人工举升理论ppt课件.ppt

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1、人工举升理论石油大学吴晓东第二讲表皮因子I949年，VanEverdingen和HurSt引入了表皮效应来表征近井区域所具有的稳态压差ΔPs表皮效应与压差ΔPs成正比从数学上看，表皮效应没有物理量纲并与热传导中的膜片系数相似。近井区域示意图图1-12井筒附近的渗透率变化正表皮效应井的表皮效应是一个综合变量。一般说来，使流线偏离井的方向或限制流量的任何现象都会导致正表皮效应。象局部完井(即射孔高度小于油气藏高度)、孔眼数目不合适(会引起流线变形)，这些机械原因以及相变(对主流体相对渗透率的降低)、湍流和对油气藏渗透率的伤害

2、等都会产生正表皮效应。负表皮效应负表皮效应表明近井地带的压降小于油气藏正常的压降。这种负表皮效应，即对总表皮效应的负贡献，可能是对基岩的激化(井眼附近的渗透率高于原始值)、水力裂缝或大斜度井引起的。表皮的不均匀性需要认识的重要一点是，沿整个生产段长度上，表皮的差异可能很大。这种情况在合采垂向上分开的两个或多个不同层段的井上最为可能出现。不同的地层性质(渗透率、应力、机械稳定性、流体)和不同压力都能造成钻井液侵入、炮眼清洗不好及其它原因的非均匀伤害环境。同样的理由也表明沿水平井筒方向非均匀伤害也是可能的。Hawkins公式

3、Hawkins(1956)提出了众所周知的表皮效应与上述变量的相关方程式，通常叫Hawkins公式。Hawkins公式示意图图1-13近井区井底的理想和实际流压如果井筒附近的渗透率为地层渗透率（即没有伤害），那么外边界压力Ps与井筒的稳态压降所产生的Pwf,ideal可由下式给出如果井筒附近的渗透率变为Ks，那么真实井底压力的关系式为Pwf,ideal与Pwf,real之差恰好等于表皮效应引起的附加压降ΔPs，故Hawkins公式该公式在评估渗透率伤害得相对程度和伤害深度时非常有用。表皮效应的组成一口井的总表皮效应，是由

4、许多项构成的，一般可把它们累加起来式中sd是伤害表皮；sc+θ是由于局部完井和井斜造成的表皮；sp是射孔表皮；所有拟表皮用连加号组合在--起，这些拟表皮包括所有与相态有关的速敏效应。表皮效应的讨论图1-14根据多流量试井确定表皮效应和非达西系数表观表皮表观表皮s‘相敏表皮效应相敏表皮效应与井筒附近压力梯度所引起的相态变化有关。对油井来说，如果井底流压低于泡点压力，则会形成一个气体饱和度，即使气相是不流动的，也会引起油的有效渗透率的降低。以有效(或相对)渗透率比代替K/Ks，则Hawkins可用于这种情况了。部分完井和斜井

5、的表皮效应图1-15部分完井的斜井构形部分完井和斜井的表皮效应所有引起流线变形的情况都会产生表皮效应sc。和油气藏高度相比，射孔段越小，完井的偏心度越大，则表皮效应越大。所有引起流线变形的情况都会产生表皮效应sc。和油气藏高度相比，射孔段越小，完井的偏心度越大，则表皮效应越大。射孔的表皮效应图1-16射孔表皮计算中所用的井的变量射孔的表皮效应平面流效应sH、垂向汇聚效应sv和井筒效应swb.。第二章井筒流动动态在垂直向上的两相流动中，经常出现四种类型流型，即：泡状流、段塞流、搅拌流、环状流。关于两相管流的计算（贝格斯－

6、布里尔方法）1973年贝格斯和布里尔基于由均相流动能量守恒方程式所得出的压力梯度方程式，以空气－水混合物在长度为15米的倾斜透明管道中进行了大量的实验，得出了持液率和阻力系数的相关规律。所研究的参数范围是：气体流量，m3/s0～0.0980液体流量，m3/s0～0.0019系统的平均压力(绝对)，kPa241～65.5管子的直径，mm25.4～38.1持液率，m3/m30～0.870压力梯度，kPa/m0~18倾斜角度，度一90~十90流动型态全部这是目前气液两相管流方面较全面的研究成果。机械能量守恒方程式摩阻压力梯度位

7、差压力梯度加速压力梯度贝格斯－布里尔方法持液率Hl的相关规律图2－1持液率与角度的关系曲线的翻转大约都发生在与水平成±50°的地方。这一现象可以用重力和粘度对于液相的影响来说明。在上坡流动中，当管子角度沿着正方向增加时，作用在液体上的重力使得液体的流动速度减小因此增加了滑脱和持液率。随着角度的进一步增加，液体在全部管子里搭接起来，减少了两相之间的滑脱，因此也就减少了持液率。在下坡流动中，当角度沿着负方向增加时，使得液体的流动速度增大，因此减少了持液率。随着角度沿着负方向进一步增加，有更多的液体与管子表面接触，粘性的拖曳是

8、的液体的流动速度减小，持液率增加。倾斜两相流动的持液率流动型态的确定图2－3贝格斯和布里尔的流动型态分布图（水平流动）流动型态的确定在建立水平持液率的相关规律时，贝格斯和布里尔进行了多重的线性回归分析。对于不同的水平流动型态，贝格斯和布里尔建立了不同的持液率相关规律以及系数c的计算公式。沿程阻力系数的相关规律贝格斯