CN106522927A - 改进的合理井底流动压力计算方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种改进的合理井底流动压力计算方法，该改进的合理井底流动压力计算方法包括：步骤1，收集油藏基本静态和动态信息，为合理井底流压计算提供参数；步骤2，计算抽油泵泵口压力；步骤3，确定泵效与沉没度关系，优化抽油井合理沉没度；步骤4，基于合理沉没度改进井筒液柱压力计算方法；步骤5，将抽油泵泵口压力与合理井筒液柱压力之和作为合理井底流动压力。该改进的合理井底流动压力计算方法计算的合理井底流压结果更加有利于油井产能的发挥，有利于特高含水期油田保持长期稳产或减缓递减。

Description

改进的合理井底流动压力计算方法

技术领域

本发明涉及石油勘探与开发的油藏工程领域，特别是涉及到一种合理井底流动压力计算方法。

背景技术

井底流动压力(简称井底流压)是石油勘探与开发中油藏工程计算与预测的基本参数。产液水平差异大、产液结构不平衡是造成特高含水期油藏产能低、含水高的主要原因之一，确定合理液量对于特高含水期油藏稳产或减缓递减具有重要意义。合理液量是生产压差(即地层压力保持水平与井底流动压力之差)与采液指数的乘积。每个地层压力保持水平下对应着一个合理液量，因此确定合理液量的关键之一就是确定合理井底流动压力。国内外井底流压计算方法主要有：(1)井底流动压力大于饱和压力时，随着井底流动压力的降低，油井产油量成正比例增加；当井底流动压力低于饱和压力以后，由于井底附近油层中原油脱气，使油相渗透率降低，随着流动压力的降低，产量增长速度将会减慢。(2)油井最低允许流动压力：当流动压力降低到一定界限以后，再降低流动压力，油井产量不但不再增加，而且还会减少，此时流压值可作为油井流动压力下限值。(3)三相流流入动态曲线方程：油井最低允许流动压力与饱和压力和地层压力之间的定量关系式。(4)经验公式法。(5)最大产量法确定流压下限(IRP曲线)。(6)最小泵沉没压力法确定流压下限。目前阶段合理流压界限确定方法的三个原则：a)油层不能大范围脱气而影响采收率；b)油井具有较强的生产能力，尽量满足油田开发生产的需要；c)气液比不能过高，以免影响泵效。然而，这些井底流压计算方法由于没有考虑抽油井合理沉没度的要求，计算结果其实均为最小的井底流压，而不是合理的井底流压，因此，不能正确反映油井的合理产液能力，为此我们发明了一种基于合理沉没度的井底流动压力计算改进方法，解决了以上问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种基于合理沉没度校正的可提高井底流动压力计算合理性的改进井底流动压力计算方法。

本发明的目的可通过如下技术措施来实现：改进的合理井底流动压力计算方法，该改进的合理井底流动压力计算方法包括：步骤1，收集油藏基本静态和动态信息，为合理井底流压计算提供参数；步骤2，计算抽油泵泵口压力；步骤3，确定泵效与沉没度关系，优化抽油井合理沉没度；步骤4，基于合理沉没度改进井筒液柱压力计算方法；步骤5，将抽油泵泵口压力与合理井筒液柱压力之和作为合理井底流动压力。

本发明的目的还可通过如下技术措施来实现：

在步骤1中，收集的油藏基本静态和动态信息包括溶解气油比、充满系数、油井含水率、天然气溶解系数、原油地面相对密度、水的地面相对密度、油井含水率参数。

在步骤2中，根据步骤1中收集到的溶解气油比、充满系数、油井含水率、天然气溶解系数，计算抽油泵泵口压力P_p，计算公式如下：

式中，P_p：抽油泵泵口压力，MPa；R_s：溶解气油比，m³/m³；β：充满系数；s：天然气溶解系数；f_w：含水率。

在步骤3中，抽油井合理沉没度取值范围为300～600m。

在步骤4中，考虑油井合理沉没度参数，依据步骤1收集到的原油地面相对密度、水的地面相对密度、油井含水率参数，代入改进井筒液柱压力的计算公式：

p_w＝0.01×γ_混合物×(D_中-D_挂+H_合理) (2)

其中，

γ_混合物＝γ_o×(1-f_w)+γ_w×f_w

γ_o：原油地面相对密度，小数；γ_w：相对密度；f_w：含水率；D_中：油层中部深度，m；D_挂：泵挂深度，即抽油泵下入深度，m；P_w：井底流压，MPa；H_合理为合理沉没度，取值300～600m之间。

在步骤5中，根据步骤2和步骤4将考虑抽油井合理沉没度的井筒液柱压力P_w与抽油泵泵口压力P_p之和定义为合理井底流动压力P_wf，计算公式为：

P_wf＝P_p+P_w (3)

P_wf：为合理井底流动压力，MPa；P_p：抽油泵泵口压力，MPa，P_w井筒液柱压力，MPa。

本发明中的改进的合理井底流动压力计算方法，隶属于一种经验的最小井底流压计算方法，主要属于油藏工程计算与预测技术范畴。该方法在泵口压力和井筒液柱压力计算方法基础上，增加合理沉没度校正，从而使计算结果确定的井底流压能使油井获得更合理的产液能力。在进行井底流动压力计算时，增加抽油井沉没度修正，考虑了抽油井抽油泵在动液面到泵挂深度之间井筒液柱压力，满足抽油泵高充满系数、高泵效等要求，因此计算的合理井底流压结果更加有利于油井产能的发挥，有利于特高含水期油田保持长期稳产或减缓递减。

附图说明

图1为本发明的改进的合理井底流动压力计算方法的一具体实施例的流程图；

图2为本发明的一实施例中沉没度分布概率的示意图。

具体实施方式

为使本发明的上述和其他目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举出较佳实施例，并配合附图所示，作详细说明如下。

如图1所示，图1为本发明的改进的合理井底流动压力计算方法的流程图。

步骤101，收集油藏基本信息；收集油藏基本静态和动态信息，为合理井底流压计算提供参数。在一实施例中，收集的信息包括溶解气油比、充满系数、油井含水率、天然气溶解系数、原油地面相对密度、水的地面相对密度、油井含水率参数。流程进入到步骤102。

步骤102，计算抽油泵泵口压力；根据步骤101种收集到的溶解气油比、充满系数、油井含水率、天然气溶解系数，代入抽油泵泵口压力P_p计算公式如下：

P_p：抽油泵泵口压力，MPa；R_s：溶解气油比，m³/m³；β：充满系数；s：天然气溶解系数；f_w：含水率。流程进入到步骤103。

步骤103，优化合理沉没度；确定泵效与沉没度关系，优化抽油井合理沉没度。

为了求取符合特高含水期中高渗砂岩油藏抽油井实际的合理沉没度，统计了大量特高含水期中高渗砂岩油藏抽油泵沉没度与泵效关系数据。如附表1所示。

表1泵效80％以上沉没度分布概率

沉没度，m	概率，％
		0<Lm<＝300	10.20
300<Lm<＝600	45.00
		600<Lm<＝900	24.80
900<Lm<＝1200	15.10
		Lm>1200	5.00

泵效达到80％以上时，沉没度L_m处于300～600m的概率达到45％，接近一半，抽油泵处于其他水平的沉没度时，抽油泵泵效高的可能性小。研究表明，沉没度与泵效符合正态分布关系，如图2所示，当沉没度在300～600m之间时，泵效达到80％以上的概率最高，增加或减少抽油泵沉没度，泵效达到80％以上的概率都降低。可见，中高渗砂岩油藏抽油井合理沉没度范围一般为300～600m之间。流程进入到步骤104。

步骤104，基于合理沉没度改进井筒液柱压力计算方法；考虑油井合理沉没度参数，依据步骤101收集到的原油地面相对密度、水的地面相对密度、油井含水率参数，代入改进型井筒液柱压力计算公式(2)即可。

传统方法确定抽油井(本次发明针对有杆泵、水力活塞泵，下同)井筒液柱压力计算公式为：

p_w＝0.01×γ_混合物×(D_中-D_挂) (1)

其中，

γ_混合物＝γ_o×(1-f_w)+γ_w×f_w

γ_o：原油地面相对密度，小数；γ_w：相对密度；R_s：溶解气油比，m³/m³；β：充满系数；s：天然气溶解系数；f_w：含水率；D_中：油层中部深度，m；D_挂：泵挂深度(即抽油泵下入深度)，m；P_w：井底流压，MPa.

该传统井筒液柱压力计算公式没有考虑到泵挂深度到动液面的合理液柱压力，从而使传统计算的所谓“最小合理井底流压”并不合理。因此，需要进行改进。

油田实际生产时，当原油进入到抽油泵之前，要克服过滤器，气锚、砂锚和凡尔(阀)窄孔的阻力，这就要求抽油泵必须要下入到动液面以下的一定深度，即需保持一定的沉没度(沉没度：指的是泵下入动液面以下的深度，即泵挂深度与动液面深度的差值)，造成一个压头(压头是指动液面与泵挂深度之间的井筒液柱压力)，保证抽油泵内具有较高的泵效(80％以上)及充满系数(0.8以上)。

因此，传统井筒液柱压力计算方法没有考虑抽油泵合理沉没度的影响，改进后计算的更符合油田实际情况。研究表明，沉没度过小，会降低抽油泵充满系数，沉没度过大，会增加抽油机的负荷。因此，抽油井存在沉没度最优值。

基于上述分析，修改传统井底流压计算公式(1)，建立基于抽油泵合理沉没度改进型井筒液柱压力计算公式为：

p_w＝0.01×γ_混合物×(D_中-D_挂+H_合理) (2)

其中，H_合理为合理沉没度，取值300～600m之间，根据现场实际研究结果，一般取值400m左右即可。流程进入到步骤105。

步骤105，抽油泵泵口压力与合理井筒液柱压力之和即为本发明的合理井底流动压力。根据步骤102-104，将考虑抽油井合理沉没度的井筒液柱压力与抽油泵泵口压力之和定义为合理井底流动压力，即实现了本发明所要求的改进合理井底流动压力计算方法(3)。

P_wf＝P_p+P_w (3)

P_wf：井底流压，MPa；P_p：抽油泵泵口压力。

因此，基于抽油井合理沉没度研究结果，改进性井底流压计算公式增加抽油泵合理沉没度H_合理，即可保证抽油泵充满系数达0.8以上，泵效80％以上等良好工作状态，充分发挥抽油井产液能力。

Claims (6)

1.改进的合理井底流动压力计算方法，其特征在于，该改进的合理井底流动压力计算方法包括：

步骤1，收集油藏基本静态和动态信息，为合理井底流压计算提供参数；

步骤2，计算抽油泵泵口压力；

步骤3，确定泵效与沉没度关系，优化抽油井合理沉没度；

步骤4，基于合理沉没度改进井筒液柱压力计算方法；

步骤5，将抽油泵泵口压力与合理井筒液柱压力之和作为合理井底流动压力。

2.根据权利要求1所述的改进的合理井底流动压力计算方法，其特征在于，在步骤1中，收集的油藏基本静态和动态信息包括溶解气油比、充满系数、油井含水率、天然气溶解系数、原油地面相对密度、水的地面相对密度、油井含水率参数。

3.根据权利要求2所述的改进的合理井底流动压力计算方法，其特征在于，在步骤2中，根据步骤1中收集到的溶解气油比、充满系数、油井含水率、天然气溶解系数，计算抽油泵泵口压力P_p，计算公式如下：

$P_p=\frac{R_s}{\frac{1/\mathrm{\β}-1}{1-f_w}+s}$

式中，P_p：抽油泵泵口压力，MPa；R_s：溶解气油比，m³/m³；β：充满系数；s：天然气溶解系数；f_w：含水率。

4.根据权利要求2所述的改进的合理井底流动压力计算方法，其特征在于，在步骤3中，抽油井合理沉没度取值范围为300～600m。

5.根据权利要求4所述的改进的合理井底流动压力计算方法，其特征在于，在步骤4中，考虑油井合理沉没度参数，依据步骤1收集到的原油地面相对密度、水的地面相对密度、油井含水率参数，代入改进井筒液柱压力的计算公式：

p_w＝0.01×γ_混合物×(D_中-D_挂+H_合理) (2)

其中，

γ_混合物＝γ_o×(1-f_w)+γ_w×f_w

γ_o：原油地面相对密度，小数；γ_w：相对密度；f_w：含水率；D_中：油层中部深度，m；D_挂：泵挂深度，即抽油泵下入深度，m；P_w：井底流压，MPa；H_合理为合理沉没度，取值300～600m之间。

6.根据权利要求5所述的改进的合理井底流动压力计算方法，其特征在于，在步骤5中，根据步骤2和步骤4将考虑抽油井合理沉没度的井筒液柱压力P_w与抽油泵泵口压力P_p之和定义为合理井底流动压力P_wf，计算公式为：

P_wf＝P_p+P_w (3)

P_wf：为合理井底流动压力，MPa；P_p：抽油泵泵口压力，MPa，P_w井筒液柱压力，MPa。