石油工程渗流力学课本课后答案复习题.

第一章

1.有四口油井测压资料间表1。

表 题1的压力梯度数据

已知原油的相对密度0.8,原始油水界面的海拔为-950m ,试分析在哪个井附近形成低压区。 解:

将4口井的压力折算成折算压力进行比较

p zm 1=p m 1+ρg ∆H m 1

=9.0×106+0.8×103×9.8×(950-940)=9.08MPa

p zm 2=p m 2+ρg ∆H m 2

=9.0×106+0.8×103×9.8×(950-870)=9.48MPa

p zm 3=p m 3+ρg ∆H m 3

=9.0×106+0.8×103×9.8×(950-850)=9.58MPa

p zm 4=p m 4+ρg ∆H m 4

=9.0×106+0.8×103×9.8×(950-880)=9.45MPa

由数值上可以看出在第一口井处容易形成低压区。

2.某油田有一口位于含油区的探井,实测油层中部的原始地层压力为8.822×106Pa ,油层中部海拔为-1000m 。位于含水区有一口探井,实测地层中部原始地层压力为11.47×106 Pa ,地层中部海拔-1300m 。已知原油的相对密度为0.85,地层水的相对密度为1。求该油田油水界面的海拔高度。

解:由于未开采之前,油层中的油没有流动,所以两口探井的折算压力应相等,设h 为油水界面的海拔高度,则:

) p zm 1=p m 1+ρ1g ∆H m 1=8. 822⨯106+0. 85⨯103⨯9. 8⨯(h -1000) p zm 2=p m 2+ρ2g ∆H m 2=11. 47⨯106+1⨯103⨯9. 8⨯(h -1300

由p zm 1=p zm 2可得:h =-1198.64m 该油田油水界面的海拔高度为-1198.64 m

3.某油田在开发初期钻了五口探井,实测油层中部原始地层压力资料见表2。

表 题3的压力梯度数据

后来又钻了一口井,已知其油层中部海拔为-980m ,试根据已有资料推算此井油层中部原始地层压力。 解:

由表格中数据绘得海拔与油层中部的压力曲线,从图上查得当海拔为-980m 时,此井的油层中部原始地层压力为8.6m 。

-800-820-840-860-880-900-920-940-960h(m)

-980-1000-1020-1040-1060-1080-1100-1120

△p (MPa )

4.某实验室做测定岩芯渗透率实验。已知圆柱形岩芯半径为1cm ,长度为5cm ,

通过的液体粘度为1cp ,在2min 内测得通过岩芯的液体体积为15cm 3,从水银压差计上得出两端压力差为157 mmHg,求此岩芯的渗透率实验。 解:

已知r =0.01m,L =0.05m, =1×103 Pa·s ,t =2×60=120s,h =157×10-3m , V =15×10-6m 3,求K

由密度和压差算得压差

103×9.8×157×103=20924.96Pa ∆p =ρgh =13.6×

-

流量为

q =V

=15⨯10

-6

=0. 125⨯10-6m 3

由达西公式可得

q μL 0. 125⨯10-6⨯103⨯0. 05

K ===9. 5⨯10-7m 2 2

A ∆p 3. 14⨯0. 01⨯20924. 96

此岩芯的渗透率为9.5×10-7m 2。

8.实验室内有一圆柱形地层模型。长为40cm ,直径为2.5cm 。模型的渗透率为2.5D ,试验用的液体粘度为3.45cp 。若使通过模型的流量达到每分钟4cm 3,应该在模型两端建立多大压差? 解:

已知r =2.5×10-2m ,L =0.4m,K=2.5×10-12m 2,μ=3.45×103 Pa·s ,

q =4⨯10

-6

=0. 067⨯10-6m 3,求∆p

由达西公式可知

q μL q μL 0. 067⨯10-6⨯3. 45⨯103⨯0. 4

∆p ====1.88×1010Pa 22

KA K πr 2. 5⨯10-12⨯3. 14⨯2. 5⨯10-2

需要在模型两端建立1.88×1010Pa 的压差。

第二章

1.在重力水压驱动方式下,某井供给边界半径为250m ,井半径为10cm ,供给边界上压力为9MPa ,井底流压为6MPa 。井底流压为6MPa ,原始饱和压力为4.4MPa ,地层渗透率是0.5×10-12m 2,原油体积系数为1.15。相对密度为0.85,粘度为9×10-3Pa·s ,油层厚度为10m 。

(1) 求出距井中心0.2m ,0.5m ,1m ,10m ,50m ,100m ,200m 处压力值。 (2) 画出此井的压力分布曲线。

(3) 求该井日产量。 解:

已知:r e =250m,r w =0.1m,p e =9×106Pa ,p wf =6×106Pa ,p i =4.4×106Pa ,K =0.5×10-12m 2,γ=0.85,μ=9×10-3Pa·s ,h =10m。 由平面径向流压力公式可知

p =p e -

p e -p wf r e

ln e r ln r w

代入数据化简可得

p =0.38lnr +7

9.598.5

7.57

6.56

p (M P a )

8

050100

h(m)

150200250

由产量公式可得

2πKh (p e -p wf )2⨯3. 14⨯0. 5⨯10-12⨯10⨯(9-6)⨯106q ===0. 134⨯10-2m 3

r 250

9⨯10-3⨯ln μln e

0. 1r w

地面的产量

q 0. 134⨯10-2

q e ===0. 117⨯10-2m 3

B 1. 15

化为以质量表示的产量

10-2×0.85×1000=0.99kg/s=85.5t/d q m =q e ⨯ρ=0.117×

日产量为85.5t 。

2.注出开发油田的井距为500m ,地层静止压力为10.8MPa 。油层厚度为15m ,渗透率为0.5×10-12m 2。地下流体粘度为9mPa·s ,体积系数为1.15。原油相对密度为0.85,油层孔隙度为0.2,油井半径为10cm 。

(1) 若油井日产量为60t ,井底压力多大?

(2) 供油区范围内平均地层压力为多大?

(3) 距井250 m 处的原油流到井底需要多少时间? 解:

已知:r e =250m,r w =0.1m,p e =10.8×106Pa ,p wf =6×106Pa ,K =0.5×10-12m 2,γ=0.85,μ=9×10-3Pa·s ,h =15m, φ=0. 2,B =1.15。

质量流量:

60⨯103

q m ==0. 69kg s

24⨯60⨯60

地上的体积流量:

'=q v

q m

ρ

=

0. 69-33

=0. 82⨯10m 3

0. 85⨯10

地下的体积流量:

'⨯B =0. 94⨯10-3m 3 q v =q v

①由平面径向流流量公式(裘比公式)可知

2πKh (p e -p wf )2⨯3. 14⨯0. 5⨯10-12⨯15⨯10. 8⨯106-p wf

q v ===0. 94⨯10-3m 3r 250

9⨯10-3⨯ln μln e

0. 1r w

从中解得p wf =9.4MPa ②由平均压力公式

()

p e -p wf (10. 8-9. 4)⨯1036

=10.71MPa R =p e -=10. 8⨯10-

r e 250

2⨯ln 2ln

0. 1r w

③在距井250m 处取一个dr 的微元,则此处的流量

2πKh (p e -p wf ) q =VA φ=

r e

μln

r w

V =

dr dt

(1)

(2)

由(1)(2)可得

2πKh (p e -p wf )dr

A φ=

r dt

μln e

r w

代入数据分离变量积分

即 :

250

2πKh (p e -p wf )2πrh φdr =⎰dt 0r e

μln

r w

t

积分得t =19.9年 或者

2

250

K (P e -P wf )r φdr =⎰dt 0r e

μln

r w

t

πr e h φ3. 14⨯2502⨯15⨯0. 2

=19.9年 t ==

q 0. 94⨯10-3

距井250m 处的原油流到井底需要19.9年。

3.重力水压驱动油藏,油层厚度为10m ,渗透率为0.4×10-12m 2,地下原油粘度为9mPa·s ,原油体积系数1.15,地面原油相对密度为0.85。某井单井供油面积为0.3km 2,油井折算半径为10-2m 。油层静止压力为10.5MPa ,流动压力为7.5MPa ,求此井日产油量。 解:

已知:r w =0.01m ,p e =10.5×106Pa ,p wf =7.5×106Pa ,K =0.4×10-12m 2,γ=0.85,μ=9×10-3Pa·s ,h =10m ,B =1.15,供油面积为0.3km 2

由供油面积可得油层的供油半径

πr e 2=0.3×106m 2 供给半径为r e =309m

由平面径向流流量公式可得原油的地下体积流量

2πKh (p e -p wf )2⨯3. 14⨯0. 4⨯10-12⨯10⨯10. 5⨯106-7. 5⨯106

q v ==

r e 309-3

9⨯10⨯ln μln

0. 01r w

()

=0.809×10-3 m 3

地面原油的体积流量

q v 0. 809⨯10-3

'=q v ==0.704×10-3 m 3

B 1. 15

质量流量为

'ρ=0.704×10-3×0.85×103=0.599kg/s=51.71t/d q m =q v

此井日产油量为51.71吨。

4.油层和油井参数如题3,当油井以每天40t 的产量生产时,井底压力为多少? 解:

已知: r w =0.1m ,p e =10.5×106Pa ,K =0.4×10-12m 2,γ=0.85,μ=9×10-3Pa·s ,h =10m ,B =1.15,r e =309m, q m =40t/d=0.46kg/s

原油的地面体积流量

'=q v

q m

0. 46

=0. 54⨯10-

3m 3s 3

0. 85⨯10

ρ

=

原油的地下体积流量

'B =0. 54⨯10-3⨯1. 15=0. 622⨯10-3m 3s q v =q v

由平面径向流流量公式可得原油的地下体积流量

2πKh (p e -p wf )2⨯3. 14⨯0. 4⨯10-12⨯10⨯10. 5⨯106-p wf

q v ===0. 622⨯10-3m 3s

r 309

9⨯10-3⨯ln μln e

0. 1r w

解得井底流压

()

p wf =8. 7MPa

井底压力为8. 7MPa 。

5.实验室内有一渗透率突变的地层模型,如图1所示。若渗透率已知,写出此模型流量计算公式。

图 题6的示意图

解:

由于模型串联可知流过两模型的流量相等,即

q =

整理可得

K 1A (p i -p 1)K 2A (p i -p 2) =

μL 1μL 2

q =

(p i -p 1)(p i -p 2)

L 1

K 1A

=

L 2

K 2A

由和比定理可知将比例两边相加得到的比例仍然等于原比例,则

q =

(p i -p 1)(p i -p 2)

L 1

K 1A

=

L 2

K 2A

=

(p 1-p 2)

L 1

K 1A

+

L 2

K 2A

=

(p 1-p 2)

μ⎛L 1L 2⎫

⎪+ A ⎝K 1K 2⎪⎭

此模型的流量计算公式为

q =

(p 1-p 2)

μ⎛L 1

L 2⎫

⎪+ A ⎝K 1K 2⎪⎭

9.某井用198mm 钻头钻开油层,油层部位深度从2646.5m 到2660.5m ,油井是射孔完成,射孔后进行了试油,试油结果见表3。

据岩芯分析含碳酸盐,并进行酸化。酸化后又进行第二次试油,其结果见表4,已知此井供油半径为300m ,油井半径为0.1m ,原油体积系数为1.12,相对密度为0.85。

(1) 画出两次试油指示曲线。 (2) 求出酸化前后地层流动系数。 (3) 分析增产措施是否有效。

解:

已知: h =2660.5-2646.5=14m,r e =300m,r w =0.1m,B =1.12,γ=0.85。

第一次试油压差与产量数据如下表:

由表格中数据画得试油指示曲线

由平面径向流流量公式

2πKh (p e -p wf ) q v =

r e

μln

r w

得到关于流动系数的计算公式

r e r w Kh

=

μ2π∆p

q v ln

①在第一次试油指示曲线上任取一点得到压差与流量为

Δp =1.4MPa, q =60t/d

原油的地面体积流量

60⨯103

q -33'==24⨯60⨯60q v =0. 82⨯10m 3

ρ0. 85⨯10

原油的地下体积流量

'⨯B =0. 82⨯10-3⨯1. 12=0. 92⨯10-3m 3 q v =q v

代入流动系数计算公式可得流动系数为

r e 300

0. 92⨯10-3⨯ln r w Kh =0. 84⨯10-9 ==

μ2π∆p 2⨯3. 14⨯1. 4⨯106

q v ln

②在第二次试油指示曲线上任取一点得到压差与流量为

Δp =1.2MPa, q =80t/d

原油的地面体积流量

80⨯103

q -33'==q v =1.1×10m 3

ρ0. 85⨯10

原油的地下体积流量

'⨯B =1. 1⨯10-3⨯1. 12=1. 232⨯10-3m 3 q v =q v

代入流动系数计算公式可得流动系数为

r e 300

1. 232⨯10-3⨯ln r w Kh =1. 32⨯10-9 ==

μ2π∆p 2⨯3. 14⨯1. 2⨯106

q v ln

酸化前底层流动系数为0. 84⨯10-9,酸化后底层流动系数为1. 32⨯10-9,从试油指示曲线可以看出,第二次试油指示曲线的斜率大于第一次试油指示曲线的斜率,所以增产措施有效。

11.某井距直线供给边界距为250m ,地层厚度为8m ,渗透率为0.3×10-12m 2,地下原油粘度为9×103mPa·s ,生产压差为2MPa ,油井半径为0.1m 。

(1) 求此井产量(地下值)。

(2) 若供给边界是半径为250m 的圆时,此井产量为多少?与直线供给边界情况下的产量有百分之几的差? 解:

已知: r w =0.1m ,K =0.3×10-12m 2,μ=9×10-3Pa·s ,h =8m ,d =250m ,Δp=2×106Pa, ①由直线供给边界流量的计算公式

2πKh (p e -p wf )2πKh ∆p 2⨯3. 14⨯0. 3⨯10-12⨯8⨯2⨯106

q 1====0. 39⨯10-3m 32d 2d 2⨯250μln μln 9⨯10-. 3⨯ln

r w r w 0. 1 ②当r e =250m时,由平面径向流流量公式

2πKh (p e -p wf )2πKh ∆P 2⨯3. 14⨯0. 3⨯10-12⨯8⨯2⨯106

q 2====0. 43⨯10-3m 3r r 250

9⨯10-3⨯ln μln e μln e

0. 1r w r w

q 2-q 10. 43-0. 39

⨯100%=⨯100%=10. 26%

q 10. 39

直线供给边界时的产量为0.39×10-3m 3/s,r e =250m圆形供给边界的产量为0.43×10-3m 3/s,相差的百分比为10.26%。

12.直线供给边界一侧有两口生产井,如图2所示。供给边界上的压力p e 为10MPa ,地层厚度

h 为5m ,渗透率K 为1μm2。地下原油粘度2×10-3mPa·s 原油体积系数B 为1.2,地面原油相对密度为0.9,油井半径为0.1m 。当两口井各以50t/d生产时,两井的井底压力各为多少?

图题14的示意图

解:

已知:r w =0.1m ,p e =10×106Pa ,K =1×10-12m 2,γ=0.9,μ=2×10-3Pa·s ,h =5m ,B =1.2,b =600m, q m =50t/d=0.58kg/s,d =400

根据镜像反映法,在直线供给边界的对称位置处反映出与生产井性质相同的井,如图。

原油的地下产量

q v =

q m B

ρ

=

0. 58⨯1. 2

=0. 77⨯10-3m 3

0. 9⨯1000

由势的叠加原理,可得一号井的井底势值为

φwf =

q h q q q ln r w +h ln r e -h ln 2d -h ln 2π2π2π2π

2d 2+b 2

+C (1)

边界上的势值为

φe =

q h q

ln 1+h ln 1+C 2π2π

(2)

对式(1)(2)联立求解,求得产量公式为

2π(φe -φwf ) q h =

1000⨯2d ln

r w b

2πKh (p e -p wf ) q v =

1000⨯2d μln

r w b

代入数据可得

-126

2⨯3. 14⨯1⨯10⨯5⨯10⨯10-p wf

-3

0. 77⨯10=

1000⨯2⨯400-3

2⨯10⨯ln

0. 1⨯600

()

解得

p wf =9.53MPa

由于两口井的参数相同供给情况相同所以第二口井的井底压力也为p wf =9.53MPa。

两井的井底压力均为9.53MPa 。

13.直线断层一侧有两口生产井,如图3所示。已知地层边界上的压力为10×106Pa ,供给边界半径为10km 。地层厚度为10m ,渗透率为0.5×10-12m 2,地下原油粘度为9×10-3 Pa·s ,原油体积系数为1.15,地面原油相对密度为0.85。油井半径为10cm ,井底压力均为7.5×106Pa 。求出两口井的各自产量。

图题15的示意图

解:

已知: r w =0.1m ,p e =10×106Pa ,K =0.5×10-12m 2,γ=0.85,μ=9×10-3Pa·s ,h =10m ,

B =1.15, r e =10000m, pwf =7.5×106

Pa

根据镜像反映法,在断层的对称位置处反映出与生产井性质相同的井,设断层同侧的两口井的距离为2d 1,断层两侧的两口井的距离为2d 2,1号井距断层的距离为d 3,2号井距断层的距离为d 4,则:

2d 1=5002+150-100=502. 5m

2

2d 2=2+150+100=559m

2

由势的叠加原理得1号井的井底势值为:

φwf 1=

q h q q q

ln r w +h ln 2d 1+h ln 2d 2+h ln 2d 3+C 2π2π2π2π

(1)

2号井的井底势值为:

φwf 2=

边界上的势值为

q h q q q

ln r w +h ln 2d 1+h ln 2d 2+h ln 2d 4+C 2π2π2π2π

(2)

φe =

q h q q q

ln r e +h ln r e +h ln r e +h ln r e +C 2π2π2π2π

(3)

对式(1)(2)(3)联立求解,求得产量公式为

q 1=

2πKh (p e -p wf ))

μln

q 2=

r e

8d 1d 2d 3r w r e

8d 1d 2d 4r w

4

4

2πKh (p e -p wf

μln

代入数据

q 1=

2πKh (p e -p wf r e

μln

8d 1d 2d 3r w 2πKh (p e -p wf r e

μln

8d 1d 2d 4r w

44

)

2⨯3. 14⨯0. 5⨯10-12⨯10⨯(10-7. 5)⨯106-33==0. 41⨯10m 4

10000

9⨯10-3⨯ln

502. 5⨯559⨯2⨯100⨯0. 1

q 2=

)

2⨯3. 14⨯0. 5⨯10-12⨯10⨯(10-7. 5)⨯106-33==0. 42⨯10m 4

10000

9⨯10-3⨯ln

502. 5⨯559⨯2⨯150⨯0. 1

折算成地面的产量

q 1ρ0. 41⨯10-3⨯0. 85⨯103

q m 1===0.303kg/s=26.18t/d

B 1. 15q m 2

q 2ρ0. 42⨯10-3⨯0. 85⨯103===0.31kg/s=26.82t/d B 1. 15

两口井的产量分别为26.18t/d,26.82t/d。

14.两断层相交成120º角,在角分线上有一口生产井,如图4所示。地层与油井参数均同上题一样。求此井的日产量。

图题16的示意图

解:

已知:r w =0.1m ,p e =10×106Pa ,K =0.5×10-12m 2,γ=0.85,μ=9×10-3Pa·s ,h =10m ,B =1.15, r e =10000m, pwf =7.5×106

Pa

根据镜像反映法,在两条断层的对称位置处反映出与生产井性质相同的井,则d =100m,由势的叠加原理可得生产井出的势为:

φwf =

q h q q

ln r w +h ln 2d +h ln 2d +C 2π2π2π

若供给边界与各井的距离均为r e ,则供给边界处的势φe 为:

φe =

q h q q

ln r e +h ln r e +h ln r e +C 2π2π2π

φe -φwf

因为

q r

=h ln e 2 2π4d r w

3

φ=

所以井的产量为:

K

μ

p q h =

q h

q =

2πKh (p e -p wf

r μln e 2

4d r w

3

)

代入数据得

q =

2πKh (p e -p wf

r μln e 2

4d r w

3

)

2⨯3. 14⨯0. 5⨯10-12⨯10⨯(10-7. 5)⨯106-33==0. 45⨯10m 3

10000

9⨯10-3⨯ln

4⨯1002⨯0. 1

折算成地面的产量

q ρ0. 45⨯10-3⨯0. 85⨯103

q m ===0. 33kg s =28. 74t d

B 1. 15

日产量为28. 74t 。

15.两断层相交成直角,其中有一口生产井,如图5所示。写出此井产量计算公式。

图 题17的示意图

解:

根据镜像反映法,在两条断层的对称位置处反映出与生产井性质相同的井,

由势的叠加原则可得生产井的势值为:

φwf =

q h q q q

ln r w +h ln 2a +h ln 2b +h ln 2a 2+b 2+C 2π2π2π2π

(1)

若供给边界与各井的距离均为r e ,则供给边界处的势φe 为:

φe =

q h q q q

ln r e +h ln r e +h ln r e +h ln r e +C 2π2π2π2π

(2)

4

φe -φwf

因为

q r e

=h ln

222π8ab a +b r w

φ=

所以井的产量为:

q =

K

μ

p q h =

q h

2πKh (p e -p wf )

μln

r e

4

8ab a 2+b 2r w

16.带状油田中有三排生产井,一排注水井,如图6所示。已知:各排井井距均为500m , 井的半径均为0.1m ,注水井排到第一排生产井距离为L 1=1100m ,生产井排间的排距L 2=L 3=600m 。油层厚度16m 。渗透率为0.5×10-12m 2。地下原油粘度9×10-3Pa·s ,体积系数为1.12,相对密度为0.8。注水井井底压力为19.5×106Pa ,若各排生产井井底压力均为7.5×106Pa ,井数均为16口,求各排井产量及每口井平均产量。

图 题18的示意图

解:

已知:r w 1=r w 2=r w 3=r w 4=0.1m,p iwf =19.5×106Pa ,K =0.5×10-12m 2,γ=0.8,μ=9×10-3Pa·s ,h =16m ,p wf 1=p wf 2=p wf 3=p wf 4=7.5×106Pa ,B =1.12,L 1=1100m,L 2=L 3=600m,井距d =500m, n 1=n 2=n 3=n 4=16

由井距和每排井数求出井排长度

W =nd =16⨯500=8000m

d

d 1=d 2=d 3=d 4==250m

2渗流外阻:

9⨯10-3

R u 1=L 1=⨯1100=154. 69⨯106 -12

WKh 8000⨯0. 5⨯10⨯16

μ

R u 2

9⨯10-36=L 2=⨯600=84⨯10 -12WKh 8000⨯0. 5⨯10⨯16

μ

9⨯10-3

R u 3=L 3=⨯600=84⨯106 -12

WKh 8000⨯0. 5⨯10⨯16

μ

渗流内阻:

d 19⨯10-32506

R n 1=ln =ln =75⨯10-12

n 12πKh πr w 116⨯2⨯3. 14⨯0. 5⨯10⨯163. 14⨯0. 1

μ

R n 2

d 29⨯10-3250

=ln =ln =75⨯106 -12

n 22πKh πr w 216⨯2⨯3. 14⨯0. 5⨯10⨯163. 14⨯0. 1

μ

d 39⨯10-32506

R n 3=ln =ln =75⨯10-12

n 32πKh πr w 316⨯2⨯3. 14⨯0. 5⨯10⨯163. 14⨯0. 1

μ

R n 4

d 49⨯10-32506

=ln =ln =75⨯10

n 42πKh πr w 416⨯2⨯3. 14⨯0. 5⨯10-12⨯163. 14⨯0. 1

μ

根据电路图和多支路的电学定律列出方程。

p iwf -p wf 1=(Q 1+Q 2+Q 3)⨯(R n 4+R u 1)+Q 1R n 1 p wf 1-p wf 2=-Q 1R n 1+(Q 2+Q 3)R u 2+Q 2R n 2 p wf 2-p wf 3=-Q 2R n 2+Q 3R u 3+Q 3R n 3

代入数据解得

19. 5⨯106-7. 5⨯106=(Q 1+Q 2+Q 3)⨯(154. 69+75)⨯106+Q 1⨯75⨯106

0=-Q 1⨯75⨯106+(Q 2+Q 3)⨯84⨯106+Q 2⨯75⨯106 0=-Q 2⨯75⨯106+Q 3⨯84⨯106+Q 3⨯75⨯106

解得

Q 1=0. 0275m 3,Q 2=0. 0105m 3,Q 3=0. 0049m 3

折算成地面的产量

Q m 1

Q 1ρ0. 0275⨯0. 8⨯103===19. 64kg s =1697. 14t B 1. 12Q 2ρ0. 0105⨯0. 8⨯103===7. 5kg s =648t d B 1. 12Q 3ρ0. 0049⨯0. 8⨯103

===3. 5kg s =302. 4t d B 1. 12

Q m 2

Q m 3

各排井的平均产量

1=

Q m 11697. 14

==106. 07t d n 116Q m 2648

==40. 5t d n 216

2=

3=

每口井的平均产量

Q m 3302. 4==18. 9t d n 316

q =

Q 1+Q 2+Q 32221. 7+864+401. 1==72. 64t

n 1+n 2+n 316+16+16

各排井的产量分别为1697.14t/d、648t/d、302.4t/d,各排每口井的平均产量106.07 t/d、40.5 t/d、18.9 t/d。

17.若上题(16题)中保持每排生产井的单井产量为50m 3/d。各生产井排井底压力为多少? 解:

已知: r w 1=r w 2=r w 3=0.1m,p e =19.5×106Pa ,K =0.5×10-12m 2,γ=0.8,μ=9×10-3Pa·s ,h =16m , B =1.12,L 1=1100m,L 2=L 3=600m, n 1=n 2=n 3=16,q =50m3/d=0.57×10-3m 3/s,Q 1=Q 2=Q 3=qn =0.57×10-3×16=9.26×10-3m 3/s,p iwf =19.5×106Pa ,井距d =500m。

由井距和每排井数求出井排长度

W =nd =16⨯500=8000m

d

d 1=d 2=d 3==250m

2渗流外阻:

9⨯10-36

R u 1=L 1=⨯1100=154. 69⨯10 -12

WKh 8000⨯0. 5⨯10⨯16

μ

R u 2

9⨯10-36=L 2=⨯600=84⨯10 -12WKh 8000⨯0. 5⨯10⨯16

μ

9⨯10-3

R u 3=L 3=⨯600=84⨯106 -12

WKh 8000⨯0. 5⨯10⨯16

μ

渗流内阻:

d 19⨯10-32506

R n 1=ln =ln =75⨯10-12

n 12πKh πr w 116⨯2⨯3. 14⨯0. 5⨯10⨯163. 14⨯0. 1

μ

R n 2

d 29⨯10-3250

=ln =ln =75⨯106 -12

n 22πKh πr w 216⨯2⨯3. 14⨯0. 5⨯10⨯163. 14⨯0. 1

μ

d 39⨯10-32506

R n 3=ln =ln =75⨯10-12

n 32πKh πr w 316⨯2⨯3. 14⨯0. 5⨯10⨯163. 14⨯0. 1

μ

R n 4

d 49⨯10-3250

=ln =ln =75⨯106 -12

n 42πKh πr w 416⨯2⨯3. 14⨯0. 5⨯10⨯163. 14⨯0. 1

μ

根据电路图和多支路的电学定律列出方程。

p iwf -p wf 1=(Q 1+Q 2+Q 3)⨯(R n 4+R u 1)+Q 1R n 1 p wf 1-p wf 2=-Q 1R n 1+(Q 2+Q 3)R u 2+Q 2R n 2 p wf 2-p wf 3=-Q 2R n 2+Q 3R u 3+Q 3R n 3

第一章

1.有四口油井测压资料间表1。

表 题1的压力梯度数据

已知原油的相对密度0.8,原始油水界面的海拔为-950m ,试分析在哪个井附近形成低压区。 解:

将4口井的压力折算成折算压力进行比较

p zm 1=p m 1+ρg ∆H m 1

=9.0×106+0.8×103×9.8×(950-940)=9.08MPa

p zm 2=p m 2+ρg ∆H m 2

=9.0×106+0.8×103×9.8×(950-870)=9.48MPa

p zm 3=p m 3+ρg ∆H m 3

=9.0×106+0.8×103×9.8×(950-850)=9.58MPa

p zm 4=p m 4+ρg ∆H m 4

=9.0×106+0.8×103×9.8×(950-880)=9.45MPa

由数值上可以看出在第一口井处容易形成低压区。

2.某油田有一口位于含油区的探井,实测油层中部的原始地层压力为8.822×106Pa ,油层中部海拔为-1000m 。位于含水区有一口探井,实测地层中部原始地层压力为11.47×106 Pa ,地层中部海拔-1300m 。已知原油的相对密度为0.85,地层水的相对密度为1。求该油田油水界面的海拔高度。

解:由于未开采之前,油层中的油没有流动,所以两口探井的折算压力应相等,设h 为油水界面的海拔高度,则:

) p zm 1=p m 1+ρ1g ∆H m 1=8. 822⨯106+0. 85⨯103⨯9. 8⨯(h -1000) p zm 2=p m 2+ρ2g ∆H m 2=11. 47⨯106+1⨯103⨯9. 8⨯(h -1300

由p zm 1=p zm 2可得:h =-1198.64m 该油田油水界面的海拔高度为-1198.64 m

3.某油田在开发初期钻了五口探井,实测油层中部原始地层压力资料见表2。

表 题3的压力梯度数据

后来又钻了一口井,已知其油层中部海拔为-980m ,试根据已有资料推算此井油层中部原始地层压力。 解:

由表格中数据绘得海拔与油层中部的压力曲线,从图上查得当海拔为-980m 时,此井的油层中部原始地层压力为8.6m 。

-800-820-840-860-880-900-920-940-960h(m)

-980-1000-1020-1040-1060-1080-1100-1120

△p (MPa )

4.某实验室做测定岩芯渗透率实验。已知圆柱形岩芯半径为1cm ,长度为5cm ,

通过的液体粘度为1cp ,在2min 内测得通过岩芯的液体体积为15cm 3,从水银压差计上得出两端压力差为157 mmHg,求此岩芯的渗透率实验。 解:

已知r =0.01m,L =0.05m, =1×103 Pa·s ,t =2×60=120s,h =157×10-3m , V =15×10-6m 3,求K

由密度和压差算得压差

103×9.8×157×103=20924.96Pa ∆p =ρgh =13.6×

-

流量为

q =V

=15⨯10

-6

=0. 125⨯10-6m 3

由达西公式可得

q μL 0. 125⨯10-6⨯103⨯0. 05

K ===9. 5⨯10-7m 2 2

A ∆p 3. 14⨯0. 01⨯20924. 96

此岩芯的渗透率为9.5×10-7m 2。

8.实验室内有一圆柱形地层模型。长为40cm ,直径为2.5cm 。模型的渗透率为2.5D ,试验用的液体粘度为3.45cp 。若使通过模型的流量达到每分钟4cm 3,应该在模型两端建立多大压差? 解:

已知r =2.5×10-2m ,L =0.4m,K=2.5×10-12m 2,μ=3.45×103 Pa·s ,

q =4⨯10

-6

=0. 067⨯10-6m 3,求∆p

由达西公式可知

q μL q μL 0. 067⨯10-6⨯3. 45⨯103⨯0. 4

∆p ====1.88×1010Pa 22

KA K πr 2. 5⨯10-12⨯3. 14⨯2. 5⨯10-2

需要在模型两端建立1.88×1010Pa 的压差。

第二章

1.在重力水压驱动方式下,某井供给边界半径为250m ,井半径为10cm ,供给边界上压力为9MPa ,井底流压为6MPa 。井底流压为6MPa ,原始饱和压力为4.4MPa ,地层渗透率是0.5×10-12m 2,原油体积系数为1.15。相对密度为0.85,粘度为9×10-3Pa·s ,油层厚度为10m 。

(1) 求出距井中心0.2m ,0.5m ,1m ,10m ,50m ,100m ,200m 处压力值。 (2) 画出此井的压力分布曲线。

(3) 求该井日产量。 解:

已知:r e =250m,r w =0.1m,p e =9×106Pa ,p wf =6×106Pa ,p i =4.4×106Pa ,K =0.5×10-12m 2,γ=0.85,μ=9×10-3Pa·s ,h =10m。 由平面径向流压力公式可知

p =p e -

p e -p wf r e

ln e r ln r w

代入数据化简可得

p =0.38lnr +7

9.598.5

7.57

6.56

p (M P a )

8

050100

h(m)

150200250

由产量公式可得

2πKh (p e -p wf )2⨯3. 14⨯0. 5⨯10-12⨯10⨯(9-6)⨯106q ===0. 134⨯10-2m 3

r 250

9⨯10-3⨯ln μln e

0. 1r w

地面的产量

q 0. 134⨯10-2

q e ===0. 117⨯10-2m 3

B 1. 15

化为以质量表示的产量

10-2×0.85×1000=0.99kg/s=85.5t/d q m =q e ⨯ρ=0.117×

日产量为85.5t 。

2.注出开发油田的井距为500m ,地层静止压力为10.8MPa 。油层厚度为15m ,渗透率为0.5×10-12m 2。地下流体粘度为9mPa·s ,体积系数为1.15。原油相对密度为0.85,油层孔隙度为0.2,油井半径为10cm 。

(1) 若油井日产量为60t ,井底压力多大?

(2) 供油区范围内平均地层压力为多大?

(3) 距井250 m 处的原油流到井底需要多少时间? 解:

已知:r e =250m,r w =0.1m,p e =10.8×106Pa ,p wf =6×106Pa ,K =0.5×10-12m 2,γ=0.85,μ=9×10-3Pa·s ,h =15m, φ=0. 2,B =1.15。

质量流量:

60⨯103

q m ==0. 69kg s

24⨯60⨯60

地上的体积流量:

'=q v

q m

ρ

=

0. 69-33

=0. 82⨯10m 3

0. 85⨯10

地下的体积流量:

'⨯B =0. 94⨯10-3m 3 q v =q v

①由平面径向流流量公式(裘比公式)可知

2πKh (p e -p wf )2⨯3. 14⨯0. 5⨯10-12⨯15⨯10. 8⨯106-p wf

q v ===0. 94⨯10-3m 3r 250

9⨯10-3⨯ln μln e

0. 1r w

从中解得p wf =9.4MPa ②由平均压力公式

()

p e -p wf (10. 8-9. 4)⨯1036

=10.71MPa R =p e -=10. 8⨯10-

r e 250

2⨯ln 2ln

0. 1r w

③在距井250m 处取一个dr 的微元,则此处的流量

2πKh (p e -p wf ) q =VA φ=

r e

μln

r w

V =

dr dt

(1)

(2)

由(1)(2)可得

2πKh (p e -p wf )dr

A φ=

r dt

μln e

r w

代入数据分离变量积分

即 :

250

2πKh (p e -p wf )2πrh φdr =⎰dt 0r e

μln

r w

t

积分得t =19.9年 或者

2

250

K (P e -P wf )r φdr =⎰dt 0r e

μln

r w

t

πr e h φ3. 14⨯2502⨯15⨯0. 2

=19.9年 t ==

q 0. 94⨯10-3

距井250m 处的原油流到井底需要19.9年。

3.重力水压驱动油藏,油层厚度为10m ,渗透率为0.4×10-12m 2,地下原油粘度为9mPa·s ,原油体积系数1.15,地面原油相对密度为0.85。某井单井供油面积为0.3km 2,油井折算半径为10-2m 。油层静止压力为10.5MPa ,流动压力为7.5MPa ,求此井日产油量。 解:

已知:r w =0.01m ,p e =10.5×106Pa ,p wf =7.5×106Pa ,K =0.4×10-12m 2,γ=0.85,μ=9×10-3Pa·s ,h =10m ,B =1.15,供油面积为0.3km 2

由供油面积可得油层的供油半径

πr e 2=0.3×106m 2 供给半径为r e =309m

由平面径向流流量公式可得原油的地下体积流量

2πKh (p e -p wf )2⨯3. 14⨯0. 4⨯10-12⨯10⨯10. 5⨯106-7. 5⨯106

q v ==

r e 309-3

9⨯10⨯ln μln

0. 01r w

()

=0.809×10-3 m 3

地面原油的体积流量

q v 0. 809⨯10-3

'=q v ==0.704×10-3 m 3

B 1. 15

质量流量为

'ρ=0.704×10-3×0.85×103=0.599kg/s=51.71t/d q m =q v

此井日产油量为51.71吨。

4.油层和油井参数如题3,当油井以每天40t 的产量生产时,井底压力为多少? 解:

已知: r w =0.1m ,p e =10.5×106Pa ,K =0.4×10-12m 2,γ=0.85,μ=9×10-3Pa·s ,h =10m ,B =1.15,r e =309m, q m =40t/d=0.46kg/s

原油的地面体积流量

'=q v

q m

0. 46

=0. 54⨯10-

3m 3s 3

0. 85⨯10

ρ

=

原油的地下体积流量

'B =0. 54⨯10-3⨯1. 15=0. 622⨯10-3m 3s q v =q v

由平面径向流流量公式可得原油的地下体积流量

2πKh (p e -p wf )2⨯3. 14⨯0. 4⨯10-12⨯10⨯10. 5⨯106-p wf

q v ===0. 622⨯10-3m 3s

r 309

9⨯10-3⨯ln μln e

0. 1r w

解得井底流压

()

p wf =8. 7MPa

井底压力为8. 7MPa 。

5.实验室内有一渗透率突变的地层模型,如图1所示。若渗透率已知,写出此模型流量计算公式。

图 题6的示意图

解:

由于模型串联可知流过两模型的流量相等,即

q =

整理可得

K 1A (p i -p 1)K 2A (p i -p 2) =

μL 1μL 2

q =

(p i -p 1)(p i -p 2)

L 1

K 1A

=

L 2

K 2A

由和比定理可知将比例两边相加得到的比例仍然等于原比例,则

q =

(p i -p 1)(p i -p 2)

L 1

K 1A

=

L 2

K 2A

=

(p 1-p 2)

L 1

K 1A

+

L 2

K 2A

=

(p 1-p 2)

μ⎛L 1L 2⎫

⎪+ A ⎝K 1K 2⎪⎭

此模型的流量计算公式为

q =

(p 1-p 2)

μ⎛L 1

L 2⎫

⎪+ A ⎝K 1K 2⎪⎭

9.某井用198mm 钻头钻开油层,油层部位深度从2646.5m 到2660.5m ,油井是射孔完成,射孔后进行了试油,试油结果见表3。

据岩芯分析含碳酸盐,并进行酸化。酸化后又进行第二次试油,其结果见表4,已知此井供油半径为300m ,油井半径为0.1m ,原油体积系数为1.12,相对密度为0.85。

(1) 画出两次试油指示曲线。 (2) 求出酸化前后地层流动系数。 (3) 分析增产措施是否有效。

解:

已知: h =2660.5-2646.5=14m,r e =300m,r w =0.1m,B =1.12,γ=0.85。

第一次试油压差与产量数据如下表:

由表格中数据画得试油指示曲线

由平面径向流流量公式

2πKh (p e -p wf ) q v =

r e

μln

r w

得到关于流动系数的计算公式

r e r w Kh

=

μ2π∆p

q v ln

①在第一次试油指示曲线上任取一点得到压差与流量为

Δp =1.4MPa, q =60t/d

原油的地面体积流量

60⨯103

q -33'==24⨯60⨯60q v =0. 82⨯10m 3

ρ0. 85⨯10

原油的地下体积流量

'⨯B =0. 82⨯10-3⨯1. 12=0. 92⨯10-3m 3 q v =q v

代入流动系数计算公式可得流动系数为

r e 300

0. 92⨯10-3⨯ln r w Kh =0. 84⨯10-9 ==

μ2π∆p 2⨯3. 14⨯1. 4⨯106

q v ln

②在第二次试油指示曲线上任取一点得到压差与流量为

Δp =1.2MPa, q =80t/d

原油的地面体积流量

80⨯103

q -33'==q v =1.1×10m 3

ρ0. 85⨯10

原油的地下体积流量

'⨯B =1. 1⨯10-3⨯1. 12=1. 232⨯10-3m 3 q v =q v

代入流动系数计算公式可得流动系数为

r e 300

1. 232⨯10-3⨯ln r w Kh =1. 32⨯10-9 ==

μ2π∆p 2⨯3. 14⨯1. 2⨯106

q v ln

酸化前底层流动系数为0. 84⨯10-9,酸化后底层流动系数为1. 32⨯10-9,从试油指示曲线可以看出,第二次试油指示曲线的斜率大于第一次试油指示曲线的斜率,所以增产措施有效。

11.某井距直线供给边界距为250m ,地层厚度为8m ,渗透率为0.3×10-12m 2,地下原油粘度为9×103mPa·s ,生产压差为2MPa ,油井半径为0.1m 。

(1) 求此井产量(地下值)。

(2) 若供给边界是半径为250m 的圆时,此井产量为多少?与直线供给边界情况下的产量有百分之几的差? 解:

已知: r w =0.1m ,K =0.3×10-12m 2,μ=9×10-3Pa·s ,h =8m ,d =250m ,Δp=2×106Pa, ①由直线供给边界流量的计算公式

2πKh (p e -p wf )2πKh ∆p 2⨯3. 14⨯0. 3⨯10-12⨯8⨯2⨯106

q 1====0. 39⨯10-3m 32d 2d 2⨯250μln μln 9⨯10-. 3⨯ln

r w r w 0. 1 ②当r e =250m时,由平面径向流流量公式

2πKh (p e -p wf )2πKh ∆P 2⨯3. 14⨯0. 3⨯10-12⨯8⨯2⨯106

q 2====0. 43⨯10-3m 3r r 250

9⨯10-3⨯ln μln e μln e

0. 1r w r w

q 2-q 10. 43-0. 39

⨯100%=⨯100%=10. 26%

q 10. 39

直线供给边界时的产量为0.39×10-3m 3/s,r e =250m圆形供给边界的产量为0.43×10-3m 3/s,相差的百分比为10.26%。

12.直线供给边界一侧有两口生产井,如图2所示。供给边界上的压力p e 为10MPa ,地层厚度

h 为5m ,渗透率K 为1μm2。地下原油粘度2×10-3mPa·s 原油体积系数B 为1.2,地面原油相对密度为0.9,油井半径为0.1m 。当两口井各以50t/d生产时,两井的井底压力各为多少?

图题14的示意图

解:

已知:r w =0.1m ,p e =10×106Pa ,K =1×10-12m 2,γ=0.9,μ=2×10-3Pa·s ,h =5m ,B =1.2,b =600m, q m =50t/d=0.58kg/s,d =400

根据镜像反映法,在直线供给边界的对称位置处反映出与生产井性质相同的井,如图。

原油的地下产量

q v =

q m B

ρ

=

0. 58⨯1. 2

=0. 77⨯10-3m 3

0. 9⨯1000

由势的叠加原理,可得一号井的井底势值为

φwf =

q h q q q ln r w +h ln r e -h ln 2d -h ln 2π2π2π2π

2d 2+b 2

+C (1)

边界上的势值为

φe =

q h q

ln 1+h ln 1+C 2π2π

(2)

对式(1)(2)联立求解,求得产量公式为

2π(φe -φwf ) q h =

1000⨯2d ln

r w b

2πKh (p e -p wf ) q v =

1000⨯2d μln

r w b

代入数据可得

-126

2⨯3. 14⨯1⨯10⨯5⨯10⨯10-p wf

-3

0. 77⨯10=

1000⨯2⨯400-3

2⨯10⨯ln

0. 1⨯600

()

解得

p wf =9.53MPa

由于两口井的参数相同供给情况相同所以第二口井的井底压力也为p wf =9.53MPa。

两井的井底压力均为9.53MPa 。

13.直线断层一侧有两口生产井,如图3所示。已知地层边界上的压力为10×106Pa ,供给边界半径为10km 。地层厚度为10m ,渗透率为0.5×10-12m 2,地下原油粘度为9×10-3 Pa·s ,原油体积系数为1.15,地面原油相对密度为0.85。油井半径为10cm ,井底压力均为7.5×106Pa 。求出两口井的各自产量。

图题15的示意图

解:

已知: r w =0.1m ,p e =10×106Pa ,K =0.5×10-12m 2,γ=0.85,μ=9×10-3Pa·s ,h =10m ,

B =1.15, r e =10000m, pwf =7.5×106

Pa

根据镜像反映法,在断层的对称位置处反映出与生产井性质相同的井,设断层同侧的两口井的距离为2d 1,断层两侧的两口井的距离为2d 2,1号井距断层的距离为d 3,2号井距断层的距离为d 4,则:

2d 1=5002+150-100=502. 5m

2

2d 2=2+150+100=559m

2

由势的叠加原理得1号井的井底势值为:

φwf 1=

q h q q q

ln r w +h ln 2d 1+h ln 2d 2+h ln 2d 3+C 2π2π2π2π

(1)

2号井的井底势值为:

φwf 2=

边界上的势值为

q h q q q

ln r w +h ln 2d 1+h ln 2d 2+h ln 2d 4+C 2π2π2π2π

(2)

φe =

q h q q q

ln r e +h ln r e +h ln r e +h ln r e +C 2π2π2π2π

(3)

对式(1)(2)(3)联立求解,求得产量公式为

q 1=

2πKh (p e -p wf ))

μln

q 2=

r e

8d 1d 2d 3r w r e

8d 1d 2d 4r w

4

4

2πKh (p e -p wf

μln

代入数据

q 1=

2πKh (p e -p wf r e

μln

8d 1d 2d 3r w 2πKh (p e -p wf r e

μln

8d 1d 2d 4r w

44

)

2⨯3. 14⨯0. 5⨯10-12⨯10⨯(10-7. 5)⨯106-33==0. 41⨯10m 4

10000

9⨯10-3⨯ln

502. 5⨯559⨯2⨯100⨯0. 1

q 2=

)

2⨯3. 14⨯0. 5⨯10-12⨯10⨯(10-7. 5)⨯106-33==0. 42⨯10m 4

10000

9⨯10-3⨯ln

502. 5⨯559⨯2⨯150⨯0. 1

折算成地面的产量

q 1ρ0. 41⨯10-3⨯0. 85⨯103

q m 1===0.303kg/s=26.18t/d

B 1. 15q m 2

q 2ρ0. 42⨯10-3⨯0. 85⨯103===0.31kg/s=26.82t/d B 1. 15

两口井的产量分别为26.18t/d,26.82t/d。

14.两断层相交成120º角,在角分线上有一口生产井,如图4所示。地层与油井参数均同上题一样。求此井的日产量。

图题16的示意图

解:

已知:r w =0.1m ,p e =10×106Pa ,K =0.5×10-12m 2,γ=0.85,μ=9×10-3Pa·s ,h =10m ,B =1.15, r e =10000m, pwf =7.5×106

Pa

根据镜像反映法,在两条断层的对称位置处反映出与生产井性质相同的井,则d =100m,由势的叠加原理可得生产井出的势为:

φwf =

q h q q

ln r w +h ln 2d +h ln 2d +C 2π2π2π

若供给边界与各井的距离均为r e ,则供给边界处的势φe 为:

φe =

q h q q

ln r e +h ln r e +h ln r e +C 2π2π2π

φe -φwf

因为

q r

=h ln e 2 2π4d r w

3

φ=

所以井的产量为:

K

μ

p q h =

q h

q =

2πKh (p e -p wf

r μln e 2

4d r w

3

)

代入数据得

q =

2πKh (p e -p wf

r μln e 2

4d r w

3

)

2⨯3. 14⨯0. 5⨯10-12⨯10⨯(10-7. 5)⨯106-33==0. 45⨯10m 3

10000

9⨯10-3⨯ln

4⨯1002⨯0. 1

折算成地面的产量

q ρ0. 45⨯10-3⨯0. 85⨯103

q m ===0. 33kg s =28. 74t d

B 1. 15

日产量为28. 74t 。

15.两断层相交成直角,其中有一口生产井,如图5所示。写出此井产量计算公式。

图 题17的示意图

解:

根据镜像反映法,在两条断层的对称位置处反映出与生产井性质相同的井,

由势的叠加原则可得生产井的势值为:

φwf =

q h q q q

ln r w +h ln 2a +h ln 2b +h ln 2a 2+b 2+C 2π2π2π2π

(1)

若供给边界与各井的距离均为r e ,则供给边界处的势φe 为:

φe =

q h q q q

ln r e +h ln r e +h ln r e +h ln r e +C 2π2π2π2π

(2)

4

φe -φwf

因为

q r e

=h ln

222π8ab a +b r w

φ=

所以井的产量为:

q =

K

μ

p q h =

q h

2πKh (p e -p wf )

μln

r e

4

8ab a 2+b 2r w

16.带状油田中有三排生产井,一排注水井,如图6所示。已知:各排井井距均为500m , 井的半径均为0.1m ,注水井排到第一排生产井距离为L 1=1100m ,生产井排间的排距L 2=L 3=600m 。油层厚度16m 。渗透率为0.5×10-12m 2。地下原油粘度9×10-3Pa·s ,体积系数为1.12,相对密度为0.8。注水井井底压力为19.5×106Pa ,若各排生产井井底压力均为7.5×106Pa ,井数均为16口,求各排井产量及每口井平均产量。

图 题18的示意图

解:

已知:r w 1=r w 2=r w 3=r w 4=0.1m,p iwf =19.5×106Pa ,K =0.5×10-12m 2,γ=0.8,μ=9×10-3Pa·s ,h =16m ,p wf 1=p wf 2=p wf 3=p wf 4=7.5×106Pa ,B =1.12,L 1=1100m,L 2=L 3=600m,井距d =500m, n 1=n 2=n 3=n 4=16

由井距和每排井数求出井排长度

W =nd =16⨯500=8000m

d

d 1=d 2=d 3=d 4==250m

2渗流外阻:

9⨯10-3

R u 1=L 1=⨯1100=154. 69⨯106 -12

WKh 8000⨯0. 5⨯10⨯16

μ

R u 2

9⨯10-36=L 2=⨯600=84⨯10 -12WKh 8000⨯0. 5⨯10⨯16

μ

9⨯10-3

R u 3=L 3=⨯600=84⨯106 -12

WKh 8000⨯0. 5⨯10⨯16

μ

渗流内阻:

d 19⨯10-32506

R n 1=ln =ln =75⨯10-12

n 12πKh πr w 116⨯2⨯3. 14⨯0. 5⨯10⨯163. 14⨯0. 1

μ

R n 2

d 29⨯10-3250

=ln =ln =75⨯106 -12

n 22πKh πr w 216⨯2⨯3. 14⨯0. 5⨯10⨯163. 14⨯0. 1

μ

d 39⨯10-32506

R n 3=ln =ln =75⨯10-12

n 32πKh πr w 316⨯2⨯3. 14⨯0. 5⨯10⨯163. 14⨯0. 1

μ

R n 4

d 49⨯10-32506

=ln =ln =75⨯10

n 42πKh πr w 416⨯2⨯3. 14⨯0. 5⨯10-12⨯163. 14⨯0. 1

μ

根据电路图和多支路的电学定律列出方程。

p iwf -p wf 1=(Q 1+Q 2+Q 3)⨯(R n 4+R u 1)+Q 1R n 1 p wf 1-p wf 2=-Q 1R n 1+(Q 2+Q 3)R u 2+Q 2R n 2 p wf 2-p wf 3=-Q 2R n 2+Q 3R u 3+Q 3R n 3

代入数据解得

19. 5⨯106-7. 5⨯106=(Q 1+Q 2+Q 3)⨯(154. 69+75)⨯106+Q 1⨯75⨯106

0=-Q 1⨯75⨯106+(Q 2+Q 3)⨯84⨯106+Q 2⨯75⨯106 0=-Q 2⨯75⨯106+Q 3⨯84⨯106+Q 3⨯75⨯106

解得

Q 1=0. 0275m 3,Q 2=0. 0105m 3,Q 3=0. 0049m 3

折算成地面的产量

Q m 1

Q 1ρ0. 0275⨯0. 8⨯103===19. 64kg s =1697. 14t B 1. 12Q 2ρ0. 0105⨯0. 8⨯103===7. 5kg s =648t d B 1. 12Q 3ρ0. 0049⨯0. 8⨯103

===3. 5kg s =302. 4t d B 1. 12

Q m 2

Q m 3

各排井的平均产量

1=

Q m 11697. 14

==106. 07t d n 116Q m 2648

==40. 5t d n 216

2=

3=

每口井的平均产量

Q m 3302. 4==18. 9t d n 316

q =

Q 1+Q 2+Q 32221. 7+864+401. 1==72. 64t

n 1+n 2+n 316+16+16

各排井的产量分别为1697.14t/d、648t/d、302.4t/d,各排每口井的平均产量106.07 t/d、40.5 t/d、18.9 t/d。

17.若上题(16题)中保持每排生产井的单井产量为50m 3/d。各生产井排井底压力为多少? 解:

已知: r w 1=r w 2=r w 3=0.1m,p e =19.5×106Pa ,K =0.5×10-12m 2,γ=0.8,μ=9×10-3Pa·s ,h =16m , B =1.12,L 1=1100m,L 2=L 3=600m, n 1=n 2=n 3=16,q =50m3/d=0.57×10-3m 3/s,Q 1=Q 2=Q 3=qn =0.57×10-3×16=9.26×10-3m 3/s,p iwf =19.5×106Pa ,井距d =500m。

由井距和每排井数求出井排长度

W =nd =16⨯500=8000m

d

d 1=d 2=d 3==250m

2渗流外阻:

9⨯10-36

R u 1=L 1=⨯1100=154. 69⨯10 -12

WKh 8000⨯0. 5⨯10⨯16

μ

R u 2

9⨯10-36=L 2=⨯600=84⨯10 -12WKh 8000⨯0. 5⨯10⨯16

μ

9⨯10-3

R u 3=L 3=⨯600=84⨯106 -12

WKh 8000⨯0. 5⨯10⨯16

μ

渗流内阻:

d 19⨯10-32506

R n 1=ln =ln =75⨯10-12

n 12πKh πr w 116⨯2⨯3. 14⨯0. 5⨯10⨯163. 14⨯0. 1

μ

R n 2

d 29⨯10-3250

=ln =ln =75⨯106 -12

n 22πKh πr w 216⨯2⨯3. 14⨯0. 5⨯10⨯163. 14⨯0. 1

μ

d 39⨯10-32506

R n 3=ln =ln =75⨯10-12

n 32πKh πr w 316⨯2⨯3. 14⨯0. 5⨯10⨯163. 14⨯0. 1

μ

R n 4

d 49⨯10-3250

=ln =ln =75⨯106 -12

n 42πKh πr w 416⨯2⨯3. 14⨯0. 5⨯10⨯163. 14⨯0. 1

μ

根据电路图和多支路的电学定律列出方程。

p iwf -p wf 1=(Q 1+Q 2+Q 3)⨯(R n 4+R u 1)+Q 1R n 1 p wf 1-p wf 2=-Q 1R n 1+(Q 2+Q 3)R u 2+Q 2R n 2 p wf 2-p wf 3=-Q 2R n 2+Q 3R u 3+Q 3R n 3


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