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论文:水平井产能计算方法及应用

有关水平井产能的公式一、理想裸眼井天然产能计算公式1.Joshi 公式应用条件:Joshi 公式,裸眼井、等厚、均质、无限大油藏、单相流动。

())]2/(ln[)/(2/2/ln )/(5428.022w o o h r h L h L L a a B P h K Q ββμ+⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎣⎡-+∆⨯=其中,5.04])/2(25.05.0)[2/(L r L a e ++=。

2.当有偏心距和各向异性系数时,Joshi 修正公式应用条件:考虑偏心距和各向异性,裸眼井、等厚、无限大油藏、单相流动。

()]2/)()2/(ln[)/(2/2/ln )/(5428.02222wo o h hr h L h L L a a B P h K Q ββδββμ++⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎣⎡-+∆⨯=3.Giger 公式应用条件:裸眼井、等厚、均质、无限大油藏、单相流动。

())]2/(ln[2/2/11ln )/()/(5428.02w eH eo o h r h r L r L h L B P L K Q πμ+⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎣⎡-+∆⨯=4.Borisov 公式应用条件:裸眼井、等厚、均质、无限大油藏、单相流动。

)]2/(ln[)/()/4ln()/(5428.0w e o o h r h L h L r B P h K Q πμ+∆⨯=5.Renard & Dupuy 公式应用条件:裸眼井、等厚、均质、无限大油藏、单相流动。

)]2/(ln[)/()(cosh )/(5428.01wo o h r h L h x B P h K Q '+∆⨯=-πβμ式中;5.04])/2(25.05.0[/2L r L a x e ++== ;]1ln[)(cosh 21-+±=-x x xw wr r )]2/()1[(ββ+='。

以上公式中各参数代表的物理意义及其单位如下:—Q 水平井产油速度,d m /3;—h K 水平向渗透率,2310um -; —v K 垂向渗透率,2310um -;—h 储层厚度,m ;—o B 原油体积系数;—o μ原油粘度s mP a ⋅;—L 水平井水平段长度,m ;—e r 泄油半径,m ; —w r 井眼半径,m ;—β储层各向异性系数,v h K K /=β;—δ水平井眼偏心距,m 。

二、不同完井方式下水平井的产能公式1.射孔完井方式的产能公式应用条件:射孔完井、等厚、均质、无限大油藏、单相流动。

()hphd wo o h s s hr h L h L L a a B P h K Q ++++⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎣⎡-+∆⨯=]2/)()2/(ln[)/(2/2/ln )/(5428.02222ββδββμ式中[]p d h w d d h vd hd s K K L h r r K K L h s L h s )1/)(/()/ln()1/()/()/(-+-=⋅=βββ—hd s 裸眼水平井的钻井损害表皮系数,小数; —vd s 裸眼垂直井的钻井损害表皮系数,小数;—d K 钻井损害区的渗透率,2310um -; —d r 钻井损害半径(井眼半径+损害厚度),m ;—hp s 射孔水平井的射孔损害表皮系数,vp hp s L h s)/(β=;—vp s 射孔垂直井的射孔损害表皮系数,cp vps s s+=;—p s 射孔几何表皮系数,wbv h ps s s s++=;—h s 径向渗流表皮系数,)/ln(we w h r r s =; —we r 有效井眼径,m l r a r p w we ),/(0⋅=;—p l 从井壁算起的孔眼穿透深度,m ;—v s 垂向渗流表皮系数,111110b pd b Da v r h s ⋅⋅=+-;—D h 无因次孔眼间距,vh pen D K K l D h /1=;—en D 射孔密度,孔/m ;—pd r 无因次孔眼半径,)1/(2+=h v en p pd K K D r r ;—p r 射孔孔眼半径,m ;—wb s 井眼表皮系数,)2exp(1wd wb r c c s ⋅⋅=;—wd r 无因次井眼半径,pw w wd l r r r +=;—c s 射孔压实损害表皮系数,pc d h c h pen c r rK K K K l D s ln )(1-=;—c K 压实带渗透率,2310um -;—c r 压实带半径,m r r p c 压实厚度),+=(; 3log 2110a r a a pd +⋅=;321b r b b pd +⋅=;其中系数2,1,3,2,1,3,2,1,0c c b b b a a a a 取决于相位角,表1 式中系数与相位角对应关系2.套管内井下砾石充填及绕丝管完井方式的产能公式应用条件:套管内井下砾石充填及绕丝管完井,等厚、均质、无限大油藏、单相流动,要求砾石充填时的砾石直径应等于储层砂粒度中值的5~6倍,即50)6~5(d D G =,或单纯的绕丝管完井。

()Ghp hd w o o h s s s hr h L h L L a a B P h K Q +++++⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎣⎡-+∆⨯=]2/)()2/(ln[)/(2/2/ln )/(5428.02222ββδββμ式中—G s 水平井套管内充填砂层的表皮系数;;oo gv h G QB P L K K s μ∆=5428.0;附加压降;原油流过充填砂层时的—)(1700)(10*57.62255.026Q AK L B Q AK L B P P G Go o G Go g g μρ+=∆∆- —G K 砾石充填层的渗透率或绕丝管时的自然砂层渗透率,2310um -;—ρ原油密度,3/cm g ;;,筛管直径井眼直径砂堆积层厚度,—m L L G G 2-=;原油产量,—d m Q /3 ;井壁渗流面积,—L r A A w π2= 其他参数同上。

需要指出的是,该方式下的计算是解一个关于产量Q 的一元二次方程。

3.套管预充填砾石筛管完井方式的产能应用条件:套管预充填砾石筛管完井,等厚、均质、无限大油藏、单相流动。

()Ghp hd w o o h s s s hr h L h L L a a B P h K Q +++++⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎣⎡-+∆⨯=]2/)()2/(ln[)/(2/2/ln )/(5428.02222ββδββμ式中oo gv h G QB P L K K s μ∆=5428.0;;附加压降原油流过充填砂层时的—21,g g g g P P P P ∆+∆=∆∆ ;)(1700)(10*57.611122155.011261Q A K L B Q A K L B P G G o o G G o g μρ+=∆-;)(1700)(10*57.622222255.022262Q A K L B Q A K L B P G G o o G G o g μρ+=∆-;,外层筛管直径井眼直径砂堆积层厚度,—m L L G G 211-=—1G K 外层筛管与套管环空之间自然砂层渗透率,2310um -;;p en pL D D A **421π=;双层筛管的间距,m L G =2 ;砾石充填层的渗透率,—23210um K G - ;l d A **2π= 。

筛管总长,—m l4.部分打开水平井的产能公式 应用条件:部分射开,矩形泄油区,2)2/(2=e e Y X ,形状如同箱形泄油体。

PS K K L hK K h X L B h K Q m vhph v e o o h ∆⨯+=2)/(5335.0μ式中;水平射开段长度,—m L P数。

由于射孔引起的表皮系—m S 三、不同驱动方式下水平井的产能公式1.边水驱油藏水平井产能公式应用条件:1)水平井位于油藏中央位置,距纵切面上左右两个边部距离b 相等,且b>>h ;油藏上下都是封闭边界,只在边部有水驱动;2)或用于水平生产井和注水井交替排列的无穷井列情况,注采井相互对应。

图2.1 边水驱油藏示意图)ln(sin 333.12ln )/(7238.0ow o w o o o v h h z h b r h B P L K K Q πβππβμ-+∆=式中;,渗透率均值,—2310um K K K K v h -=;压差,—a MP P ∆ m b 边界的距离,水平井到油层两侧油水—;m z w 的距离,水平井到底部封闭边界—。

说明:1)油层各向异性值β增加,水平井附近的径向流阻力加大,产量减小;2)水平井在垂直剖面上位于油层中央时,即距上下两边界相等时,阻力最小,在同一油层条件下,产量最大;3)恒压边界到水平井距离越大,产量越小;水平段越长,产量越大。

2.底水驱动油藏水平井产能公式应用条件:1)排式水平井,顶部为封闭边界,底部为底水;2)该公式同样适用于气顶驱油藏,只是此时的压差为气顶与水平井间的压力差,w z 代表的就是水平井到气顶的距离。

()[]ar z h sh a z h sh a h sh a r sh a z h sha z h sh a h sh a z sh B P L K K Q w w o w o o w w o w o o w o o v h +-+-+∆=βππβπβπβππβπβπβμ2)(24)2(2)2(222ln)/(0857.1222242式中m a 水平井井距,—;m z w 离,水平井距油水界面的距—;其余参数同上。

3.气顶底水油藏水平井产能公式应用条件:既有气顶又有底水驱动;油水界面和油气界面均为恒压边界,流体流向水平井的定常渗流服从二维Laplace 方程,水平段距油水界面w z 一般位于()4/3,4/oo h h 范围内。

⎥⎦⎤⎢⎣⎡⎪⎭⎫ ⎝⎛-+⎪⎭⎫ ⎝⎛∆=o w w o o v h h z r h B P L K K Q πππβμsin ln 2ln )/(5428.0四、不同井网水平井的产能公式1.四点法井网水平井产能公式应用条件:常用于稠油油藏,四口水平井处于同一水平面上,位于长方形的四个角,水平井到油藏底部的距离均为w Z (m);水平井井距为b(m),排距为a(m);水平段长度L(m);油水界面和油气界面均为恒压边界。

图2.2 四点法井网水平井示意图wo ooo oh r h Lh L a arcch L abarcchPB h K Q πββπμ2ln2/125428.0222++-∆=2.三角形井网水平井产能公式应用条件:常用于稠油油藏,注水井居两口水平生产井中间,呈三角形排列,注水井注水量为生产井产量的2倍;3口井处于封闭边界内,三口井处于同一水平面,距油藏底为)(m Z w 。

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