油氣井節(jié)點(diǎn)系統(tǒng)11課件

2023/12/51節(jié)點(diǎn)分析方法節(jié)點(diǎn)：

Solutionnode任意位置概念普通節(jié)點(diǎn)：兩個(gè)流動(dòng)過程的銜接點(diǎn)，如地層供給邊緣、分離器、井口、井底。此類節(jié)點(diǎn)本身不產(chǎn)生與流量有關(guān)的壓降。函數(shù)節(jié)點(diǎn)：產(chǎn)生與流量有關(guān)壓降的阻件，如井下和地面油嘴、井下安全閥、完井段等。具有限流作用的局部裝置。節(jié)點(diǎn)作用：在某部位設(shè)置節(jié)點(diǎn)將一復(fù)雜系統(tǒng)隔離為兩個(gè)相對(duì)獨(dú)立的子系統(tǒng)，以簡化問題的復(fù)雜性。

節(jié)點(diǎn)流入部分

節(jié)點(diǎn)流出部分系統(tǒng)起點(diǎn)節(jié)點(diǎn)系統(tǒng)終點(diǎn)2023/12/52Pwf節(jié)點(diǎn)Pwf

方法示例干氣井系統(tǒng)：井筒＋地層選井底為節(jié)點(diǎn)，邊界條件為和PwfTPRIPRQqPwf系統(tǒng)分析曲線(井底節(jié)點(diǎn))2023/12/53

油氣井穩(wěn)定生產(chǎn)的條件是地層與井筒相協(xié)調(diào),即地層供給能力等于油管排出能力。節(jié)點(diǎn)流入/出兩曲線的交點(diǎn)為氣井協(xié)調(diào)點(diǎn),即在所給氣井和地層條件下獲得的產(chǎn)量Q和相應(yīng)的Pwf。方法實(shí)質(zhì):

圖解法(節(jié)點(diǎn)流入/出曲線)

協(xié)調(diào)原理(節(jié)點(diǎn)處質(zhì)量能量守恒)2023/12/54節(jié)點(diǎn)分析一般步驟1.確定生產(chǎn)系統(tǒng)的起點(diǎn),終點(diǎn)和各流動(dòng)過程(包括人工舉升系統(tǒng))并建立(選擇)各流動(dòng)過程的模型2.選定節(jié)點(diǎn)位置節(jié)點(diǎn)位置的選取具有靈活性。原則上盡可能靠近分析的對(duì)象3.計(jì)算繪制節(jié)點(diǎn)流入和流出曲線并求解節(jié)點(diǎn)壓力Q

q節(jié)點(diǎn)流入節(jié)點(diǎn)流出Pnode=－（節(jié)點(diǎn)上游）Pnode=Psep

＋(節(jié)點(diǎn)下游)2023/12/554.動(dòng)態(tài)擬合

將計(jì)算結(jié)果與實(shí)際試采數(shù)據(jù)對(duì)比擬合，調(diào)整數(shù)學(xué)模型或參數(shù)使之符合生產(chǎn)井的實(shí)際情況。5.實(shí)際應(yīng)用對(duì)參數(shù)進(jìn)行敏感性分析優(yōu)化生產(chǎn)操作參數(shù)等2023/12/56兩曲線不相交不能自噴獲得產(chǎn)量q需要補(bǔ)充人工能量相交

自噴產(chǎn)量過高可用油嘴調(diào)節(jié)控制產(chǎn)量相交自噴產(chǎn)量過低補(bǔ)充人工能量使之增產(chǎn)兩個(gè)交點(diǎn)（多相流高氣液比）左交點(diǎn)不穩(wěn)定過渡右交點(diǎn)穩(wěn)定協(xié)調(diào)點(diǎn)

流入與流出曲線的關(guān)系PwfPwfPwfPwfqQIPRTPR自噴點(diǎn)2023/12/57節(jié)點(diǎn)選擇井底（產(chǎn)層中部）－突出流入動(dòng)態(tài)井口－突出油管或地面管線壓力損失完井段－評(píng)價(jià)射孔參數(shù)對(duì)生產(chǎn)的影響分離器

—分析氣舉井和多口井分離器壓力的影響其它－油嘴、安全閥、多級(jí)管柱連接點(diǎn)2023/12/58系統(tǒng)的解與節(jié)點(diǎn)位置無關(guān)以井系統(tǒng)下游端點(diǎn)為節(jié)點(diǎn)以井系統(tǒng)上游端點(diǎn)為節(jié)點(diǎn)PPq0qPspPsp逆流向計(jì)算q0qPsp沿流向計(jì)算2023/12/59井底節(jié)點(diǎn)2023/12/510井底節(jié)點(diǎn)2023/12/511函數(shù)節(jié)點(diǎn)分析

油嘴、井下安全閥、完井段等作為函數(shù)節(jié)點(diǎn)的部件在局部會(huì)產(chǎn)生與流量相關(guān)的壓降ΔP(Q)，這類函數(shù)節(jié)點(diǎn)的系統(tǒng)分析曲線為ΔP~Q。以油井射孔完井段為例分析射孔密度對(duì)系統(tǒng)產(chǎn)能的影響。射孔完井段消耗從地層到井底的大部分壓降，主要是由流體流過孔眼致密壓實(shí)帶的紊流造成的。2023/12/512射孔完井流動(dòng)狀態(tài)2023/12/513

油井：函數(shù)節(jié)點(diǎn)P節(jié)點(diǎn)流入（順流向計(jì)算的上游壓力）pspP節(jié)點(diǎn)流出（逆流向計(jì)算的下游壓力）2023/12/514函數(shù)節(jié)點(diǎn)分析步驟1.作節(jié)點(diǎn)流入曲線(即完井段上游地層無污染(S=0)理想情況的IPR曲線pwfs，rw=rd)2.作節(jié)點(diǎn)流出曲線(完井段下游，從pspptfpwf)pwf=psp+Δp管線+Δp油管PIPRTPRPwfPwfsq理想完善井（S=0）協(xié)調(diào)點(diǎn)Q2023/12/5153.作系統(tǒng)需要的壓差曲線，即節(jié)點(diǎn)流入與流出的壓差

ΔP系統(tǒng)需要=Pwfs-Pwf4.作函數(shù)節(jié)點(diǎn)ΔPnode曲線(給定射孔條件的完井段ΔP曲線)，如N=6、10、15孔/米。QΔP系統(tǒng)ΔP=06ΔPΔp1015需要壓差—產(chǎn)量q6q10q15Δp完井段2023/12/516

氣舉原理：注氣降低舉升流壓梯度氣舉設(shè)計(jì)目的：少注氣多提液氣舉井節(jié)點(diǎn)分析2023/12/517氣舉井壓力狀態(tài)改變注氣量，注氣壓力，注氣深度和管徑控制氣舉液量2023/12/518氣舉井模型

氣舉系統(tǒng)組成氣舉系統(tǒng)模型

PvtPwfPsepPrTPRPvcqgingSIPRDPR校正流入動(dòng)態(tài)氣舉閥進(jìn)氣動(dòng)態(tài)舉升動(dòng)態(tài)SIPR：P1=f1(qL)DPR：P2=f2(qg)TPR：P3=f3(qL,qg)平衡條件P1=P2=P32023/12/519氣舉閥特性(DPR)Pvt嘴徑3嘴徑2嘴徑1qgingPvc一定，不同閥嘴qgingqgingPvtPvc3Pvc2Pvc1閥嘴一定，不同環(huán)空壓力PvcPvt相同注氣點(diǎn)不同閥嘴、PvcPvtPvcd2023/12/520校正流入動(dòng)態(tài)2023/12/521

求解基本步驟：1.給定注氣點(diǎn)(工作閥)深度，并作為節(jié)點(diǎn)

2.作節(jié)點(diǎn)流入曲線(SIPR，從地層沿井筒向上計(jì)算到節(jié)點(diǎn)) P1=f1(ql)=－ΔP地層－ΔP注氣點(diǎn)以下油管3.改變注氣量qgi(I=1,2,3……)，作相應(yīng)節(jié)點(diǎn)流出曲線(TPR，從分離器逆流動(dòng)方向計(jì)算節(jié)點(diǎn)壓力)P3=f1(ql,qg)=Psp+ΔP地面管線+ΔP地面油嘴+ΔP注氣點(diǎn)以上油嘴4.求SIPR與多條TPR曲線的交點(diǎn)，得到LPR和GPR動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)LPR：注氣量與產(chǎn)液量關(guān)系GPR：注氣量與注氣壓力關(guān)系5.作氣舉閥進(jìn)氣動(dòng)態(tài)曲線DPRP3=Pvc–Δp氣舉閥6.求DPR與GPR曲線的交點(diǎn)，得到注氣平衡點(diǎn)(注氣量qging、注氣壓力pvt)7.根據(jù)解qging由LPR關(guān)系求得相應(yīng)產(chǎn)液量ql2023/12/522氣舉井節(jié)點(diǎn)分析圖解2023/12/5232023/12/524穩(wěn)定平衡點(diǎn)優(yōu)化過程TPRSIPRLPRGPR優(yōu)化注氣平衡穩(wěn)定性工作點(diǎn)優(yōu)化計(jì)算DPR2023/12/525氣舉特性曲線LPRQLQging合理注氣范圍最大產(chǎn)量最佳效率2023/12/526電潛泵井節(jié)點(diǎn)分析方法LpPwfPoutPinPoutPinPwh

P泵PwfPrPwh氣2023/12/527電泵特性曲線功率泵效揚(yáng)程2023/12/528泵的有效壓頭(揚(yáng)程，m)H~Q泵軸輸出功率(kw)Pz~Q泵效

η=

~Q式中P-泵輸出功率=，kwQ–泵排量，m3/dρ-液體密度，t/m3廠家測定方法：在一定轉(zhuǎn)速下調(diào)節(jié)泵出口閘門開啟度，在每一開啟度下測定Q、H、Pz和η。泵液為水，rL=1。2023/12/529說明泵存在一個(gè)較高泵效的范圍氣體會(huì)明顯降低η，對(duì)于泵送油、氣、水混合物，其體積排量隨壓力變化

Q=qscVF(m3/d)qsc---標(biāo)況下的產(chǎn)液量，(m3/d)VF----混合物的體積系數(shù)

(m3/m3)F=fw+(1-fw)B0+[Rρ-(1-fw)Rs]BgB0、Bg----油、氣體積系數(shù)

fw----含水率

Rρ---生產(chǎn)油氣比(m3/m3)Rs----原油溶解油氣比(m3/m3)。2023/12/530選擇泵型1.作IPR曲線2.根據(jù)井的套管尺寸選擇幾種泵，將其泵效范圍的上、下限排量標(biāo)注在IPR曲線上3.對(duì)于每種泵型的上、下限排量，用兩相流關(guān)系式計(jì)算所需要的排出壓力Pout和相應(yīng)混合物體積排量

Q=qscVF4.選擇滿足混合物體積排量大于泵效下限排量條件的泵型qPwf2023/12/531

電泵節(jié)點(diǎn)分析步驟

1.以下泵深度LP為節(jié)點(diǎn)

2.作泵吸入口動(dòng)態(tài)曲線

Pin=Pr－ΔP地層－ΔP完井段－ΔP泵下方套管

3.作泵排出動(dòng)態(tài)曲線

Pout=Psep+ΔP地面管線+ΔP泵下方套管

4.改變標(biāo)況產(chǎn)液量qsc，根據(jù)相應(yīng)泵入口、出口壓力計(jì)算泵的總級(jí)數(shù)及總功率：

5.作St~qsc曲線和Sp~qsc曲線；

6.標(biāo)出泵效范圍，確定合適的泵級(jí)數(shù)及其總功率。2023/12/532P節(jié)點(diǎn)qscq0q1q2P1P2泵出口壓力Pout泵入口壓力Pin

范圍級(jí)數(shù)St功率Sp級(jí)數(shù)和功率qsc泵流入和流出曲線流入/出曲線圖解2023/12/533人工舉升方式選擇基本原則能夠充分發(fā)揮油井的產(chǎn)能，滿足開發(fā)方案規(guī)定的配產(chǎn)任務(wù)所選擇的舉升設(shè)備具有較高的工作效率所選擇的采油方式可靠，對(duì)油井的生產(chǎn)狀況具有交強(qiáng)的適應(yīng)性立足于減少井下作業(yè)工作量，油井維修與管理方便適合油田野外工作環(huán)境和動(dòng)力供應(yīng)條件投資少，效益高2023/12/534基本步驟1.按單井產(chǎn)量高低將油井分類，選出代表井2.初選幾種機(jī)采方式作為備選方案，準(zhǔn)備所需的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)3.用計(jì)算機(jī)模擬各種備選采油方式在各代表井的生產(chǎn)可能性，即求得各種采油方式在預(yù)測開發(fā)期間內(nèi)各生產(chǎn)階段的最大產(chǎn)油（液）量。如果最大產(chǎn)量大于開發(fā)配產(chǎn)，則該采油方式是可行的，否則不可行

4.對(duì)各種可行的采油方式進(jìn)行經(jīng)濟(jì)分析對(duì)比，求出各種采油方式的相對(duì)經(jīng)濟(jì)效果5.與其他影響采油方式適應(yīng)性的非量化因素一起進(jìn)行

綜合綜合分析2023/12/5