人工舉升理論ppt課件.ppt

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1、人工舉升理論石油大學吳曉東第二講表皮因子I949年，VanEverdingen和HurSt引入了表皮效應(yīng)來表征近井區(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)學上看，表皮效應(yīng)沒有物理量綱并與熱傳導中的膜片系數(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)是一個綜合變量。一般說來，使流線偏離井的方向或限制流量的任何現(xiàn)象都會導致正表皮效應(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(會引起流線變形)，這些機械原因以及相變(對主流體相對滲透率的降低)、湍流和對油氣藏滲透率的傷害

2、等都會產(chǎn)生正表皮效應(yīng)。負表皮效應(yīng)負表皮效應(yīng)表明近井地帶的壓降小于油氣藏正常的壓降。這種負表皮效應(yīng)，即對總表皮效應(yīng)的負貢獻，可能是對基巖的激化(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識的重要一點是，沿整個生產(chǎn)段長度上，表皮的差異可能很大。這種情況在合采垂向上分開的兩個或多個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)井底的理想和實際流壓如果井筒附近的滲透率為地層滲透率（即沒有傷害），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公式該公式在評估滲透率傷害得相對程度和傷害深度時非常有用。表皮效應(yīng)的組成一口井的總表皮效應(yīng)，是由

4、許多項構(gòu)成的，一般可把它們累加起來式中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)。對油井來說，如果井底流壓低于泡點壓力，則會形成一個氣體飽和度，即使氣相是不流動的，也會引起油的有效滲透率的降低。以有效(或相對)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.。第二章井筒流動動態(tài)在垂直向上的兩相流動中，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－水混合物在長度為15米的傾斜透明管道中進行了大量的實驗，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)，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于液相的影響來說明。在上坡流動中，當管子角度沿著正方向增加時，作用在液體上的重力使得液體的流動速度減小因此增加了滑脫和持液率。隨著角度的進一步增加，液體在全部管子里搭接起來，減少了兩相之間的滑脫，因此也就減少了持液率。在下坡流動中，當角度沿著負方向增加時，使得液體的流動速度增大，因此減少了持液率。隨著角度沿著負方向進一步增加，有更多的液體與管子表面接觸，粘性的拖曳是

8、的液體的流動速度減小，持液率增加。傾斜兩相流動的持液率流動型態(tài)的確定圖2－3貝格斯和布里爾的流動型態(tài)分布圖（水平流動）流動型態(tài)的確定在建立水平持液率的相關(guān)規(guī)律時，貝格斯和布里爾進行了多重的線性回歸分析。對于不同的水平流動型態(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的計算公式。沿程阻力系數(shù)?的相關(guān)規(guī)律貝格斯