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1、人工舉升理論石油大學(xué)吳曉東第二講表皮因子I949年，VanEverdingen和HurSt引入了表皮效應(yīng)來(lái)表征近井區(qū)域所具有的穩(wěn)態(tài)壓差ΔPs表皮效應(yīng)與壓差ΔPs成正比從數(shù)學(xué)上看，表皮效應(yīng)沒(méi)有物理量綱并與熱傳導(dǎo)中的膜片系數(shù)相似。近井區(qū)域示意圖圖1-12井筒附近的滲透率變化正表皮效應(yīng)井的表皮效應(yīng)是一個(gè)綜合變量。一般說(shuō)來(lái)，使流線偏離井的方向或限制流量的任何現(xiàn)象都會(huì)導(dǎo)致正表皮效應(yīng)。象局部完井(即射孔高度小于油氣藏高度)、孔眼數(shù)目不合適(會(huì)引起流線變形)，這些機(jī)械原因以及相變(對(duì)主流體相對(duì)滲透率的降低)、湍流和對(duì)油氣藏滲透率的傷害
2、等都會(huì)產(chǎn)生正表皮效應(yīng)。負(fù)表皮效應(yīng)負(fù)表皮效應(yīng)表明近井地帶的壓降小于油氣藏正常的壓降。這種負(fù)表皮效應(yīng)，即對(duì)總表皮效應(yīng)的負(fù)貢獻(xiàn)，可能是對(duì)基巖的激化(井眼附近的滲透率高于原始值)、水力裂縫或大斜度井引起的。表皮的不均勻性需要認(rèn)識(shí)的重要一點(diǎn)是，沿整個(gè)生產(chǎn)段長(zhǎng)度上，表皮的差異可能很大。這種情況在合采垂向上分開(kāi)的兩個(gè)或多個(gè)不同層段的井上最為可能出現(xiàn)。不同的地層性質(zhì)(滲透率、應(yīng)力、機(jī)械穩(wěn)定性、流體)和不同壓力都能造成鉆井液侵入、炮眼清洗不好及其它原因的非均勻傷害環(huán)境。同樣的理由也表明沿水平井筒方向非均勻傷害也是可能的。Hawkins公式
3、Hawkins(1956)提出了眾所周知的表皮效應(yīng)與上述變量的相關(guān)方程式，通常叫Hawkins公式。Hawkins公式示意圖圖1-13近井區(qū)井底的理想和實(shí)際流壓如果井筒附近的滲透率為地層滲透率（即沒(méi)有傷害），那么外邊界壓力Ps與井筒的穩(wěn)態(tài)壓降所產(chǎn)生的Pwf,ideal可由下式給出如果井筒附近的滲透率變?yōu)镵s，那么真實(shí)井底壓力的關(guān)系式為Pwf,ideal與Pwf,real之差恰好等于表皮效應(yīng)引起的附加壓降ΔPs，故Hawkins公式該公式在評(píng)估滲透率傷害得相對(duì)程度和傷害深度時(shí)非常有用。表皮效應(yīng)的組成一口井的總表皮效應(yīng)，是由
4、許多項(xiàng)構(gòu)成的，一般可把它們累加起來(lái)式中sd是傷害表皮；sc+θ是由于局部完井和井斜造成的表皮；sp是射孔表皮；所有擬表皮用連加號(hào)組合在--起，這些擬表皮包括所有與相態(tài)有關(guān)的速敏效應(yīng)。表皮效應(yīng)的討論圖1-14根據(jù)多流量試井確定表皮效應(yīng)和非達(dá)西系數(shù)表觀表皮表觀表皮s‘相敏表皮效應(yīng)相敏表皮效應(yīng)與井筒附近壓力梯度所引起的相態(tài)變化有關(guān)。對(duì)油井來(lái)說(shuō)，如果井底流壓低于泡點(diǎn)壓力，則會(huì)形成一個(gè)氣體飽和度，即使氣相是不流動(dòng)的，也會(huì)引起油的有效滲透率的降低。以有效(或相對(duì))滲透率比代替K/Ks，則Hawkins可用于這種情況了。部分完井和斜井
5、的表皮效應(yīng)圖1-15部分完井的斜井構(gòu)形部分完井和斜井的表皮效應(yīng)所有引起流線變形的情況都會(huì)產(chǎn)生表皮效應(yīng)sc。和油氣藏高度相比，射孔段越小，完井的偏心度越大，則表皮效應(yīng)越大。所有引起流線變形的情況都會(huì)產(chǎn)生表皮效應(yīng)sc。和油氣藏高度相比，射孔段越小，完井的偏心度越大，則表皮效應(yīng)越大。射孔的表皮效應(yīng)圖1-16射孔表皮計(jì)算中所用的井的變量射孔的表皮效應(yīng)平面流效應(yīng)sH、垂向匯聚效應(yīng)sv和井筒效應(yīng)swb.。第二章井筒流動(dòng)動(dòng)態(tài)在垂直向上的兩相流動(dòng)中，經(jīng)常出現(xiàn)四種類型流型，即：泡狀流、段塞流、攪拌流、環(huán)狀流。關(guān)于兩相管流的計(jì)算 （貝格斯－
6、布里爾方法）1973年貝格斯和布里爾基于由均相流動(dòng)能量守恒方程式所得出的壓力梯度方程式，以空氣－水混合物在長(zhǎng)度為15米的傾斜透明管道中進(jìn)行了大量的實(shí)驗(yàn)，得出了持液率和阻力系數(shù)的相關(guān)規(guī)律。所研究的參數(shù)范圍是：氣體流量，m3/s0～0.0980液體流量，m3/s0～0.0019系統(tǒng)的平均壓力(絕對(duì))，kPa241～65.5管子的直徑，mm25.4～38.1持液率，m3/m30～0.870壓力梯度，kPa/m0~18傾斜角度，度一90~十90流動(dòng)型態(tài)全部這是目前氣液兩相管流方面較全面的研究成果。機(jī)械能量守恒方程式摩阻壓力梯度位
7、差壓力梯度加速壓力梯度貝格斯－布里爾方法持液率Hl的相關(guān)規(guī)律圖2－1持液率與角度的關(guān)系曲線的翻轉(zhuǎn)大約都發(fā)生在與水平成±50°的地方。這一現(xiàn)象可以用重力和粘度對(duì)于液相的影響來(lái)說(shuō)明。在上坡流動(dòng)中，當(dāng)管子角度沿著正方向增加時(shí)，作用在液體上的重力使得液體的流動(dòng)速度減小因此增加了滑脫和持液率。隨著角度的進(jìn)一步增加，液體在全部管子里搭接起來(lái)，減少了兩相之間的滑脫，因此也就減少了持液率。在下坡流動(dòng)中，當(dāng)角度沿著負(fù)方向增加時(shí)，使得液體的流動(dòng)速度增大，因此減少了持液率。隨著角度沿著負(fù)方向進(jìn)一步增加，有更多的液體與管子表面接觸，粘性的拖曳是
8、的液體的流動(dòng)速度減小，持液率增加。傾斜兩相流動(dòng)的持液率流動(dòng)型態(tài)的確定圖2－3貝格斯和布里爾的流動(dòng)型態(tài)分布圖（水平流動(dòng)）流動(dòng)型態(tài)的確定在建立水平持液率的相關(guān)規(guī)律時(shí)，貝格斯和布里爾進(jìn)行了多重的線性回歸分析。對(duì)于不同的水平流動(dòng)型態(tài)，貝格斯和布里爾建立了不同的持液率相關(guān)規(guī)律以及系數(shù)c的計(jì)算公式。沿程阻力系數(shù)?的相關(guān)規(guī)律貝格斯
