一、概念1、折算压力及其公式和其实3、什么是稳定试井？油井稳定试井指示质:油藏中任一点的实测压力均与其埋藏曲线的用途是什么？试说明常见指示曲深度有关,为了确切地表示地下的能量分线的类型。答:通过人为地改变油井的工布情况,必须把地层内各点的压力折算到作制度,在各个工作制度稳定的条件下测同一水平面上,经折算后的压力称为折算量其压力机对应的产量等有关资料,这种压力,通常选取原始油水界面为折算平试井方法称为稳定试井。用途:1.确定合面。折算压力在实质上代表了该点流体理的工作制度2.确定油井的生产能力3.所具有的总的机械能。公判断增产措施的效果4.推算有关地层参式:pZM=pM+ρgΔDM 数。类型:正常、合理、不正常。 2、非活塞式水驱油方式: 4、试说明有界地层中开井生产后井底压由于油水粘度差、毛细管现象、油水重力传播可分为哪几个时期？ 率差以及地层本身非均质性等因素的影I—不稳定早期、II—不稳定晚期、III—响,水渗入到油区后,不可能把全部的石q1 t2 Δp拟稳定期。
-t2-Δp油都置换出去,而会出现一个油水同时5．试绘图说明溶解气驱q2 t2-Δp混合流动的两相渗流区,这种驱油方式称油藏气油比变化的特点。答:生产气油比为非活塞式的水驱油。在非活塞式水驱变化可分为三个阶段:
油时,从供给边界到生产井排之间可以分(1)在第一阶段时,生产气油比缓慢下降；为三个区,即纯水区、油水混合区和纯油在这一阶段,地层压力刚开始低于饱和压区。混合区逐渐扩大到生产井排。 力,分离出的自由气很少；呈单个的气泡3、气井绝对无阻流量及其二项式表达式,状态分散在地层内,气体未形成连续的流物理意义:天然气井在井底压力为1个大动,股自由气膨胀所释放的能量主要用于气压时 驱油。(2)在第二阶段中,气油比急剧上
222升。因为此时分离出来的自由气的数量气井流量。qAOF??A?A?4B?pe?pa?2B较多,逐渐形成一股连续的气流,因此油气表示气井的(最大)产能。 气井稳定试井时,按二项式处理试井资料,同时流动,但气体的粘度远比油的粘度小,
故气体流动很快,但油却流的很慢。气驱其流动方程为pe2-pa2=Aqsc+Bq2sc
4、导压系数定义式、单位及其物理意义:动油效率很低。(3)在第三阶段,生产气油
比逐渐下降,这时已进入开采后期,油藏中导压系数η=K/φμCt ; m2·Pa/Pa·s,物理意
义:表示压力波在地层中的传导能力,或单的气量很少,能量已近枯竭。 位时间内压力传播的面积。
5.井干扰现象及其实质:在油层中有许多
?p井同时,其中任一口井工作制度的改变,如?2p?1??t新井投产、事故停产或更换油嘴等等,必然会引起其它井的产量或井底压力发生变化,这种现象叫做井干扰现象。其实质为地层中能量重新平衡(或压力重新分
534布)。
二、简答题1.单相弱可压缩液体不稳定渗流基本微分方程为,----?
该类型方程称为热传导型方程。
三、推导题1.证明:等产量的两汇在正常2.油气储集层是油气储集场所和油气运
移通道,特点:储容性,渗透性,比表面大,结生产时必然产生死油区现象。
证明:设A、B两井间的距离为2d。当地构复杂。
层中A井和B井单独工作时,在中点M3.流体渗流中受到的力主要有粘滞力、
处的渗流 岩石及流体的弹性力和毛细管力。 qhqq速度分别为:v1?A?2?dh?2?d?v2 4.渗流力学是研究流体在多孔介质中流
动规律的一门学科。 5.油井不完善类型有打开程度不完善、在中点M处,v1和v2大小相等,方向相打开性质不完善和双重不完善。 反,M点的合速度为0,此处流体不流动,6.等产量两汇流场中等势线方程为因此等产量的两汇在正常生产时必然产r1r2=C0 生死油区现象。 7.幂律非牛顿流体的本构Kdp2.试推导Horner公式,并说明各个符号??B方程为n,非牛顿液?的名称及单位。 ??K??体包括纯粘性的非牛顿液体和粘弹性的推导:关井后井底压力恢复过程,可以用油非牛顿流体两大类。 井继续以产量q生产及从关井时刻起以-8.油气两相渗流中拟压力函数表达式为:,q注入的过程来代替,所以关井后井底压物理意义:当油气同时从油藏内流入到井力变化规律就可以用油井继续以q生产底时,油藏内共消耗能量为Δp=pe-pwf,而的井底压力降与以-q注入引起的井底压其消耗于使油渗流能量:ΔH=He-Hwf值 力升的叠加结果来表示。 9.等产量一源一汇流场中存在特殊现象以定产量q生产t时间后再继续生产Δt为舌进现象等势线方程为r1/r2=C0;y轴是时间(总共生产t+Δt时间)后的井底压力条等势线 降为:
q?2.25??t??t?10.水驱油过程中产生指进现象的主要原?p1?ln2以注入量(-q)注入Δt4?Khrw因是由于油水粘度差所致。 q?2.25??t11.裂缝-孔隙双重介质压力恢复曲线的特时间后,井底压力升为:?p2?4?Khlnr2整得
q=2?Kh(pe?pwf)22?ln2aa?b
q???Δp=0.067MPa
3.直线供给边界一侧有两口生产井,如图所示。供给边界上的压力pe为
10MPa,地层厚度h为5m,
渗透率K为1μm2。地下原油粘度2×
q?2.25?t?q?2.23?(t?t)10-3mPa·s,原油体积系数B为1.2,地面?p=0.183lg;?p?0.183Kh1g,Khrr原油密度为0.9t/m3f,油井半径为0.1m。q?225?(t?t)?p=0.1831g;Khr当两口井各以50t/d生产时,两井的井底pwf?t2??pi?(?p1??p2??p3),压力各为多少？解:利用镜像反映法得到
?q?2.25?t?q?2.25?(t?t)q?2.25?(t?t)?p(t)?p??0.183lg?0.183lg?0.1831g?反映图,如图r1所示。pe＝10MPa,rw＝KhrKhrKh??q?t2.25?(t2?t1)0.1m,μ＝2×10-3,K＝1×10-12μm2,r1pwf(t2)?pi?[0.1832(31g2?1g)] 2Khl2?t1rw＝600m,r2＝800m,r3＝600m,
r4＝6002?8002m ;
3q?50?103?1.224?3600?7.72?10?4?m3s? 4.5. 0.9?10由镜像反映法和势的的叠加原理可得:
qqqq??wf1?2?lnrw?lnr1?lnr2?lnr3?C, h2?h2?h2?h
解这个方程组可以得 ?MPa? 到:pwf?pc?0.46654?9.53346 同理可求得 ?MPa? pwf2?pc?0.46654?9.53346 五、应用题1.实验室有一地层模型,如图 3所示。画出压力分布曲线示意图,并说5.一均质地层中有一条直线供给边界和
明理由。
一条直线断层相交成90°,在其附近有一口生产井, 图3如图所示。已知地层厚度为h,渗透率为K,液体的粘度为μ,井筒半径为rw,井底 答:压力为
pwf,供给边界压力为pe。试导出该井的产压力分布曲线示意图据达西公式的微分量公式。 形式:
解:根据镜像反映法,引入虚拟的生产井和q?v??Kdp可得m?dp?q?由于渗透
A?dxdxAK注入井,如图1所示。在生产井的井底: dpqqqqq2brq即压力分布直线的br ??lnr?ln?2a??ln?2b??ln?2d??C?ln率K?与C?ln?C4.某井在生产过程中产量变化如图2所
示,试推导t2时刻井底压力公式。
答:利用等效处理的方法,将变流量问题转化为3个常流量的问题,然后再利用压力叠加原理确定不同时刻的井底压力。压差分别为:
121brwKA?pq?L6.67?10?8?10?3?1?p???0.067?106?Pa?∴KA2.5?10?12?4?10?4?L,得
解:根据达西公式
1212w22w2322w11212I221wf2i2w2w2whhhhhwwf2?hw2?h2?h2?h2?hpro0oo点是在半对数坐标中可得两条互相平行的直线
12.写出平面径向流的流量公式,试说明提高油井单井产量的方法。
q?2?Kh?pe?pwf??ln?rerw?(1)增加生产压差,提高注水井压力或降低生产
井压力。(2)增加储层渗透率,采取酸化、压裂等增产改造措施。(3)降低原油粘度,向油井中注入降粘剂、火烧油层、蒸汽驱等。
13.试绘图说明平面单向流和平面径向流的压力消耗特点。
答:平面单向流:在沿程渗流过程中压力是均匀消耗的。平面径向流:压力主要消耗与井底附近,这是因为愈靠近井底渗流面积愈小,而渗流阻力愈大。
井底总的压力变化为:?p?pi?pws??t??
2.25??t??t?q?q?2.25??t??ln2rw4?Khq?pws??t??pi?ln?t4?Kht??t 4?Khln2rww22(1)其中:d=a?b在供给边界上:φe=C (2)两式得:
????q????ln?2ad?;q?2??????ln?2ad?2??br??br?;
?2ad?qK??p,q?,q?2?Kh?p?p??ln???h?br?
四、计算题1.实验室用长6厘米的岩心做单向水驱油实验。实验进行了20分钟,测得岩心中各点含水饱和度值见表1。水驱油前缘含水饱和度Swf为0.5。试确定岩心见水时,以上各饱和度值在岩心中的位置(以表格形式给出)。
表1岩心中各点饱和度的数值表:位置x(cm):1,2,3,4;含水饱和度Sw:0.8,0.7,0.6,0.5
解:根据平面单向流的贝克莱-列维莱特
W?t?方程:x??Af??S?(1)
当t=t1=20min时,任一饱和度的位置
??Sw??A(2) 为:x1?W?t1?fw当t=t2时(设岩心见水时间为t2),则任
??Sw??A (3) 一饱和度位置为:x2?W?t2?fw由式(2)和(3)可知,对于同一饱和度,在t1、t2时刻对应的距离之比为:
W?t?xW?t?x?x?W?t?(5);由表1,油水xW?t?(4),则
前缘在t1时刻的位置x1=4cm,在t2时
W?t2?x2刻的位置x2=6cm,所以W?t??x?1.5由上
11式可计算表1中的各饱和度在t2时刻位置如
W?t?下:Sw=0.8,x?W?t?x?1.5,Sw=0.6,
hewfhewfwwhewfw斜率成反比,因此渗透率越大,直线斜率m就越小。由于K2=2K1,因此m1=2m2。 2.直线断层附近一口井的压力恢复曲线有什么特点？试从理论上加以证明。 答:试井压力恢复曲线在半对数图形上具有2条相交的直线,第2条直线的斜率是第1条直线斜率的2倍。证明: (1)未受断层影响时,井底压力变化满足
2a?2bdx2?hw2abq?2.25??tlg则第1条直线的斜2?hrwq?(2)受断层影响时,井底压率m1?0.183?h?p?0.183力变化满足
?p?0.183wwq?则第2条直线的斜率m2?2?0.183?h,即m2=2m1证毕。
3.某油井的产量史如图3所示,试给出该井井底压力公式。解:(1)当0 pwr(t)?pi?0.183q?2.25q?2.25??t??tlg?0.183lg2?h?hrw?2d?2 22221111≤t2时,利用叠加原理 得: pwf?t??pi?0.183q?2.25?t1g(2)当t1 (3)当t2 pwr(t)?pi?0.183q1?2.25?tq?2.25?(t?t1)lg?0.18321g22KhrwKhrW213.一均质地层中有一供给边界和一 断层相交成90°,中间为一口生产井,如第2题图所示。已知地层厚度为 h,渗透率为K,液体的粘度为μ,井筒半径为rw,井底压力为pwf,供给边界压力为pe.试导该井产量公式。 答:利用镜像反映法得到反映图,利用势的叠加原理,得 (4)当t＞t3x2(cm):1.5,3,4.5,6;含水饱和度 q2?q2?t?t2tSw:0.8,0.7,0.6,0.5 时:pwf?t??pi?0.183Kh1gt?t?0.183Kh1gt?t 13(改数后Swf0.4含水饱 和度Sw0.80.60.50.4解: 位置x2(cm)0246含水饱Sw0.80.60.50.4) 2.长为1m的岩心,横截面积为4cm2,渗透率为2.5×10-12m2,通过液体的粘度为1cp,流 量为4cm3/min,则需要在模型两端建立多 qh?qhqh?qh22?uf=lnrW?ln(2a)?ln(2b)?ln(4a?4b)?大的压差？C,?e?C 2?2?2?2?已知:L=1m,A=4cm2=4×10-4m2,K=2.5×22qKq?e??wf?hln2a?2a?b因???p,qh?h,10-12m2,μ=1cp=10-3Pa·s, 2?rw?2bq=4cm3/min=6.67×10-8m3/s求:Δp=? W?t2?W?t2?x2?x1?3,Sw=0.5,x2?x1?3,Sw=0.4,W?t1?W?t1?W?t2?x2?x1?6结果汇总于下表:位置W?t1?1q1?2.25?tq?2.25?(t?t1)q?lg2?0.18311g?0.18321KhrWKhrw2Khq?q?2.25?(t?t2)pwf?t??pi?0.18311gt?0.18311g 2Kht?t1Khrw