CN110344786B - 一种基于嘴流规律的自喷油井增产措施效果评价方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于嘴流规律的自喷油井增产措施效果评价方法，其特征在于，包括以下步骤：1)基于嘴流规律，建立自喷油井的嘴流经验计算公式；2)定义自喷油井的视采油指数以及视产能指示曲线；3)获取自喷油井的措施前后的生产动态数据，计算视采油指数，绘制视产能指示曲线，措施前后的视采油指数及视产能指示曲线反映自喷油井的产能变化，根据自喷油井产能变化评价增产措施效果。

Description

一种基于嘴流规律的自喷油井增产措施效果评价方法

技术领域

本发明涉及一种基于嘴流规律的自喷油井增产措施效果评价方法，属于油田开发技术领域。

背景技术

油田开发过程中，措施增产是减缓老井综合递减的有效方法，自喷油井常见的增产措施有酸化解堵、堵水、补孔、卡层等。增产措施效果评价对于指导油田措施选井、优选措施类型具有重要意义。

目前，增产措施效果多是通过采油指数、生产压差变化等指标来定量评价。但是采油指数及生产压差一般需要单独进行测试，尤其是对于一些深井、中-高含硫井或井下存在节流装置的油井，将压力计置入井下进行测试十分困难；另外，对于一些低渗、特低渗碳酸盐岩储层，油井达到稳定生产所需要的时间较长，会导致测试费用较高。

所以，当前亟需建立一种新型实用的增产措施效果评价方法。

发明内容

针对上述问题，本发明的目的是提供一种基于油嘴流动规律的自喷油井增产措施效果评价方法。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：一种基于嘴流规律的自喷油井增产措施效果评价方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)基于嘴流规律，建立自喷油井的嘴流经验计算公式

式中，Q_l为油井产液量；d为油嘴尺寸；m为常数；R为生产气油比；p_t为井口油压；f_w为含水率，％；

2)定义自喷油井的视采油指数以及视产能指示曲线

自喷油井的视采油指数计算公式如下：

式中，J_ao为油井视采油指数；

定义Q_l(1-f_w)^0.5与p_td²的关系曲线为自喷油井的视产能指示曲线；

3)获取自喷油井措施前后的生产动态数据，计算视采油指数，绘制视产能指示曲线，措施前后的视采油指数及视产能指示曲线反映自喷油井的产能变化，根据自喷油井产能变化评价增产措施效果。

在上述步骤3)中，对增产措施效果进行评价，包括：

比较措施前后的视产能指示曲线，当视产能指示曲线由非线性关系转变为线性关系时，说明增产措施能够调整自喷油井的生产状态；

比较措施前后的视采油指数大小关系：

当措施后视采油指数高于措施前视采油指数时，说明措施有效改善油井产能；

当措施后视采油指数等于措施前视采油指数时，说明措施无效果；

当措施后视采油指数小于措施前视采油指数时，说明措施降低油井产能。

还包括步骤4)定义增产措施效果评价系数δ，

式中，J_ao0为措施前油井视采油指数，J'_ao为措施后油井视采油指数；

当δ>100％时，油井措施后产油能力高于措施前产油能力，措施有效改善油井产能；

当δ＝100％时，措施后产油能力与措施前产油能力相同，措施无效果；

当δ＜100％时，措施后产油能力低于措施前产油能力，措施降低油井产能。

在上述步骤1)中，基于嘴流规律，建立自喷油井的嘴流经验计算公式，具体过程如下：

①嘴流阶段流动规律包括

当P_b＝P_t时，井口流量G＝0；

当β＜P_b/P_t＜1时，随着P_b/P_t逐渐减小，流量G逐渐增加；

当0＜P_b/P_t＜β时，流量G保持定值；其中压力比β称为临界压力比；

根据热力学理论，油气水混合物在油嘴中流动，当0＜P_b/P_t＜0.546时，油井产量不受回压波动的影响，只与油压、嘴径及生产气油比相关，且整个系统能够稳定生产；

②根据矿场资料统计可知，含水油井通常采用的嘴流计算公式为：

在上述步骤3)中，自喷油井措施前后的生产动态数据来自于井口计量数据。

本发明采用以上技术方案，其具有如下优点：

1、本发明依据经典嘴流经验公式，定义自喷油井视采油指数和视产能指示曲线，通过措施前后自喷油井的生产动态数据，计算视采油指数，绘制视产能指示曲线，措施前后的视采油指数及视产能指示曲线反映自喷油井的产能变化，根据自喷油井产能变化评价增产措施效果。

2、本发明定义油井措施后视采油指数与措施前视采油指数的比值为措施效果评价系数，通过措施效果评价系数定量评价油井增产措施效果。

3、本发明自喷油井措施前后的生产动态数据来自于井口计量数据，在应用过程中不产生任何测试费用，比传统测试更简单、易操作。

附图说明

图1是本发明的典型自喷油井油气生产流程示意图；

图2是本发明的嘴流流量-压力比值P_b/P_t之间的关系曲线示意图；

图3是本发明的正常自喷生产油井的Q_l(1-f_w)^0.5与p_td²之间的关系曲线图；

图4是本发明的某正常自喷油井视产能指示曲线；

图5是本发明的某异常自喷油井视产能指示曲线；

图6是本发明的某自喷油井措施前后视采油指数散点图。

具体实施方式

以下将结合附图对本发明的较佳实施例进行详细说明，以便更清楚理解本发明的目的、特点和优点。应理解的是，附图所示的实施例并不是对本发明范围的限制，而只是为了说明本发明技术方案的实质精神。

本发明提供的一种基于嘴流规律的自喷油井增产措施效果评价方法，包括以下步骤：

1)基于嘴流规律，建立自喷油井的嘴流经验计算公式；

如图1所示，地层原油通过井筒流到地面需经历3个流动阶段：①从油藏到井底的地层渗流阶段；②从井底到井口的多相管流阶段；③从井口通过油嘴进入地面管线的嘴流阶段。油井稳定生产时，整个流动系统满足质量守恒和能量守恒原理，这3个流动过程的流量相等，既相互衔接又相互协调，其中任何一个流动阶段发生变化都会影响其它阶段，从而改变自喷井的整个生产过程。

其中，从油藏到井底的地层渗流阶段，流量与压力损失的关系如下：

Q＝f₁(P_e-P_wf)

从井底到井口的多相管流阶段，流量与压力损失的关系如下：

Q＝f₂(P_wf-P_t)

从井口通过油嘴进入地面管线的嘴流阶段，流量与压力损失的关系如下：

Q＝f₃(P_t-P_b)

式中，Q为油井日产油量；f₁为地层渗流阶段流量与压力函数；f₂为井筒多相管流阶段流量与压力函数；f₃为嘴流阶段流量与压力函数；P_e为地层压力；P_wf为井底流压；P_t为井口油压；P_b为回压。

如图2所示，油气水混合物从井口通过油嘴进入地面管线的嘴流阶段流动规律较为复杂，至今尚未建立起相应的物理方程，但油田现场根据生产动态数据建立了适用性较强的经验方程。

从图2中可以看出，当P_b＝P_t时，流量G＝0；在曲线ab段上，当β＜P_b/P_t＜1时，随着P_b/P_t逐渐减小，流量G逐渐增加。在直线bc段上，当0＜P_b/P_t＜β时，流量G保持定值；其中b点对应的压力比β称为临界压力比。

根据热力学理论，油气水混合物在油嘴中流动，当0＜P_b/P_t＜0.546时，油井产量不受回压波动的影响，只与油压、嘴径及生产气油比相关，且整个系统能够稳定生产。

根据矿场资料统计可知，含水油井通常采用的嘴流计算公式为：

式中，Q_l为油井产液量；d为油嘴尺寸；m为常数；R为生产气油比；p_t为井口油压；f_w为含水率，％；

绝大多数正常生产的自喷油井都能够满足bc段稳定生产的条件，即0＜P_b/P_t＜β，因此，可将含水油井的嘴流计算公式作为正常生产的自喷油井的嘴流经验公式。

2)定义自喷油井的视采油指数以及视产能指示曲线

对于常规未饱和衰竭开发油田，一般条件下油井井底流压始终高于泡点压力，油井在不同油嘴尺寸条件下的生产气油比为常数。为了评价油井产能，定义油井视采油指数如下：

式中，J_ao为油井视采油指数。

在正常生产时，J_ao应为常数；当出现异常状况时，J_ao会发生变化。

为方便判断自喷油井的生产状态，定义Q_l(1-f_w)^0.5与p_td²的关系曲线(如图3所示)为自喷油井的视产能指示曲线，当油井处于正常生产状态时，视产能指示曲线中的Q_l(1-f_w)^0.5与p_td²之间呈线性关系，油井生产发明异常时，Q_l(1-f_w)^0.5与p_td²之间呈非线性关系。

3)获取自喷油井措施前后的生产动态数据，计算视采油指数，绘制视产能指示曲线，措施前后的视采油指数及视产能指示曲线反映自喷油井的产能变化，根据自喷油井产能变化评价增产措施效果。

具体包括：

比较措施前后的视产能指示曲线，当视产能指示曲线由非线性关系转变为线性关系时，说明增产措施能够调整自喷油井的生产状态。

比较措施前后的视采油指数大小关系：

当措施后视采油指数高于措施前视采油指数时，说明措施有效改善油井产能；

当措施后视采油指数等于措施前视采油指数时，说明措施无效果；

当措施后视采油指数小于措施前视采油指数时，说明措施降低油井产能。

进一步地，为定量评价增产措施效果，本发明还包括步骤4)定义增产措施效果评价系数δ，

式中，J_ao0为措施前油井视采油指数，J'_ao为措施后油井视采油指数。

当δ>100％时，油井措施后产油能力高于措施前产油能力，措施有效改善油井产能；

当δ＝100％时，措施后产油能力与措施前产油能力相同，措施无效果；

当δ＜100％时，措施后产油能力低于措施前产油能力，措施降低油井产能。

进一步地，在步骤3)中，自喷油井措施前后的生产动态数据来自于井口计量数据。

下面根据具体实施例对本发明作以说明；

如图4所示，伊拉克某B油田正常自喷油井B-6随着地层压力的降低，油井产量、井口油压逐渐降低，利用井口计量数据绘制视产能指示曲线，从图4中可看出，正常自喷油井B-6的视产能指示曲线满足线性关系，其回归直线斜率为0.3797，判定系数为0.97。但是在油田开发过程中，地层及井筒的条件会不断发生变化，部分异常自喷油井的视产能指示曲线会逐渐偏离直线段。如图5所示，伊拉克某B油田自喷油井B-16采用实际计量生产数据绘制视产能指示曲线，该井的视产能指示曲线偏离直线段。

从以上两口井实例可看出，视产能指示曲线能够有效判断自喷油井的生产状态。

图6为伊拉克某B油田自喷油井B-16的措施前后视采油指数与生产时间的曲线图，从图中可看出，伊拉克某B油田自喷油井B-16生产近900天后视采油指数开始逐渐偏离直线段，视采油指数快速下降，在对该井采取有机溶剂浸泡和酸化措施后，油井视采油指数恢复至正常水平，可以看出，通过比较措施前后的视采油指数变化，能够评价增产措施效果。

本发明仅以上述实施例进行说明，各部件的结构、设置位置及其连接都是可以有所变化的。在本发明技术方案的基础上，凡根据本发明原理对个别部件进行的改进或等同变换，均不应排除在本发明的保护范围之外。

Claims (5)

1.一种基于嘴流规律的自喷油井增产措施效果评价方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)基于嘴流规律，建立自喷油井的嘴流经验计算公式

式中，Q_l为油井产液量；d为油嘴尺寸；m为常数；R为生产气油比；p_t为井口油压；f_w为含水率，％；

2)定义自喷油井的视采油指数以及视产能指示曲线

自喷油井的视采油指数计算公式如下：

式中，J_ao为油井视采油指数；

定义Q_l(1-f_w)^0.5与p_td²的关系曲线为自喷油井的视产能指示曲线；

3)获取自喷油井措施前后的生产动态数据，计算视采油指数，绘制视产能指示曲线，措施前后的视采油指数及视产能指示曲线反映自喷油井的产能变化，根据自喷油井产能变化评价增产措施效果。

2.如权利要求1所述的一种基于嘴流规律的自喷油井增产措施效果评价方法，其特征在于，在上述步骤3)中，对增产措施效果进行评价，包括：

比较措施前后的视产能指示曲线，当视产能指示曲线由非线性关系转变为线性关系时，说明增产措施能够调整自喷油井的生产状态；

比较措施前后的视采油指数大小关系：

当措施后视采油指数高于措施前视采油指数时，说明措施有效改善油井产能；

当措施后视采油指数等于措施前视采油指数时，说明措施无效果；

当措施后视采油指数小于措施前视采油指数时，说明措施降低油井产能。

3.如权利要求1所述的一种基于嘴流规律的自喷油井增产措施效果评价方法，其特征在于：还包括步骤4)定义增产措施效果评价系数δ，

式中，J_ao0为措施前油井视采油指数，J'_ao为措施后油井视采油指数；

当δ>100％时，油井措施后产油能力高于措施前产油能力，措施有效改善油井产能；

当δ＝100％时，措施后产油能力与措施前产油能力相同，措施无效果；

当δ＜100％时，措施后产油能力低于措施前产油能力，措施降低油井产能。

4.如权利要求1所述的一种基于嘴流规律的自喷油井增产措施效果评价方法，其特征在于，在上述步骤1)中，基于嘴流规律，建立自喷油井的嘴流经验计算公式，具体过程如下：

①嘴流阶段流动规律包括

当P_b＝P_t时，P_b为回压， 井口流量G＝0；

当β＜P_b/P_t＜1时，随着P_b/P_t逐渐减小，流量G逐渐增加；

当0＜P_b/P_t＜β时，流量G保持定值；其中压力比β称为临界压力比；

根据热力学理论，油气水混合物在油嘴中流动，当0＜P_b/P_t＜0.546时，油井产量不受回压波动的影响，只与油压、嘴径及生产气油比相关，且整个系统能够稳定生产；

②根据矿场资料统计可知，含水油井采用的嘴流计算公式为：

5.如权利要求1所述的一种基于嘴流规律的自喷油井增产措施效果评价方法，其特征在于，在上述步骤3)中，自喷油井措施前后的生产动态数据来自于井口计量数据。

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