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PROSPER培训手册2015
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IPM—PROSPER培训手册
INTEGRATEDPRODUCTIONMODELLING
PROSPER
北京阳光杰科科技有限公司
PROSPER模块功能简介
PROSPER模块是井筒模拟、设计、优化模块。
它在传统举升设计的基础上,强化了实际数据与理论模型的耦合,确保了举升设计的可靠性。
PROSPER支持多种人工举升和自喷举升设计:
●PVT模型优选和校正
●丰富的油气藏IPR模型
●多分支井和分段射孔井IPR计算模拟
●射孔和完井表皮分解计算
●井筒工况模拟和诊断分析
●井筒冲蚀计算
●气井最小携液计算
●多变量敏感性功能,预测设计方案的稳定性
1。
概况
这是一个展示PROSPER基本功能的例子,主要内容有:
●油井模型建立和数据输入
●PVT公式与实验数据的拟合
●多相流公式与测试数据的拟合
●用IPR拟合确定油藏压力
●敏感性分析
●井筒压力分布计算
●为GAP或油藏模拟器输出举升数据
PROSPER文件类型
类型
名称
备注
*。
OUT
输出数据
包含所有计算结果。
当打开或保存输出文件,软件自动打开/生成同名的PVT、SIN、ANL文件.
*。
PVT
PVT数据
包含井流体数据、PVT拟合数据和在PVT菜单下输入的PVT表格。
*。
SIN
输入数据
包含Options菜单中的选项,System菜单中输入的井IPR和设备数据。
*。
ANL
分析数据
包含Analysis菜单中所选择计算类型的分析和敏感性输入数据。
GAP用。
ANL文件批量计算井举升曲线。
2.模型建立
在开始>〉所有程序〉>PetroleumExpertsIPM8。
1中启动PROSPER后,点击File〉>New,新建一个PROSPER文件.这时PROSPER主界面被分成6个部分:
●OptionsSummary
●PVTData
●EquipmentData
●IPRData
●CalculationSummary
●软件版本及许可信息
前四个选项是输入数据选项,第五个包括所有计算和设计功能。
每个选项都可以通过在PROSPER主界面双击直接进入,或者主菜单(按照工作流程从左到右、由上至下的顺序排布)也可以进入这些选项。
2.1选项
点击菜单Options>>Options或者双击主界面OptionsData区域,弹出SystemSummary(系统概况)菜单,定义井的基本特性如流体类型、完井类型、举升方法等.
流体描述
井
流体
油和水*
流动类型
油管流动*
干气和湿气
环空流动
反凝析
油管和环空流动
方法
黑油*
井类型
生产井*
状态方程
注入井
分离器
单级*
人工举升
无(自喷)*
双级
气举
多级
电潜泵
乳化
无*
水力驱动井下泵
乳化+泵粘度修正
螺杆泵
水合物
不警示*
连续油管气举
警示
稀释液注入
水粘度
应用缺省公式*
射流泵
应用压力修正公式
FRAMO多相泵
粘度模型
牛顿流体*
有杆抽油泵
非牛顿流体
完井
水蒸汽
不计算*
类型
套管*
计算凝结水蒸汽
裸眼
计算类型
砾石充填
是
预测
只预测压力
否*
压力和温度(陆上)
油藏
压力和温度(海上)*
流入类型
单井筒*
模型
粗略近似*
多分支
热焓平衡
气锥
是
改进近似
否*
范围
整个系统*
仅管线
输出
显示计算数据*
隐藏计算数据
注:
带*是本例的选项.
点击Done保存退出该窗口。
这时PROSPER主界面根据设置的井信息,其它选项显示相应的待输入信息。
如下图:
2.2PVT数据
准确的预测油藏、井筒和地面管线内压力、温度变化的前提条件之一是建立准确的PVT模型。
当有实验室PVT数据时,PROSPER用非线性回归法修正PVT公式,同时优选与数据点拟合最佳的公式,这样能够使建立的PVT模型更精确。
下面介绍怎样建立PVT模型和模型与实验室PVT数据的拟合。
(1)输入黑油模型数据
黑油模型需要的参数如下:
参数
值
溶解气油比
820scf/STB
油重度
34API
气比重
0.833
水矿化度
150000ppm
%H2S
0
%CO2
0
%N2
0
点击菜单PVT>>InputData,在弹出PVT对话框中输入黑油PVT模型。
SolutionGOR(原始溶解气油比)是原始泡点压力下油中溶解的气体数量。
如果井也产出自由气,不包括在其中。
(2)输入PVT拟合数据
在PVT对话框中点击MatchData,输入实验室测量的PVT闪蒸分离(接触分离)数据.同时可输入50组不同温度下闪蒸数据结果。
参数
值
温度
210degF
饱和压力
3256psig
气油比
820scf/STB
油体积系数
1.491RB/STB
油粘度
0。
435cP
本例中只简单输入泡点压力下的数据.每个表格可以输入15个压力值,其中必须包括饱和压力处的PVT值。
点击Done保存返回至PVT对话框。
(3)用输入的PVT数据拟合PVT黑油模型,然后选择最佳公式.
在PVT对话框中选择Matching:
点击MatchAll,即选择左角所有的参数运行回归计算。
此时PROSPER执行非线性回归,用一个乘数(Parameter1)和一个移位(Parameter2)修正每个公式能够最佳的拟合实验数据。
拟合完成后点击确定。
点击Parameters查看计算的拟合参数。
各个表列出对于每个公式和所有PVT属性的拟合参数值。
油体积系数有4个拟合参数,小于泡点压力用Parameter1和Parameter2,大于泡点压力用Parameter3和Parameter4.
为了拟合实验数据公式需要修正的越少越好.Parameter1越接近于1越好,Parameter2越接近于0越好。
标准偏差表示拟合过程的收敛程度,趋近于0最好。
空白表示标准偏差值为0。
经过分析,Pb、GOR和FVF选择Standing公式,Oilviscosity选取Beggsetal公式.
点击Done保存退出.
Regression对话框上点击Plot,可以查看实验数据点和公式计算的PVT图.
回到PVT对话框中,检查是否已经选取Standing和Beggsetal两公式.
可以注意到拟合PVT模型后,对话框上出现一个闪烁的绿条PVTisMATCHED。
2。
3EQIPMENT数据
输入井斜、地面设备、井下设备、地温梯度等信息。
点击菜单System〉>Equipment(Tubingetc)进入设备数据对话框。
可以分别选择要输入的数据项,也可以先点击All按钮选上所有的选项,再点击Edit按钮设置从井斜数据开始自动显示输入对话框,这样操作更方便快捷。
按对话框上显示项的顺序,首先输入的是从井口到井底的井斜数据。
井底数据要求至少是到达射孔层位顶部。
井斜可以从文件导入或通过Paste按钮粘贴进表格。
当输入井斜数据,PROSPER自动计算累积偏移和井斜角。
点击Plot能够显示井斜轨迹。
表格只能显示20个数据点,要输入的更多的数据点点击Filter。
Filter能够从做多3000个点中筛选出20个点.
测深
feet
垂深
feet
0
0
4300
4273
4600
4528
4900
4800
11300
10350
11400
10430
完成井斜信息后,点击Done保存后进入地面设备(SurfaceEquipment)对话框,可以输入地面管线和油嘴等信息.
本例中没有此项数据,点击Cancel退出进入井下设备(DownholeEquipment)对话框.在Type列中选择相应设备如油管、套管、井下安全阀、节流阀等。
只有流体经过的设备才输入.要注意的是采油树(Xmastree)和井斜的基准面应当一致。
关于井下设备的描述信息可以写在Label列。
设备名称
测深feet
内径inch
tubing
1000
3.958
SSSV
3
tubing
11000
3.958
casing
11400
6
点击Done保存进入地温梯度(GeothermalGradient)对话框。
输入井中不同深度处流体流动温度.如果没有流动温度剖面测试数据,可以只输入井口温度和地层中部静温。
地层温度和井与地层之间的总导热系数。
点击Done进入平均热容(AverageHeatCapacities)对话框,输入油、气、水的热容。
点击Done取用默认值.
现在完成了井设备数据的输入。
点击设备输入对话框Summary按钮,可以查看设备图。
点击DrawDownhole浏览设备图,可以查看有没有输入错误。
点击Main直接返回到PROSPER主界面。
2.4IPR数据
建立IPR模型。
PROSPER主界面点击菜单System>〉Inflowperformance(或双击IPRData区域),显示IPR输入对话框,选择IPR模型和基本油藏参数.对话框的右上角有两个按钮:
SelectModel(模型选择)和InputData(模型参数输入)。
输入的数据根据选择的模型不同而不同。
模型和参数输入完成后按钮的颜色由红色变成绿色。
选择Darcy模型和手工输入表皮,输入油藏压力、油藏温度、含水等相应参数。
参数
范围
机械/几何表皮
手工输入表皮
油藏压力
5000psig(平均油藏压力)
油藏温度
210degF
含水
0%
总GOR
820scf/STB
相对渗透率
No
点击InputData,输入所选流入模型的油藏参数.
参数
范围
油藏渗透率
50md
油藏厚度
200feet
泄油面积
500acres
Dietz形状因子
31.6(对于圆形泄油面积)
井筒半径
0.354feet
输入机械/几何表皮。
点击Caluculat显示根据输入数据计算IPR曲线,之后显示计算的IPR曲线。
图中的FormationPI是没有考虑表皮的采液指数,AOF表示无阻流量.
目前为止完成了IPR的定义。
建议IPR的参数发生变化后在一定要重新计算IPR.
3.模型与测试数据的拟合
当有井测试数据时,PROSPER可以调整多相流公式与井底流压和产量数据拟合。
下面说明怎样把上面建立的PROSPER模型与测试数据拟合.拟合过程包括两个步骤:
VLP拟合—为拟合井下压力测试调整多相流公式.
IPR拟合-为VLP/IPR协调点与测试产量拟合调整IPR。
3。
1VLP拟合
VLP的拟合分为三步。
(1)输入井测试数据
点击Matching>〉Matching〉>VLP/IPR(QualityCheck),进入VLP/IPR拟合对话框。
THP
[psig]
THT
[degF]
含水
[%]
产液量
[STB/d]
测压
深度
[ft]
测点
压力
[psig]
GOR
[scf/STB]
自由GOR
[scf/STB]
油藏
压力
[psig]
930
134
15
7200
11000
3940
820
0
5000
在表中可输入井测试数据,如测试日期、测试注释、油管头压力/温度、含水、产液量、测压深度、测点压力、油藏压力、气油比。
GOR是溶解气油比,GORFree是气顶或注入气突破的自由气产量。
测量的总GOR必须是GOR和GORFree之和.可输入多达1000个测试点。
(2)比较多相流公式和选择最佳公式
在运行公式比较之前,需要调整温度预测模型(本例中是粗略近似)来拟合测试中的温度数据。
按下对应行号按钮就是选择了要拟合的测试数据。
然后点击EstimateUvalue按钮。
软件将计算拟合井测试温度的总导热系数值,可以调整温度预测模型,以拟合测试温度数据(因为温度影响PVT属性).
点击确定,然后再点击Done回到主屏幕。
回到EquipmentData下地温梯度对话框,修改总导热系数值为刚才拟合的值7.98438BTU/h/ft2/F。
现在可以进行多相管流公式比较了.
同上述操作一样,选择测试数据点,然后再选择CorrelationComparison。
软件将再次显示地温梯度中输入的U值,点击确定后弹出管流公式比较对话框。
在对话框右侧选择要比较的公式。
本例中选择的公式有:
HagedornBrown、FancherBrown、PetroleumExperts2、PetroleumExperts4和DunsandRosModified。
FancherBrown和DunsandRosModified两个公式只适用于检查测试数据质量.FancherBrown公式不考虑滑脱效应,因此预测的井筒压降偏低,代表压力梯度的最低界限。
相反地,如果是流型是段塞流,DunsandRosModified预测值表示压力梯度的最高界限.如果测试数据是合理的,数据点应当分布在由这两个公式做边界的范围内。
如果不在范围内,应当重新检查数据。
接着点击对话框上Calculate按钮,弹出对话框后继续点击Calculate,软件将用选择公式计算压力剖面。
计算结束后,点击Plot查看计算的压力剖面。
根据图形可以观察以下两点:
●井测试数据分布在Fancher-Brown和DunsandRosModified两公式压力线之间。
这说明模型和测试数据较合理。
●放大图形(在图形上拉一个方框选择目标区域),注意到离测试点最近的压力梯度线是PetroleumExperts2。
所以,选择公式PetroleumExperts2作为拟合测试点的最佳公式。
(3)公式和测试数据拟合
完成最佳公式选择后,可以调整公式使它能最佳拟合井下压力测试数据。
PROSPER用非线性回归技术,为重力项(Parameter1)和摩擦项(Parameter2)添加乘数,修正多相流公式.
在VLP/IPRMatching界面上选择MatchVLP进行VLP拟合。
在显示的Match对话框中选择要拟合的公式(本例中是PetroleumExperts2),然后点击Match按钮。
软件将回归计算能够精确拟合测试点的一组参数。
计算结束后,点击Statistics查看回归结果。
如果数据一致,两个参数应当接近1,允许误差在±10%内。
如果误差较大,应当重新检查测试数据和模型。
完成公式拟合后,两个拟合参数(P1和P2)将添加到公式名称后,表示该公式已经被拟合,如PetroleumExperts21.000.99。
现在完成了VLP的拟合过程。
点击Done|Done回到VLP/IPRMatching对话框。
当不只有一个测试数据可用于流动公式校正时,推荐使用下面的步骤保证模型预测的可靠性。
●使用最少数量的测试点(或者只用一个)校正公式。
●检查校正模型预测其它测试点的情况。
3。
2IPR拟合
调整IPR使VLP和IPR的交点与井测试产量吻合。
在VLP/IPRMatching界面上点击VLP/IPR按钮。
在下面的对话框中选择VLP拟合的公式后点击Calculate按钮.
PROSPER将用拟合的VLP公式为拟合数据(井口压力、产量、含水等)计算VLP曲线。
计算的产量和井底流压显示在结果数据表中。
PROSPER用选择的VLP公式计算流入节点深度处的流压,用这个方法可以方便的修正从测压深度换算到油层的流压。
如果需要,计算得到的流压可以直接传输到VogelIPR中。
点击Plot按钮查看计算结果和测试数据的比较.图中右侧列出的值中:
measureddata是根据测试压力使用选择公式外推计算得到,不是实测值;calculateddata是VLP和IPR曲线的交点。
本例中测试产量7200stb/day,VLP和IPR交点处7292。
6stb/day。
现在将调整IPR以能更好的拟合测试点.
要调整的参数取决于采用的IPR模型.对于Darcy模型,用到的参数有渗透率、表皮系数或油藏压力。
本例中,假设井的PI不能修改,但是没有近期的油藏压力数据。
可以调整油藏压力来拟合IPR。
在VLP/IPRMatching界面中把油藏压力从5000psig修改至4982psig.
点击VLP/IPR按钮,再点击Calculate用新油藏压力值重新计算.
点击Plot查看VLP/IPR的交点和测试数据点吻合.
关闭Plot图,点击IPR回到在IPR模型中更新油藏压力值4982psig和含水15%.也可以调整其它不确定的IPR参数如油藏渗透率、油藏厚度、表皮系数等。
到此为止,已经完成了井模型的建立.
4。
运行计算
本章介绍如何用井模型执行各种计算。
Match(IPR+VLP):
计算井产量和运行敏感性分析。
GradientTraverse:
计算压力、温度、速度等参数沿井筒剖面和运行敏感性分析。
VLP:
计算可以输出到模拟器(GAP、REVEAL、MBAL和第三方数值模拟器)的举升曲线。
4.1系统分析
既然PVT、VLP、IPR已经与测量数据拟合,我们就可以用模型进行系统分析.定油藏和流动条件(井口压力、含水、气油比),根据节点分析方法确定井的特征。
(1)运行一个简单的节点分析
选择主菜单Calculation〉>System(Ipr+Vlp),开始节点运算。
本例中,给定下列流动条件:
第一个节点压力(psig)
含水(%)
GOR(scf/STB)
250
15
820
其它的选项:
●因为模型不包括地面管线,地面管流公式对本例没有影响.
●垂直多相流公式选择PetroleumExperts2(注意拟合参数已经显示在名称后面)。
●选择末端节点(即井底)作为求解点。
●产量方法选用AutomaticLinear(自动线性),将在0和AOF(无阻流量)间按线性插入20个值。
点击Calculate。
计算结束后对话框中显示计算的IPR和VLP结果和求解点数据。
对话框右侧显示求解点产量和流动压力、温度。
选择Plot选项绘制VLP/IPR曲线。
(2)敏感性分析
为得到不同生产条件下井的工作特征,可以运行各种参数如WC、GOR、油藏压力等的敏感性分析。
本例中将对含水、表皮和油管/管线直径做敏感性分析,参数范围如下:
参数
范围
含水
0,40,80%
表皮系数
0,2,4
油管/管线直径
3。
958,4。
892
点击Cases按钮,在弹出的对话框中,选择每个组合框下参数,输入上面列出的范围。
点击Done返回上一界面。
软件询问油管尺寸敏感性分析的起始节点和终止节点。
起始节点选Xmas(采油树),终止节点选油管末端(11,000ft处)。
点击Continue,然后选择Calculate开始系统分析计算。
计算结束后,点击Plot>〉SystemPlot>>PlotAllCases查看敏感性参数范围的VLP和IPR曲线图.
点击Finish返回系统计算界面.
在左下角SensitivityCases区域选择敏感性参数组合后,右上部区域显示对应的求解点结果,同时下部绘图区域显示IPR及VLP区县交汇结果。
点击SensitivityPlot按钮可以显示改变敏感性参数时求解点结果的变化.假设要查看某一油管直径的不同表皮下产液量和含水之间的关系,在SensitivityPlot窗口中点击Variables按钮,然后在弹出的对话框中按下图选择:
点击Done显示敏感性图形.图中结果显示,对于3。
958″ID油管,不同含水下可以通过减低表皮系数达到目标产量1100-1200STB/day。
4。
2梯度剖面
求解系统结果后,可以生成任一求解工作点下的梯度曲线,来确定井筒中的流动梯度和流动型态.在PROSPER中可以用两种方法得到:
在SystemCalculation区域单击SensitivityPvD按钮或者选择主菜单Calculation>>Gradient(Traverse)。
要生成任一工作产量/压力求解点下梯度曲线,通过在系统求解对话框中的SensitivityCases区域选择不同case,来确定相应的生产条件,进而进行Gradient计算。
接着点击SensitivityPvD,再点击Calculate计算相应条件下到求解点的沿井筒压力梯度:
选择Plot绘制梯度剖面:
点击Main直接回到主界面。
点击主菜单File>>SaveAs设置保存文件名Oilwell。
out。
4.3为模拟器生产VLP曲线
点击主菜单Calculation〉>VLP(TubingCurves),为一口油井生成系列井口压力、含水和气油比VLP曲线.
界面中的顶部节点压力、含水和气油比可以取任意值,因为敏感性分析将为一系列敏感性参数生成曲线,这个界面中的值将被后面输入的敏感性值覆盖。
如果井筒内安装了固定井下压力仪,可以输入压力仪器的下入深度.VLP计算将报告井下压力和测压深度。
继续输入如下敏感性参数:
参数
范围
初始节点压力
200,600,1000,3000psig
含水
0,40,80%
气油比
400,820,2000scf/STB
继续点击Done和Calculate。
曲线计算结束后,可以绘制曲线和选择ExportLiftCurve输出。
曲线可以输出成不同格式,适用于众多模拟器.
为GAP或者MBAL(。
TPD格式)输出曲线,选择PetroleumExpertsGAP/MBAL,然后点击Continue,输入文件名将举升曲线保存至.tpd文件。
注:
为了保证生产VLP曲线的高质量推荐以下事项:
●输入产量和敏感性参数的范围竟可能宽些,涵盖井所有可能遇到的工作条件。
●用竟可能多些产量(最多20个)和敏感性参数值(最多10个)计算。
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