单相液体不稳定渗流理论课件.ppt

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1、第五章单相液体不稳定渗流理论5单相液体不稳定渗流理论1第一节弹性不稳定渗流的物理过程第二节弹性液体不稳定渗流数学模型及解第三节不稳定渗流的井间干扰5单相液体不稳定渗流理论2第一节弹性不稳定渗流的物理过程5单相液体不稳定渗流理论3现象力的传播：在刚体中在弹性体中瞬时完成有一传播过程5单相液体不稳定渗流理论4弹性体受力即压缩，卸载即恢复p1p2p1pV5单相液体不稳定渗流理论5弹性体应力传播有一定速度5单相液体不稳定渗流理论6（1）关闭油井时，井底压力不是瞬间恢复到静止地层压力pe，而是逐步上升至pe的。tppepw（2）开井时，井底压力不是瞬时降至某个值就

2、稳定下来，而是逐渐下降到某个值才稳定下来。tppwpe5单相液体不稳定渗流理论7BApepwftAB（3）A井投产引起地层压力下降，B井不会立刻感受到，而是要经过一个时间段之后，B井井底压力及产量才受到影响而发生变化。t5单相液体不稳定渗流理论8原油压缩系数：110-4~14010-4MPa-1岩石压缩系数：110-5~210-5MPa-1岩石与流体具有压缩性虽然岩石及液体的压缩很小，但地层体积巨大，因而总的弹性力不可忽略。5单相液体不稳定渗流理论9弹性驱动方式：在油田开采初期，地层压力高于饱和压力，主要就是依靠原油和岩石的弹性能量开采的开采方

3、式。5单相液体不稳定渗流理论10弹性驱动时，流动的基本特征地层压力下降流体体积膨胀Vl孔隙体积缩小V从地层中排出流体：Vl+V岩石和流体释放弹性能5单相液体不稳定渗流理论11井筒qpe原始地层压力开井生产井筒压力下降井壁附近地层压力下降地层压力下降范围向外扩大压力波的传播非瞬时完成5单相液体不稳定渗流理论12压降漏斗：压力降落与空间位置、时间的一条关系曲线（因其类似于一个漏斗状而得名）。5单相液体不稳定渗流理论13弹性驱动的特点：（1）由于流体及岩层具有弹性，因而井底压力变化在地层中的传播是非瞬时完成的。（2）地层中任意一点上的压力、流速将随

4、时间而变化p=f1(t,r)v=f2(t,r)（3）地层压力的下降，将引起流体和岩石颗粒膨胀，孔隙度下降，从而迫使一部分流体在弹性力的作用下，从孔隙中排除流入井底。弹性能的释放过程。=f1(p)=f2(p)5单相液体不稳定渗流理论14在实际的矿场生产中，油井可能采用不同的工作制度生产。油井的内边界可能不同：或以定产量生产，或以定井底流压生产。井的工作制度不同，则地层压力的变化规律也就不同。油井生产的外边界条件可能不同：或是封闭外边界，或是定压（有供给）外边界，还有可能是“无穷大”边界，或混合边界等。油层外边界条件不同，也会导致地层压力的变化规律不相同

5、。5单相液体不稳定渗流理论15井的工作制度（内边界）定产量生产定井底流压生产油层外边界封闭外边界定压外边界无穷大外边界混合外边界5单相液体不稳定渗流理论如何写出边界条件：？161、井以定产量投产时地层压力传播及变化规律一、水压弹性驱动投产前，各点压力相等，压力分布曲线为水平线，对应的时间t=0。t=t1时，是r1的区域内液体和岩石弹性膨胀排出的液量，在r1以外，没有压降，没有液体流动，渗流速度为零，压降漏斗曲线A1H与水平线AB在H点相切。ABA1Hr(t1)A2Gr(t2)A3A4Ant=0t1t2t

6、补充进来，压降漏斗曲线在B点的切线与水平线AB之间有一夹角，随外补充能量的增多，夹角也增大，渗流速度增大，当外补充的液量逐渐趋于井产量时，地层中的压降漏斗曲线变化越来越小，经过无限长时间，压降漏斗曲线在AnB处稳定（稳定渗流的压降漏斗曲线），表明当外界有充分的能量供给时，在很长时间后，不稳定渗流趋于稳定渗流，边界外流到地层的液量等于从地层流到井内的液量。ABA1Hr(t1)A2Gr(t2)A3A4Ant=0t1t2t>tB5单相液体不稳定渗流理论18油井产量由两部分液体组成：q1—通过供给边界流入地层的液量q2—供给半径re以内，地层及流体弹性膨胀排除的

7、液量。5单相液体不稳定渗流理论19随着地层压力不断下降，靠近边界的点的压力也随之下降，因而通过边界流入地层的流量q2将越来越多，相应地q1将愈来愈小。理论上要经过无限长的时间后才能达到q=q2，即通过边界流入地层的液量等于井产量。此时，流动变成稳定流，其压力分布曲线与稳定流的压力分布曲线完全一致。5单相液体不稳定渗流理论20r(t1)r(t2)r(t3)x（1）井产量保持不变，在井壁上各点压降漏斗的切线相互平行。（2）影响区以内的地层任意点上渗流速度逐渐增加。（3）弹性驱动方式下，井以定产量投产后，地层中将产生一个压降漏斗不断扩大、不断加深的过程。5单相

8、液体不稳定渗流理论21在弹性开采期，地层内压力波的传播可分为两个阶段：第一阶段：