性關(guān)系,達西定律被破壞,稱為 孔道彎彎曲曲,滲流速度較高,產(chǎn)生的慣性力大到與粘滯阻力相比不可忽略的程度。采用管道水力學(xué)中判別層流和紊流的無量綱量雷諾數(shù)來進行判別。 高速下非線性滲流規(guī)律 兩項式 第一項反映的是粘滯阻力損耗; 第二項反映的是慣性阻力損耗。 液體低速下的滲流規(guī)律 存在不可忽略的固液相界面上的表

7、面分子力作用,這種作用隨著流體質(zhì)點與固液界面距離的加大而減弱,從而形成隨滲流速度(亦即壓力梯度)的改變而變化的流動孔隙度和流動滲透率,產(chǎn)生非線性滲流 石油中的表面活性物質(zhì),如環(huán)烷酸、瀝青、膠質(zhì)等,會吸附在巖石表面。水在粘土中時,水分子會進入粘土晶片,并在其表面形成水化膜。 附加阻力的產(chǎn)生相當于降低了巖石的滲透率,引入 視滲透率 表示滲透率的變化2油氣滲流的數(shù)學(xué)模型1滲流力學(xué)研究主要解決兩類基本問題: 單相滲流問題中,弄清流域內(nèi)壓力和流速的分布及變化;在多相滲流過程中和非等溫滲流過程中,弄清流域內(nèi)飽和度和溫度的分布及變化。油氣滲流數(shù)學(xué)模型:用數(shù)學(xué)語言綜合表達油氣滲流過程中全部力學(xué)現(xiàn)象和物理化學(xué)現(xiàn)

8、象的內(nèi)在聯(lián)系和運動規(guī)律的方程式(或方程組)。 滲流過程是流體運動的過程,必然受運動方程支配; 滲流過程又是流體和巖石的狀態(tài)不斷改變的過程,所以需要建立流體和巖石的狀態(tài)方程;質(zhì)量守恒定律是自然界的一般規(guī)律,因此基本滲流微分方程的建立必須以表示物質(zhì)守恒的連續(xù)性方程為基礎(chǔ);在 滲流過程中,有時伴隨發(fā)生一些物理化學(xué)現(xiàn)象,如能量傳遞、彌散、雙重孔隙介質(zhì)中的竄流等,此時還應(yīng)建立描述這種特殊現(xiàn)象的特征方程 假設(shè)條件 單相微可壓縮液體;液體滲流符合線性滲流規(guī)律;地層巖石均質(zhì)微可壓縮;地層中為等溫滲流過程 狀態(tài)方程:描述液體、氣體、巖石的狀態(tài)參數(shù)隨壓力變化規(guī)律的數(shù)學(xué)方程 在滲流力學(xué)中,質(zhì)量守恒定律可描述為:在地

9、層中任取一微小單元體,在微元體內(nèi)若沒有源和匯存在,那么包含在微元體封閉表面內(nèi)的液體質(zhì)量變化應(yīng)等于同一時間間隔內(nèi)液體流入質(zhì)量與流出質(zhì)量之差,用質(zhì)量守恒定律建立起來的方程稱為質(zhì)量守恒方程(或連續(xù)性方程)。微分法:無窮小微元體分析法。積分法:矢量場方法。 綜合壓縮系數(shù),表示單位體積巖石在降低單位壓力時,由于孔隙收縮和液體膨脹所排擠出來的液體體積。導(dǎo)壓系數(shù),物理意義為單位時間內(nèi)壓力傳播的地層面積,表明地層壓力波傳導(dǎo)的速度。 初始條件:運動要素隨時間變化規(guī)律的數(shù)學(xué)數(shù)學(xué)表達式,一般知道起始時刻的分布 邊界條件:運動要素隨空間位置變化規(guī)律的數(shù)學(xué)表達式,一般知道在邊界上的情況。 主要有兩類邊界條件 一類. 已

10、知壓力(或勢函數(shù))的邊界條件,稱為第一類邊界條件。 內(nèi)邊界(井底)定壓 外邊界定壓 二類. 已知流量(或壓力梯度)的邊界條件,稱為第二類邊界條件,或Neuman條件 井點定產(chǎn) 邊界封閉 例2-1 圓形均質(zhì)等厚地層中為單相流體,中心一口井定產(chǎn)量生產(chǎn),寫出下面兩種情況下滲流的數(shù)學(xué)模型: .邊界定壓,地層中為平面徑向穩(wěn)定滲流;.邊界封閉,地層中為平面徑向彈性不穩(wěn)定滲流。解: 對于穩(wěn)定滲流,產(chǎn)量、壓力均未定值2一、單向滲流(平面單向流)二、平面徑向滲流滲流場圖描述滲流規(guī)律:直觀、生動、具體。滲流場圖中,流線給出了流體質(zhì)點的運動軌跡,描述了流體流向和流速分布規(guī)律;等壓線形象地描繪了能量損耗規(guī)律和壓力分布

11、規(guī)律;同一滲流場中,流線密的地方流速大,等壓線密的地方壓力變化急?。▔毫μ荻却螅?。 二、平面徑向滲流 平面徑向流壓力分布公式 壓力梯度 滲流速度 產(chǎn)量公式 平面徑向流產(chǎn)量公式 壓力分布公式表明:壓力與坐標 呈對數(shù)關(guān)系,從整個地層看,地層各點壓力分布是此對數(shù)曲線繞井軸旋轉(zhuǎn)構(gòu)成的曲面,此曲面形似漏斗,習(xí)慣稱為“壓降漏斗”。 表明在井底附近,滲流截面積減小,滲流速度大,壓力梯度大,能量損耗也越大;平面徑向流的滲流場圖,可以直觀地反映出平面徑向流的滲流規(guī)律:越靠近井壁,等壓線和流線越密集,滲流速度和壓力梯度也越大。等壓線:一組與井軸同心的同心圓。 流線:以井為中心的徑向線。 要增加產(chǎn)量,可采用增大生產(chǎn)

12、壓差或減小滲流阻力的方法即:提高地層壓力 (通常難于做到)或降低井底壓力 ,放大壓差;改善地層滲透率可提高產(chǎn)量,如油井壓裂、酸化等 降低原油粘度 可提高產(chǎn)量,如熱力采油等;供給半徑 和油井半徑 均在對數(shù)內(nèi),其變化對產(chǎn)量影響較小。實際應(yīng)用時,產(chǎn)量公式中各物理量可如下確定: 可以實測; 用目前地層壓力代替; 一般根據(jù)實際井網(wǎng)形狀 平均地層壓力:假想邊界封閉,油井關(guān)井,整個地層中的壓力達到平衡后,這時地層中任一點的壓力稱為平均地層壓力 。平均地層壓力反映了整個地層的能量大小,是進行油田動態(tài)分析的一個重要參數(shù)。3水動力學(xué)完善井:井鉆穿全部油層厚度,而且井壁是裸露的,即整個井壁都有流體通過,流線在井壁附

13、近仍符合平面徑向流,這種井就稱為水動力學(xué)完善井。水動力學(xué)不完善井:凡是井底結(jié)構(gòu)和完善井的井底結(jié)構(gòu)不同,或井底附近油層性質(zhì)發(fā)生變化的井,稱為水動力學(xué)不完善井。特殊不完善 井底附近油層性質(zhì)發(fā)生變化,如:泥漿污染、壓裂、酸化等 井的不完善性對滲流的影響 流線彎曲并集中;滲流截面積減小 井底附近不再是平面徑向流,而是一種空間流動; 井底附近區(qū)域滲流阻力變化。油井生產(chǎn)能力變化 表皮效應(yīng):油井的不完善性可以減小或增大油井生產(chǎn)能力的效應(yīng),稱為“表皮效應(yīng)”。 表皮因子:用無量綱的附加壓力降來表征一口井表皮效應(yīng)的性質(zhì)和嚴重程度的物理量,稱為表皮因子 折算半徑:把實際不完善井用一產(chǎn)量與之相等,但半徑改變的假想完善

14、井來代替,這一假想完善井的半徑稱為實際不完善井的折算半徑。 礦場實際中常利用不穩(wěn)定試井方法確定折算半徑與表皮因子。 4試井:是研究井及地層特性的一種礦場試驗。它包括試井測試和試井解釋兩部分 試井測試:就是通過一定的測試工藝和測試手段對油井、氣井或水井進行測試。 測試內(nèi)容包括產(chǎn)量、壓力、溫度和取樣等等。試井解釋:就是以滲流力學(xué)理論為基礎(chǔ),通過對油、氣、水井測試信息 的研究,確定反映測試井和地層特性的各種物理參數(shù)、生產(chǎn)能力,以及油、氣、水層之間及井與井之間連通關(guān)系的方法。穩(wěn)定試井:就是通過人為地改變井的工作制度,在穩(wěn)定情況下測出相應(yīng)穩(wěn)定產(chǎn)量和壓力值,然后利用穩(wěn)定滲流理論對其進行解釋(繪出指示曲線

15、),從而了解油井的生產(chǎn)能力和求地層參數(shù)的礦場試驗 指示曲線:油井的產(chǎn)量與相應(yīng)的生產(chǎn)壓差之間的關(guān)系曲線就稱為指示曲線。 第一種情況:指示曲線是直線(曲線),表明是單相不可壓縮液體按達西定律穩(wěn)定滲流。 第二種情況:指示曲線是曲線,則表明滲流速度較小時,流動服從達西定律,指示曲線呈直線,隨著滲流速度增大,達西定律被破壞,指示曲線彎曲。 第三種情況:指示曲線是曲線,則表明當油井生產(chǎn)還未達到穩(wěn)定之前,就測取 值。這類指示曲線原則上是無用的。指示曲線的應(yīng)用1.選擇合理的工作制度 新井投入生產(chǎn)選擇合理工作制度的原則是:地層壓力利用合理的情況下,盡可能增加油井產(chǎn)量。2.估算地層參數(shù)、了解產(chǎn)能 了解產(chǎn)能(確定采

16、油指數(shù))物理意義:井底壓力每下降(或增加)一個壓力單位時,所能采出的油量(或注入的水量)。反映了油井的生產(chǎn)能力(或水井的注入能力)。 估算地層參數(shù) 對直線型指示曲線 由采油指數(shù)可求如下地層參數(shù) 流動系數(shù) 地層系數(shù) 流度滲透率 3 多井干擾理論1“井間干擾”的實質(zhì):整個地層中壓力重新分布。 對任一口井而言,要獲取一定的產(chǎn)量就要消耗一定的地層能量,在地層各點形成一定的壓力降,這種能量消耗方式并不以其它井是否存在而改變。 壓降疊加原理:多井同時工作時,在地層中任一點產(chǎn)生的壓力降等于各井單獨工作時在該點引起壓力降的代數(shù)和 2平面滲流場中勢函數(shù)的特點:勢是一個標量,某點的勢等于該點的壓力乘該點的 值。勢

17、的大小標志著壓力的大小 勢和壓力一樣都是位置坐標的函數(shù),所以,稱其為勢函數(shù)。 從能量分布的角度看,在滲流場中等勢線與等壓線具有類似的物理意義,等勢線與等壓線方程完全相同(對不可壓縮液體均質(zhì)地層)。 2.平面點匯或點源的勢(無限大或圓形地層中心一口井)點匯:滲流平面上(或滲流空間中)的點,液體質(zhì)點沿徑向向此點匯集,并在此點被吸收 點源:滲流平面上(或滲流空間中)的點,液體質(zhì)點沿徑向由此點向四周發(fā)散(流出)。 勢的疊加原理:n口井同時工作時,在地層中任一點產(chǎn)生的勢差等于各井單獨工作時在該點引起勢差的代數(shù)和。 勢疊加原理的典型應(yīng)用 油田實際中,一口井的鄰井可能是生產(chǎn)井,也可能是注水井 需要探討地層中

18、存在一源一匯或兩匯時的滲流規(guī)律 可得到一些有意義的結(jié)論,用于解釋油田實際中出現(xiàn)的一些現(xiàn)象,并引出了解決邊界問題的鏡像反映理論 等產(chǎn)量一源一匯等勢線分布特點 所有等勢線都在匯和源之間通過,并且以y軸為對稱軸兩邊對稱 當 時,等勢圓半徑:說明y軸是一條等勢線 流線 直角坐標系下是圓心在 軸上的一簇圓圓心位置: 圓半徑為 流線分布的特點 所有流線都從源B出發(fā)聚集于匯A,并且以y軸為對稱軸兩邊對稱; 當 時,等勢圓半徑:說明x軸也是一條流線,稱為主流線。 流體質(zhì)點的運動特點 舌進現(xiàn)象:水驅(qū)油時,同一油水界面上,x軸上流體質(zhì)點的 乘積最小,流速最大,沿x軸流體質(zhì)點最先到達生產(chǎn)井井底,稱這種現(xiàn)象為“舌進現(xiàn)

19、象”。 行列注水開發(fā)井網(wǎng)中,注水井與生產(chǎn)井位置交錯開,有利于提高注水效率 二、無限大地層中等產(chǎn)量兩匯 流線 流線為:一簇雙曲線 流線分布的特點 所有流線分別通過A井和B井; 時,由流線簇方程得到: 即: 或 說明x軸和y軸都是流線。y軸將液流左右分開,故稱y軸為分流線。 流體質(zhì)點的運動特點 即坐標原點的流速為零,稱為平衡點。采出死油區(qū)的油,以提高采收率方法: 改變油井產(chǎn)量比,使平衡點移動;打調(diào)整井。平衡點位置的確定: 考慮邊界效應(yīng)的鏡像反映法 圓形供給邊界中間兩口井 直線供給邊界附近一口井 直角斷層中間一口井邊界效應(yīng):實際油氣田中,在生產(chǎn)井和注水井的附近,往往存在著各種邊界,這些邊界的存在對滲

20、流場中的等勢線分布、流線分布和井的產(chǎn)量都會產(chǎn)生影響。稱這種影響為“邊界效應(yīng)”。1.直線供給邊緣附近一口生產(chǎn)井的反映 條件分析 匯源反映法:以等產(chǎn)量的異號像代替供給邊緣作用的方法,稱為匯源反映法。 2.圓形供給邊緣一口偏心井的反映 同樣可利用反映法將其轉(zhuǎn)化為無窮大地層中存在等產(chǎn)量一源一匯的問題進行求解 由于定錯邊界形狀而引起的產(chǎn)量誤差一般不超過10,可見邊緣形狀對井產(chǎn)量影響不大。偏心井產(chǎn)量比中心井高 偏心距小于0.5時,偏心距對產(chǎn)量的影響可以不考慮,偏心距越大產(chǎn)量越高;供給邊緣越大,井偏心影響越小。 二、直線斷層附近一口生產(chǎn)井的鏡像反映 匯點反映法 以等產(chǎn)量同號像的作用代替直線斷層作用的方法,稱

21、綜上所述,簡單邊界的鏡像反映就是:對稱(位置)、等強度(虛實井產(chǎn)量相等)、同號(對直線斷層)或異號(對供給邊界)的反映。反映完取消邊界后,地層中的滲流場不變,即原邊界所在位置仍然保持邊界存在時的滲流條件。三、復(fù)雜直線邊界的鏡像反映法 反映方法 井對邊界反映時,遵循匯源反映法或匯點反映法;對井有影響的邊界都必須進行鏡像反映;井對其中一個邊界反映時,必須把其它邊界一同反映到邊界的另一側(cè)(或?qū)⑦吔缪娱L 虛擬井對虛擬邊界(或延長的邊界)也要反映,直到反映后的井點位置重合,有時需無數(shù)次反映才能取消邊界,在反復(fù)反映過程中,不能有虛擬井落入所研究區(qū)域。復(fù)雜直線邊界鏡像反映的適用條件 成 (n為整數(shù))夾角的兩

22、直線斷層,能進行反映的條件是:n為偶數(shù)時,井可在所研究區(qū)域中的任意位置; n為奇數(shù)時,井只有在所研究區(qū)域角的平分線上才能反映成 (n為整數(shù))夾角的兩混合邊界,能進行反映的條件是:n應(yīng)為4的倍數(shù)。復(fù)雜直線邊界鏡像反映的檢驗方法 反映完取消邊界后,原滲流場不變,即供給邊界所在位置為等勢線,斷層所在位置為流線,可分別用勢的疊加和速度的合成方法來驗證。反映后成為無窮大地層中多口井,利用勢疊加原理求解多排井同時工作時,用疊加原理求解很復(fù)雜,因此需要一種既能簡單計算得到結(jié)果,又能滿足一定精度要求的方法。等值滲流阻力法:利用水電相似原理,以電路圖來描繪滲流場,然后應(yīng)用電路定律求解,稱這種方法為等值“滲流阻力

23、法”。 用電場中電流的流動定律來研究地下流體的滲流問題。二、等值滲流阻力法(應(yīng)用方法) 包含兩方面的內(nèi)容 將復(fù)雜的實際流動看成若干簡單流動的組合; 用電路圖來描述滲流過程,并建立滲流方程。 第一段:注水井井底到注水井坑道的平面徑向流,其阻力稱為注水井內(nèi)阻,表示為 第二段:注水井坑道到生產(chǎn)井坑道的單向流,其阻力稱為井排間外阻,表示為 第三段:生產(chǎn)井坑道到生產(chǎn)井井底的平面徑向流,生產(chǎn)內(nèi)阻 。等值滲流阻力法應(yīng)用于多排井時要求:同一排井上,各井井距、井半徑相同,各井井底壓力、井產(chǎn)量相等。4 彈性微可壓縮液體的不穩(wěn)定滲流理論彈性不穩(wěn)定滲流 地下原油的壓縮系數(shù)約為:巖石的壓縮系數(shù)一般為: 地下流體及其巖石

24、的彈性起作用的滲流是不穩(wěn)定滲流。 單相液體彈性不穩(wěn)定滲流出現(xiàn)的條件 地層壓力大于飽和壓力 封閉彈性驅(qū)動油藏;彈性水壓驅(qū)動驅(qū)動油藏(邊水能量不充分),不考慮油水性質(zhì)差別;油水井工作制度發(fā)生變化后,地層壓力分布重新達到穩(wěn)定之前。微觀上,彈性能驅(qū)油過程 地層壓力下降,流體膨脹、孔隙壓縮,從而從孔隙中排擠出原油流向井底。油井繼續(xù)生產(chǎn),地層壓力需不斷下降,彈性能不斷起作用。從宏觀上看,地層壓力的下降首先從井底開始: 彈性驅(qū)動時,滲流的基本特征:于液體及巖石具有彈性,因此,井底壓力的變化在地層中的傳播是非瞬時完成的; 滲流的運動要素不僅是位置坐標的函數(shù),而且是時間的函數(shù),說明考慮流體及巖石的滲流是不穩(wěn)定滲

25、流;彈性驅(qū)動是彈性能不斷釋放的過程,地層中,流體密度和巖石的孔隙度隨地層壓力而變化。這種壓力傳播的過程與邊界條件有關(guān)二、井以定產(chǎn)量生產(chǎn)時,地層壓力傳播及變化規(guī)律 地層壓力傳播及變化特征 由于井以定產(chǎn)量生產(chǎn),因此在井壁處壓降漏斗曲線的切線相互平行 壓降漏斗傳到邊界之前,邊界對壓降漏斗內(nèi)流體的滲流無影響,相當于無窮大地層。在壓降漏斗邊緣處曲線的切線是水平的;壓降漏斗內(nèi)的地層中任一點的滲流速度逐漸增大;彈性驅(qū)動方式下,井以定產(chǎn)量投產(chǎn)后,地層中將產(chǎn)生壓降漏斗不斷擴大加深的過程。1.無限大地層 設(shè)想地層無限大,壓降漏斗不斷擴大加深的過程也不會無限制地持續(xù)下去,因為井底及地層壓力不可能無限下降擬穩(wěn)定狀態(tài):

26、對封閉地層,井以定產(chǎn)量生產(chǎn)的情況來說,井產(chǎn)量不變,滲流阻力不變,則地層內(nèi)彈性能量也相對穩(wěn)定下來的狀態(tài)。 壓力波傳播第一階段:壓力波傳到邊界之前的階段。 壓力波傳播第二階段:壓力波傳到邊界之后的階段。 壓力波傳播第一階段(或不穩(wěn)定滲流早期) 相當于無窮大地層壓力波傳播第二階段 對定壓供給邊界的地層 穩(wěn)定滲流 對封閉邊界的地層 不穩(wěn)定滲流晚期 擬穩(wěn)態(tài)期導(dǎo)壓系數(shù) 物理意義為單位時間內(nèi)壓力傳播的地層面積,表明地層壓力波傳導(dǎo)的速度。單位為 或 。 即不考慮彈性時,變?yōu)閯傂詽B流,壓力波可瞬時傳至無窮遠處; 滲透率越大,壓力波傳播越快。 二、圓形封閉地層中心一定產(chǎn)量井投產(chǎn)時,微分方程的典型解 描述了無限大地

27、層,井以定產(chǎn)量投產(chǎn)后,地層中壓力分 布及變化的規(guī)律。(可用達西混合單位制或國際標準單位制下的基本單位)4.擬穩(wěn)態(tài)期的平均地層壓力 目的: 動態(tài)預(yù)測 求采油指數(shù) 三、彈性不穩(wěn)定滲流有界定壓邊界的典型解 時間很長時,變成穩(wěn)定滲流的解。二、井以變產(chǎn)量生產(chǎn)的問題 赫諾(Horner)原理 若某井以定產(chǎn)量Q穩(wěn)定生產(chǎn)T時間后,瞬時關(guān)井,則可以設(shè)想:關(guān)井后該井仍以原來的產(chǎn)量繼續(xù)生產(chǎn),但從關(guān)井時刻起,在原井位上假想一口與原來井產(chǎn)量相等的注入井投注,實際井產(chǎn)量為零,符合關(guān)井情況。這樣關(guān)井后的地層壓力變化規(guī)律就可以用假想的一口生產(chǎn)井和一口注水井同時工作在地層中所引起壓力變化的疊加來描述2.一般的兩級變流量問題 由

28、Horer原理,相當于從t1時刻開始井仍以Q1的流量生產(chǎn),同時在該井位置有一虛擬的注水井以Q1- Q2的流量注入(或同時在該井位置有一虛擬的生產(chǎn)井以Q2- Q1的流量生產(chǎn))。由疊加原理:杜哈美原理油井的不穩(wěn)定試井 試井的用途 估算測試井的完井效率、井底污染情況 判斷是否需要采取增產(chǎn)措施(如酸化、 壓裂);分析增產(chǎn)措施的效果;確定井底附近或兩井之間的地層參數(shù);推算地層壓力(如:原始地層壓力、目前地層壓力);探測測試井附近的油(氣)層邊界和井間連通情況;估算測試井的控制儲量。段為不穩(wěn)定滲流早期; 段為不穩(wěn)定滲流晚期; 段為擬穩(wěn)態(tài)期期利用直線段斜率計算地層參數(shù) 求流度 利用直線段截距求表皮因子利用直線段斜率估算儲量油水兩相滲流理論活塞式

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