油藏渗流与井筒管流耦合流动.ppt

*/34 (12)+(13)得： 上式即为井筒单位重量流体在该微元段的混合损失，由此式可见混合损失与入流量、轴向流体速度和井筒直径等因素有关。 (14) 由(12)+(14)可以得到水平井筒内该微元段的压降关系式： 式中右边第一项为径向流入产生的混合压降，第二项为摩擦压降，后两项为加速度压降。 (15) 4、耦合模型的推导 */34 */34 式中： (16) */34 利用压力向量和径向流入向量，方程(16)可以写为： 其中 (17) */34 若把沿井N个微元段处的压力和径向流入量看成N维向量，上述方程可以写成函数形式： 其中 (18) (19) */34 把油藏模型和井筒模型连接起来得到耦合模型，利用耦合关系： （1）体积流量平衡：井筒内各线汇段末段的主流流量与油藏流入量平衡，并假设井筒末端无流体通过，即 (2)压力连续性：油藏的压力和井筒内的压力在井壁处相等，即 (20) (21) 井筒模型方程(19)和油藏模型方程(17)以及方程(20)(21)就构成井筒-油藏的耦合模型。 */34 (17) (19) (20) (21) 总结 四、数值计算与结果分析 1、耦合方程组的求解 */34 开始 得到方程组 构造迭代格式 构造迭代格式 输出： 满足 不满足 2、计算实例 */34 计算所用的油藏、水平井参数为： */30 3、计算结果分析 沿井长各井段的入流量 q(m3/d) 水平井各井段位置x(m) 壁面入流量沿井筒的分布 沿井长各井段的主流量 Q(m3/d) 水平井各井段位置x(m) 主流流量沿井筒的分布 */34 水平井各井段位置x(m) 沿井长的压降损失 ΔPwf(Mpa) 水平井筒内不同压降的分布 */34 水平井各井段位置x(m) 沿井长的压力分布Pw(Mpa) 水平井筒内的压力分布 */30 水平井长度x(m) 水平井不同长度下的产量Q（m3/d) 水平井产量随长度的变化 五、其他模型简介 1、射孔水平井流动与油藏渗流的稳态耦合模型 */34 */34 2、压裂水平井裂缝流动与油藏渗流 耦合模型 */34 假设压裂水平井完井段只穿过一个储层，储层物性、流体特性、压力系统等基本相近；流体为单相不可压缩牛顿流体、整个流动系统为等温流动、油藏等厚、远离井筒区域储层是渗透率为平均渗透率的均质油藏、沿井筒不同位置处微元井段井筒附近渗 透率均质；多条矩形裂缝平行分布 且与水平井筒具有一定夹角；裂缝 的高度等于油藏的厚度且各裂缝半 长、裂缝宽度、裂缝渗透率、裂缝 之间的距离不为一。 */34 Novy，在这些假设条件下，他把水平井当成直井来处理，直接引用直井的单位厚度采油指数的公式来进行计算。 2005年李晓平运用与Dikken相似的方法，建立了水平井油藏与井筒耦合模型 2006年王瑞和采用拟三维思想，把流体在三维空间的流动分为垂直裂缝流、近井区径向流、孔眼汇聚流，建立了井筒单元的油藏渗流模型，进而根据质量和动量守恒建立了油藏与井筒耦合模型。 * Suzuki主要研究井筒流动对水平井筒流动压降的影响规律和Ozkan主要研究水平井筒压降与入流动态与产能的影响规律 Ouyan将水平井筒分成若干微元段，每段可以视为点源，然后运用点源法求得油藏任意点的势，在利用势叠加原理推导了任意井眼轨迹水平井产能模型 * * 微元段内流体受到上游端压力??_1，下游端压力??_2以及剪切应力??表面力的作用。 * 由于流体的径向流入干扰了主流边界层，改变了速度剖面，其壁面摩阻系数??不同于无壁面流入时的壁面摩阻系数??_0，可以通过修正摩阻系数来考虑壁面粗糙度和流体混合的影响。 * 图 2-4 为耦合模型和无限导流模型的流量分布剖面对比结果，其主流量分布剖面对比见图 2-5。 由图 2-4 可以看出，由油藏径向流入水平井筒的流量沿井长分布是不均匀的，总体上呈现“U”型， 反映出水平井筒不同位置的供给范围不同，这主要是由于稳态流时水平井段相互干扰增强，端部供给范围大、 中部范围小，导致端部呈拟半球形流、中部呈拟线性流形态。由图 2-4 还可以看出若忽略井筒内的压降， 假定井有无限导流能力，得到的流量分布明显估计过高。 * 水平井生产时井筒内存在压降损失，图 2-6 为井筒内各压降的分布图，从图中可以 看出，总的压降损失呈现从趾端(x = 600)到跟端(x = 0)逐渐增加的趋势；摩擦压降在井 筒压降中起主要作用，加速度压降和混合压降的影响较小。 * 图 2-7 为耦合模型和无限导流模型的井筒内压力分布剖面对比，计算结果显示井筒 内存在压降损失，忽略它会产生较大的误差。从图中可以看出，水平井筒中压力从趾端 到跟端随着位置的变化呈下降趋势，靠近趾端(x = 600)，压力变化较小；靠近跟端 ，压力变化越大。这主要是因为井筒中