第二部分之自喷井节点分析
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第二章 自喷井
第二章自喷井第一节自喷井井身结构依靠油藏本身的能量，使原油喷到地面的油井，叫做自喷井。
有别于机采井是借助外界能量将原油采到地面，自喷井是利用高于井中的压力的油层内部压力进行原油开采。
自喷井的井口装置包括套管头、油管头、采油树三个部分，即有悬挂密封部分、调节控制部分和附件组成，其基本连接方式有螺纹式、法兰式和卡箍式三种。
如图1、图2、图3所示。
目前，英东油田主要应用的是卡箍式连接井口装置。
1．悬挂密封部分主要有由套管头和油管头两部分组成。
(1)套管头套管头的作用是连接下井的各层套管、密封各层套管的环行空间。
表层套管与其法兰之间，有的是丝扣联接，有的是焊接(即将表层套管和顶法兰用电焊焊在一起)。
油层套管和法兰大小头，一般用丝扣连接后座在表层套管顶法兰上，用螺栓把紧，用钢圈密封。
法兰大小头的上法兰与套管四通或三通连接。
(2)油管头油管头作用是悬挂下人井中的油管，密封油、套管环行空间。
在油田开发中，各项采油工艺不断改革，为了和不压井起下作业相配套，近年来对油管头也进行了相应的改进，经改进定型的油管头结构是顶丝法兰油管挂，它是通过油管短节以丝扣与油管悬挂器(萝卜头)连接在一起，并坐在顶丝法兰盘上。
顶丝法兰盘置于套管四通上法兰和原油管挂下法兰之间，顶丝法兰的上、下均用钢圈，用多条螺栓固紧并达到密封。
(3)合成一体的井口悬挂密封装置近年来已将单层套管头和油管头合成一个整体。
油管通过油管短节以丝扣和油管悬挂器连接后，坐在套管法兰内，压紧密封圈，密封油、套环行空间，并用四条螺丝紧平和加压。
2．控制调节部分油井的控制调节部分叫做采油树，其作用是控制和调节井中的流体，实现下井工具仪器的起下等。
采油树由大小闸门、三通和四通等部件组成。
采油树按其控制程度又分为两部分。
套管闸门以内和总闸门以下为无控制部分，如果这部分出了问题，需更换时，必须先压井后方可更换；所以日常管理中不要随意开关总闸门和两个套管闸门。
其余部分为有控部分。
油井生产系统的节点分析方法
油井生产系统的节点分析方法一、节点分析方法1.基本概念节点系统分析(Nodal Systems Analysis)简称为NODAL分析。
该方法广泛地应用于油井生产系统设计和生产动态预测，它是运用系统工程理论优化分析油井生产系统的一种综合分析方法。
通过节点把从油藏到地面分离器所构成的整个油井生产系统按计算压力损失的公式或相关式分成段，用不同的计算公式对相应的流动段进行计算。
节点系统分析的对象是整个油井生产系统，采用节点分析的目的是有效地分析评价油井生产系统，预测油井生产动态和进行油井生产系统设计。
在运用油井节点分析方法时，通常采用集中分析系统中的某一节点，使所要分析的问题获得解决的节点称为求解节点(Solution node)。
由于局部产生压降或增压使节点两端压力不相等的这种具有特殊功能的节点称为功能节点。
如设置在井下安全阀、井下油嘴、泵处的节点。
运用油井节点分析方法，结合油藏工程及采油工艺生产方面的实际工作经验以及油田开发政策对油田生产提出的指标要求，可以分别对新老油田的油井生产进行系统优化分析。
在新油田的开发设计中，应用油井节点分析方法可以优化采油工艺设计，选定最佳的采油工艺方案。
在对老油田的油井进行系统优化分析研究中，可以尽快找出油井的限产因素，为油井的增产措施和改造提供依据。
油井节点分析方法具有以下几个方面用途：①确定目前生产条件下油井的动态特性；②优选油井在一定生产状态下的最佳控制产量；③对油井进行系统优化分析，能迅速找出油井的限产因素，提出有针对性的油井改造及调整措施；④确定油井停喷时的生产状态，从而分析确定油井的停喷原因；⑤确定油井转人工举升方式生产的最佳时机，同时有助于机械采油方式的优选；⑥可以使管理人员很快地找出提高油井产量的途径。
节点分析方法在油田生产中的应用越来越广泛，其发挥的作用也越来越大。
在应用节点分析方法解决实际问题时，为了得到符合实际的分析结果，从节点的划分，计算公式的选择，到计算结果的分析，都应根据油田的实际情况进行认真的研究，从而使节点分析方法的应用不断得到发展。
第二部分自喷井
自喷井流动过程及能量分析
油井流入动态和井筒多相流动规律是油井各种举 升方式设计和生产动态分析所需要的共同理论基础。
自喷井的四种流动过程 油井流入动态 井筒内气液两相流动
主 要 内 容
1
一、自喷井流动过程
油层到井底的流动—地层渗流
油井生产的 三个基本流 动过程 井底到井口的流动—井筒多相管流
井口到分离器—地面水平或倾斜管流
14
完善井:
非完善井:
2koh( P e P wf ) qo re Bo o ln rw
q o
2 h (P e P wf ) 1 r 1 r e s ln ln B o o k r k r o s s w
w r
o r q B o o o k s 则： P P P 1 ln sk wf wf 2 k h k o s
a
圆形封闭油藏，拟稳态条件下的油井产量公式为：
qo
2 koh(P r P wf ) r 3 e oB s oln 4 r w
a
4
对于非圆形封闭
泄油面积的油井产 量公式，可根据泄 油面积和油井位置 进行校正。
re X rw
泄油面积形状与油井的位置系数
5
采油(液)指数： 单位生产压差下油井产油(液)量，反映油层性质、厚 度、流体物性、完井条件及泄油面积等与产量之间关系的 综合指标。
6
单相液体流入动态小结
单相流动时的IPR曲线为直线； 斜率的负倒数便是采油指数； 纵坐标（压力坐标）上的截距即为油层压力； 反求地层参数；
7
单相液体流入动态－非达西渗流
k r 令： s o 1 ln s k s rw
油井流入动态和井筒多相流动规律是油井各种举 升方式设计和生产动态分析所需要的共同理论基础。
自喷井的四种流动过程 油井流入动态 井筒内气液两相流动
主 要 内 容
1
一、自喷井流动过程
油层到井底的流动—地层渗流
油井生产的 三个基本流 动过程 井底到井口的流动—井筒多相管流
井口到分离器—地面水平或倾斜管流
14
完善井:
非完善井:
2koh( P e P wf ) qo re Bo o ln rw
q o
2 h (P e P wf ) 1 r 1 r e s ln ln B o o k r k r o s s w
w r
o r q B o o o k s 则： P P P 1 ln sk wf wf 2 k h k o s
a
圆形封闭油藏，拟稳态条件下的油井产量公式为：
qo
2 koh(P r P wf ) r 3 e oB s oln 4 r w
a
4
对于非圆形封闭
泄油面积的油井产 量公式，可根据泄 油面积和油井位置 进行校正。
re X rw
泄油面积形状与油井的位置系数
5
采油(液)指数： 单位生产压差下油井产油(液)量，反映油层性质、厚 度、流体物性、完井条件及泄油面积等与产量之间关系的 综合指标。
6
单相液体流入动态小结
单相流动时的IPR曲线为直线； 斜率的负倒数便是采油指数； 纵坐标（压力坐标）上的截距即为油层压力； 反求地层参数；
7
单相液体流入动态－非达西渗流
k r 令： s o 1 ln s k s rw
自喷井生产管理与分析
自喷井生产管理与分析
自喷井生产 的四个基本
流动过程
地层渗流 井筒多相管流 地面水平或倾斜管流 嘴流 —生产流体通过油嘴(节流器)的流动
（一）自喷井节点分析
20世纪80年代以来，为进行油井生产系 统设计及生产动态预测，广泛使用了节 点系统分析的方法
节点系统分析法：
应用系统工程原理，把整个油井生产系统分 成若干子系统，研究各子系统间的相互关系 及其对整个系统工作的影响，为系统优化运 行及参数调控提供依据。
两段不同流动过程的衔接点，不产生与流量 有关的压降。
解节点（solution node）：
系统中间的某个节点，将系统分为流入和流 出两部分。
节点划分依据：流体的流动规 律
自喷井生产系统节点位置
①—分离器 ②—地面油嘴 ③—井口 ④—安全阀（海上油井） ⑤—节流器（海上油井） ⑥—井底流压Pwf ⑦—井底油层面上的压力Pwfs ⑧—平均地层压力Pr ⑨—集气管网 ⑩—油罐
¹Ñ ¦Á
①以系统两端为起点分别计算不同流量下节点上、下
游的压力，并求得节点压差，绘制压差－流量曲线。
②根据描述节点设备(油嘴、安全阀等)的流量—压差 相关式，求得设备工作曲线。
25 ③两条压差－流量曲线的交点为问题的解，即节点设
20
备产生的压差及相应的油井产量。 协调点
节点流出曲线
15
10
节点流入曲线
不同直径的油管和出油管线的井口解
已知３地)层以压力分Pr 离器为求解点 Psep
以油藏为起点，分离器为终点，只有 流入部分。
1 绘制分离器压力与产量关系曲线
IPR曲线 多相垂直管流 地面管流
Pr
Pwf
Pt
Psep
2 研究分离器压力油井生产的影响
自喷井生产 的四个基本
流动过程
地层渗流 井筒多相管流 地面水平或倾斜管流 嘴流 —生产流体通过油嘴(节流器)的流动
（一）自喷井节点分析
20世纪80年代以来，为进行油井生产系 统设计及生产动态预测，广泛使用了节 点系统分析的方法
节点系统分析法：
应用系统工程原理，把整个油井生产系统分 成若干子系统，研究各子系统间的相互关系 及其对整个系统工作的影响，为系统优化运 行及参数调控提供依据。
两段不同流动过程的衔接点，不产生与流量 有关的压降。
解节点（solution node）：
系统中间的某个节点，将系统分为流入和流 出两部分。
节点划分依据：流体的流动规 律
自喷井生产系统节点位置
①—分离器 ②—地面油嘴 ③—井口 ④—安全阀（海上油井） ⑤—节流器（海上油井） ⑥—井底流压Pwf ⑦—井底油层面上的压力Pwfs ⑧—平均地层压力Pr ⑨—集气管网 ⑩—油罐
¹Ñ ¦Á
①以系统两端为起点分别计算不同流量下节点上、下
游的压力，并求得节点压差，绘制压差－流量曲线。
②根据描述节点设备(油嘴、安全阀等)的流量—压差 相关式，求得设备工作曲线。
25 ③两条压差－流量曲线的交点为问题的解，即节点设
20
备产生的压差及相应的油井产量。 协调点
节点流出曲线
15
10
节点流入曲线
不同直径的油管和出油管线的井口解
已知３地)层以压力分Pr 离器为求解点 Psep
以油藏为起点，分离器为终点，只有 流入部分。
1 绘制分离器压力与产量关系曲线
IPR曲线 多相垂直管流 地面管流
Pr
Pwf
Pt
Psep
2 研究分离器压力油井生产的影响
002—自喷节点分析
得到井口油压 井 Pt(i) ()
绘制井口油压Pt(i)与产量Q(i)的关系曲线
油管工 作曲线
管鞋
井底到井口的压力损失
油管工作曲线
各种油管工作曲线的表示形式不同，但实质均是表示 油管两段压力差与产量的关系
第一节 自喷井生产系统分析
Psep 设定一组产量Q，计算分离器到井口 地面管线压降，计算井口油压Pt
由井口Pt向下计算油管多相管流压力
B
设定一组Q，根据IPR计算Pwf 向上多相管流计算压力分布，得
分布，得到井底压力Pwf
到井口油压Pt
绘制Q~Pwf曲线(油管流入曲线)
绘制Q~Pt曲线(油管流出曲线)
第一节 自喷井生产系统分析
无喷嘴自喷井-油藏 油藏为求解节点 为求解节点
给定分离器压力Psep 设定一组产量Q，向下计算得到 再根据产液指数计算要求的生产 绘制Q~Pr
第一节 自喷井生产系统分析
对应的井底流压Pwf
曲线
压差和油藏平均压力Pr 曲线
根据要求的分离器 压力，在曲线上得 到对应的协调产量
井口
第一节 自喷井生产系统分析
嘴流规律与油嘴工作曲线
油嘴工作曲线： 油嘴入口端压力与产量关系曲线
第9章 自喷与气举采油
一般认为产量越大，流速越高，摩擦损失越大，
总压差越大，油管工作曲线应该是一条单调曲线 压力损失与产量往往不 定出现单调关系 取决 压力损失与产量往往不一定出现单调关系，取决 于滑脱与摩擦损失的相对大小
实际上，由于气体存在等复杂因素的影响，油管
管鞋
嘴流规律与油嘴工作曲线
实践表明：Q随Pt/Ph增加而增加，到某 一临界值后保持为常数
第九章 自喷采油及节点系统分析2
3. 必备的数学模型 必须具备能够准确描述各部分流量与压力 损失的数学模型，以及流体物性参数的计算 公式或相关式。例（1）自喷井生产系统中的 油井流入动态方程、（2）井筒及地面管线压 力梯度计算公式、（3）油嘴流动相关式， （4）流体在不同压力温度下的物性参数等。
4. 解题步骤 解题步骤 对自喷井生产系统进行节点分析， 对自喷井生产系统进行节点分析，一般步 骤如下： 建立生产井模型。 骤如下：1) 建立生产井模型。按油气井生产 的逻辑关系，合理设置节点， 的逻辑关系 ，合理设置节点， 建立生产井模 型。 选择解节点。 2) 选择解节点。通常应选尽可能靠近分析对 象的节点作为解节点。 象的节点作为解节点。 计算解节点上、下游的供、排液特性。 3) 计算解节点上、下游的供、排液特性。流 入部分====从油层开始到解节点为； ====从油层开始到解节点为 入部分 ==== 从油层开始到解节点为 ； 流出部 ===从解节点到分离器 从解节点到分离器。 分===从解节点到分离器。根据有关数学模型 分别计算给定条件下解节点上、 分别计算给定条件下解节点上 、 下游的压力 与流量的关系。 与流量的关系。
3）改善现有生产井的某些条件，预测产量变 ）改善现有生产井的某些条件， 如更换油嘴，油管以后的产量变化。 化，如更换油嘴，油管以后的产量变化。 4）预测未来油井的生产动态，根据地层压力 ）预测未来油井的生产动态， 变化，预测未来的开采动态及停喷时间。 变化，预测未来的开采动态及停喷时间。 5）对各种生产方案进行经济分析，寻求最佳 ）对各种生产方案进行经济分析， 经济方案和最大经济效益，系统优化设计。 经济方案和最大经济效益，系统优化设计。
第二节 节点系统分析
节点系统分析(Nodal Systems Analysis)简称节点分 析。
第二章第节自喷井生产系统分析
相应的井底流压。
图2-4 管鞋压力与第产二量章第关节自系喷曲井生线产系统分析
2)井口为求解点
设定一组产量，通过 IPR曲线A可计算出一 组井底流压，然后通 过井筒多相流计算可 得一组井口油压曲线。
Pa-Pb是在油管 中消耗的压力
曲线B的形状：油管的上下压 差(Pa-Pb)并不总是随着产量的 增加而加大。产量低时，管内 流速低，滑脱损失大；产量高 时，摩擦损失大，这两种因素 均可造成管内压力损耗大。
节点（井底）流入曲线： 油藏中流动的IPR曲线；
节点（井底）流出 曲线：以分离器压 力为起点通过水平 或倾斜管流计算得 井口油压，再通过 井筒多相流计算得 油管入口压力与流 量的关系曲线。
交点：在所给条件下 可获得的油井产量及 相应的井底流压。
图2-7 求解点在井底的解
第二章第节自喷井生产系统分析
以油藏压力为求解点 的目的：
①研究在给定条件下油藏 平均压力对油井生产的影 响
②预测不同油藏平均压力 下的油井产量。
图2-18 变化的影响
第二章第节自喷井生产系统分析
(三)从油藏到分离器有油嘴系统的节点分析方法 1.嘴流规律
油嘴的孔眼直径很小，一般 只有几毫米，油气在嘴前压 力pt和嘴后压力ph作用下通 过油嘴。
②根据描述节点设备(油嘴、安全阀等)的流量—压差相关式， 求得设备工作曲线。
③两条压差－流量曲线的交点为问题的解，即节点设备产生
的压差及相应的油井产量。
第二章第节自喷井生产系统分析
有油嘴系统以油嘴为求解点的节点分析方法的步骤：
①根据设定产量Q，在油井 IPR曲线上找出相应的pwf；
②由Q及pwf按垂直管流得出满 足油嘴临界流动的Q—pt油管 曲线B；
2.有油嘴系统的节点分析方法
图2-4 管鞋压力与第产二量章第关节自系喷曲井生线产系统分析
2)井口为求解点
设定一组产量，通过 IPR曲线A可计算出一 组井底流压，然后通 过井筒多相流计算可 得一组井口油压曲线。
Pa-Pb是在油管 中消耗的压力
曲线B的形状：油管的上下压 差(Pa-Pb)并不总是随着产量的 增加而加大。产量低时，管内 流速低，滑脱损失大；产量高 时，摩擦损失大，这两种因素 均可造成管内压力损耗大。
节点（井底）流入曲线： 油藏中流动的IPR曲线；
节点（井底）流出 曲线：以分离器压 力为起点通过水平 或倾斜管流计算得 井口油压，再通过 井筒多相流计算得 油管入口压力与流 量的关系曲线。
交点：在所给条件下 可获得的油井产量及 相应的井底流压。
图2-7 求解点在井底的解
第二章第节自喷井生产系统分析
以油藏压力为求解点 的目的：
①研究在给定条件下油藏 平均压力对油井生产的影 响
②预测不同油藏平均压力 下的油井产量。
图2-18 变化的影响
第二章第节自喷井生产系统分析
(三)从油藏到分离器有油嘴系统的节点分析方法 1.嘴流规律
油嘴的孔眼直径很小，一般 只有几毫米，油气在嘴前压 力pt和嘴后压力ph作用下通 过油嘴。
②根据描述节点设备(油嘴、安全阀等)的流量—压差相关式， 求得设备工作曲线。
③两条压差－流量曲线的交点为问题的解，即节点设备产生
的压差及相应的油井产量。
第二章第节自喷井生产系统分析
有油嘴系统以油嘴为求解点的节点分析方法的步骤：
①根据设定产量Q，在油井 IPR曲线上找出相应的pwf；
②由Q及pwf按垂直管流得出满 足油嘴临界流动的Q—pt油管 曲线B；
2.有油嘴系统的节点分析方法
IPR曲线节点(井底)
交点：在所给条件下 可获得的油井产量及 相应的井底流压。
选取井底为求解点的目的
①预测油藏压力降低 后的未来油井产量
②研究油井由于污染或采取 增产措施对完善性的影响
图2-8 预测未来产量
图2-9 油井流动效率改变的影响
2)井口为求解点 整个生产系统以井口为界分为油
管和油藏部分以及地面管线和分离 器部分
Pa-Pb是在油管 中消耗的压力
曲线B的形状：油管的上下压 差(Pa-Pb)并不总是随着产量的 增加而加大。产量低时，管内 流速低，滑脱损失大；产量高 时，摩擦损失大，这两种因素 均可造成管内压力损耗大。
IPR曲线 节点（井口）流入曲线： 油压与产量的关系曲线
使用：计算出任意 产量下的井口油压 的大小，并用于预 测油井能否自喷。
第一节 自喷井生产系统分析
教学目的：
了解自喷井的生产系统，掌握节点分析的方法，能用节 点分析对自喷井生产系统进行分析。
教学重点、难点： 教学重点
1、自喷井的节点分析 2、自喷井节点分析方法的应用
教学难点
1、自喷井节点分析的步骤 2、带油嘴的自喷井节点分析
教法说明：
课堂讲授并辅助以多媒体课件展示相关的图形。
Q1
图2-5 油压与产量的关系曲线
(二)从油藏到分离器无油嘴系统的节点分析方法
给定的已知条件：油藏深度；油藏压力；单相流时的采油指数 油管直径；分离器压力；出油管线直径及长度；气油比；含水； 饱和压力以及油气水密度。
1)井底为求解点
整个生产系统将从井底分成两部
分：
(1) 油藏中的流动；(2) 从油管
油井连续稳定自喷条件：
四个流动系统相互衔接又相 互协调起来。
协 质量守恒 各子系统质量流量相等
选取井底为求解点的目的
①预测油藏压力降低 后的未来油井产量
②研究油井由于污染或采取 增产措施对完善性的影响
图2-8 预测未来产量
图2-9 油井流动效率改变的影响
2)井口为求解点 整个生产系统以井口为界分为油
管和油藏部分以及地面管线和分离 器部分
Pa-Pb是在油管 中消耗的压力
曲线B的形状：油管的上下压 差(Pa-Pb)并不总是随着产量的 增加而加大。产量低时，管内 流速低，滑脱损失大；产量高 时，摩擦损失大，这两种因素 均可造成管内压力损耗大。
IPR曲线 节点（井口）流入曲线： 油压与产量的关系曲线
使用：计算出任意 产量下的井口油压 的大小，并用于预 测油井能否自喷。
第一节 自喷井生产系统分析
教学目的：
了解自喷井的生产系统，掌握节点分析的方法，能用节 点分析对自喷井生产系统进行分析。
教学重点、难点： 教学重点
1、自喷井的节点分析 2、自喷井节点分析方法的应用
教学难点
1、自喷井节点分析的步骤 2、带油嘴的自喷井节点分析
教法说明：
课堂讲授并辅助以多媒体课件展示相关的图形。
Q1
图2-5 油压与产量的关系曲线
(二)从油藏到分离器无油嘴系统的节点分析方法
给定的已知条件：油藏深度；油藏压力；单相流时的采油指数 油管直径；分离器压力；出油管线直径及长度；气油比；含水； 饱和压力以及油气水密度。
1)井底为求解点
整个生产系统将从井底分成两部
分：
(1) 油藏中的流动；(2) 从油管
油井连续稳定自喷条件：
四个流动系统相互衔接又相 互协调起来。
协 质量守恒 各子系统质量流量相等
自喷与气举采油采油课程讲解
油井生产的 三个基本流 动过程 井底到井口的流动—井筒多相管流 井口到分离器—地面水平或倾斜管流 地层渗流 自喷井生产 的四个基本 流动过程
井筒多相管流
地面水平或倾斜管流
嘴流
油井稳定生产时，整个流动系 统必须满足混合物的质量和能 量守恒原理。
协 调 条 件
质量守恒 能量守恒
各子系统质量流量相等 各子系统压力相衔接，前 系统的残余压力可作为后 序系统的动力
1）计算法
① 第一个阀的下入深度 当井筒中液面在井口附近，在压气过程中即溢出井口：
pmax 106 LI 20 g
当井中液面较深，中途未溢出井口：
pmax 106 d 2 LI hs 2 20 g D
这就是我的本次课题内容！
谢谢观赏！
苏航制作
2)井口为求解点 整个生产系统以井口为界分为油 管和油藏部分以及地面管线和分离 器部分
图2-10 地面管线和分离器部分
图2-11 油管和油藏部分
(三)从油藏到分离器有油嘴系统的节点分析方法
1.嘴流规律
油嘴的孔眼直径很小，一般 只有几毫米，油气在嘴前压 力pt和嘴后压力ph作用下通 过油嘴。 临界流动 ：流体的流速 达到压力波在流体介质中 的传播速度时的流动状态。
自喷与气举采油
自喷与气举采油
主要内容 一、自喷井生产系统分析 二、气举采油原理及油井举升系 统设计方法
采 油 方 法 分 类
自喷采油
利用油层自身能 量将原油举升到 地面的采油方式。
人工举升采油
人工给井筒流体 增加能量将井底 原油举升至地面 的采油方式。
一、自喷井生产系统组成
油层到井底的流动—地层渗流
间注入高压气体时，环空液面将被 挤压下降。
井筒多相管流
地面水平或倾斜管流
嘴流
油井稳定生产时，整个流动系 统必须满足混合物的质量和能 量守恒原理。
协 调 条 件
质量守恒 能量守恒
各子系统质量流量相等 各子系统压力相衔接，前 系统的残余压力可作为后 序系统的动力
1）计算法
① 第一个阀的下入深度 当井筒中液面在井口附近，在压气过程中即溢出井口：
pmax 106 LI 20 g
当井中液面较深，中途未溢出井口：
pmax 106 d 2 LI hs 2 20 g D
这就是我的本次课题内容！
谢谢观赏！
苏航制作
2)井口为求解点 整个生产系统以井口为界分为油 管和油藏部分以及地面管线和分离 器部分
图2-10 地面管线和分离器部分
图2-11 油管和油藏部分
(三)从油藏到分离器有油嘴系统的节点分析方法
1.嘴流规律
油嘴的孔眼直径很小，一般 只有几毫米，油气在嘴前压 力pt和嘴后压力ph作用下通 过油嘴。 临界流动 ：流体的流速 达到压力波在流体介质中 的传播速度时的流动状态。
自喷与气举采油
自喷与气举采油
主要内容 一、自喷井生产系统分析 二、气举采油原理及油井举升系 统设计方法
采 油 方 法 分 类
自喷采油
利用油层自身能 量将原油举升到 地面的采油方式。
人工举升采油
人工给井筒流体 增加能量将井底 原油举升至地面 的采油方式。
一、自喷井生产系统组成
油层到井底的流动—地层渗流
间注入高压气体时，环空液面将被 挤压下降。
采油工程课件——自喷和气举采油2.3自喷井的生产管理与分析
节点（井底）流出曲线: （井口油压）
交点：油井产 量及相应的井 口油压。
油压与产量的关系曲线 17
无油嘴系统的节点分析方法
给定的已知条件：分离器压力；出油管线直径及长度；油藏深度；油 管直径；气油比；含水；油、气密度；油藏压力；饱和压力(低于油层 压力)及单相流时的采油指数PI。
井底为求解点
生产系统将从井底(节点6)分成两部 分： 油藏中的流动； 从油管入口到分离器的管流系统。
管鞋压力与产量关系曲线
16
油藏油管两个子系统的节点分析
井口为求解点
设定一组产量， 通过IPR曲线A可计算 出一组井底流压，然 后通过井筒多相流计 算可得一组井口油压 曲线B。
Pa-Pb是在油管 中消耗的压力
使用：计算出任意 产量下的井口油压 的大小，并用于预 测油井能否自喷。
IPR曲线 节点（井口）流入曲线： 油压与产量的关系曲线
井筒内气液两相流基本概念
井筒多相流理论：
研究各种举升方式油井生产规律理论基础
研究特点：流动复杂性、无严格数学解 研究途径：基本流动方程
实验资料相关因次分析 近似关系
1
井筒气液两相流动的特性
气液两相流动与单相液流的比较
比较项目 能量来源
能量损失 流动型态 能量关系
单相液流 井底流压
重力损失 摩擦损失 基本不变
⑤雾流
气体的体积流量增加到足够大时，油管中内 流动的气流芯子将变得很粗，沿管壁流动的油环 变得很薄，绝大部分油以小油滴分散在气流中。
特点：气体是连续相，液体是分散相；
气体以很高的速度携带液滴喷出井口； 气、液之间的相对运动速度很小； 气相是整个流动的控制因素。
6
流态小结：
雾流
交点：油井产 量及相应的井 口油压。
油压与产量的关系曲线 17
无油嘴系统的节点分析方法
给定的已知条件：分离器压力；出油管线直径及长度；油藏深度；油 管直径；气油比；含水；油、气密度；油藏压力；饱和压力(低于油层 压力)及单相流时的采油指数PI。
井底为求解点
生产系统将从井底(节点6)分成两部 分： 油藏中的流动； 从油管入口到分离器的管流系统。
管鞋压力与产量关系曲线
16
油藏油管两个子系统的节点分析
井口为求解点
设定一组产量， 通过IPR曲线A可计算 出一组井底流压，然 后通过井筒多相流计 算可得一组井口油压 曲线B。
Pa-Pb是在油管 中消耗的压力
使用：计算出任意 产量下的井口油压 的大小，并用于预 测油井能否自喷。
IPR曲线 节点（井口）流入曲线： 油压与产量的关系曲线
井筒内气液两相流基本概念
井筒多相流理论：
研究各种举升方式油井生产规律理论基础
研究特点：流动复杂性、无严格数学解 研究途径：基本流动方程
实验资料相关因次分析 近似关系
1
井筒气液两相流动的特性
气液两相流动与单相液流的比较
比较项目 能量来源
能量损失 流动型态 能量关系
单相液流 井底流压
重力损失 摩擦损失 基本不变
⑤雾流
气体的体积流量增加到足够大时，油管中内 流动的气流芯子将变得很粗，沿管壁流动的油环 变得很薄，绝大部分油以小油滴分散在气流中。
特点：气体是连续相，液体是分散相；
气体以很高的速度携带液滴喷出井口； 气、液之间的相对运动速度很小； 气相是整个流动的控制因素。
6
流态小结：
雾流
第二章 自喷与气举采油new
节点
节点流入
顺流向计算上游压力
pr
流 量 q1 流出压力 pout1 流入压力 pin1
q2 pout2 pin2
q3 pout3 pin3
q4 pout4 pin4
q5 pout5 pin5
q6 pout6 pin6
• 节点分析的基本步骤
(1) 建立油井模型并设置节点 确定生产系统的起点,终点和各流动过程(包
L—液面以下液体的平均密度
L
L—环空中的液柱高度
PG—环空气柱所造成的压力
忽略PG ， 则：Pwf =Pc+LLg Pwf < Pb时，L=0 Pwf=Pc Pwf > Pb时，气体在某一高度处分离出来。 套压和油压的关系：mgH+Pfr+Pt=Pc+LLg 当 Pwf < Pb时，L=0 则：Pc=mgH+Pfr+Pt
pnode psep p
节点流入
pnode pr p
• 节点分析的基本步骤(续)
(4) 进行动态拟合 将计算结果与实际试采数据对比拟合，调整
数学模型或参数使之符合生产井的实际情况。 (5) 程序应用 拟合后的计算程序既可以用于对整个生产系
统的分析，也可以围绕所需解决的问题进行敏感 性参数分析。通过分析，优化出生产参数，实现 油井系统的优化生产。
应用一：预测未来产量和停喷点
应用二：研究油层完善情况
2）以射孔段为函数节点
节点流入 节点流出
pin pr p油层
油层到岩面流压
pout psep p地面管线 p油管 分离器到油管吸入口
3）平均地层压力为求解点 节点流入
pr const
节点流出
pr psep p地面管线 p油管 p油层
节点流入
顺流向计算上游压力
pr
流 量 q1 流出压力 pout1 流入压力 pin1
q2 pout2 pin2
q3 pout3 pin3
q4 pout4 pin4
q5 pout5 pin5
q6 pout6 pin6
• 节点分析的基本步骤
(1) 建立油井模型并设置节点 确定生产系统的起点,终点和各流动过程(包
L—液面以下液体的平均密度
L
L—环空中的液柱高度
PG—环空气柱所造成的压力
忽略PG ， 则：Pwf =Pc+LLg Pwf < Pb时，L=0 Pwf=Pc Pwf > Pb时，气体在某一高度处分离出来。 套压和油压的关系：mgH+Pfr+Pt=Pc+LLg 当 Pwf < Pb时，L=0 则：Pc=mgH+Pfr+Pt
pnode psep p
节点流入
pnode pr p
• 节点分析的基本步骤(续)
(4) 进行动态拟合 将计算结果与实际试采数据对比拟合，调整
数学模型或参数使之符合生产井的实际情况。 (5) 程序应用 拟合后的计算程序既可以用于对整个生产系
统的分析，也可以围绕所需解决的问题进行敏感 性参数分析。通过分析，优化出生产参数，实现 油井系统的优化生产。
应用一：预测未来产量和停喷点
应用二：研究油层完善情况
2）以射孔段为函数节点
节点流入 节点流出
pin pr p油层
油层到岩面流压
pout psep p地面管线 p油管 分离器到油管吸入口
3）平均地层压力为求解点 节点流入
pr const
节点流出
pr psep p地面管线 p油管 p油层
第二章第节自喷井生产系统分析
图2-7 求解点在井底的解
节点（井底）流出 曲线：以分离器压 力为起点通过水平 或倾斜管流计算得 井口油压，再通过 井筒多相流计算得 油管入口压力与流 量的关系曲线。
交点：在所给条件下 可获得的Fra bibliotek井产量及 相应的井底流压。
选取井底为求解点的目的
①预测油藏压力降低 后的未来油井产量
②研究油井由于污染或采取 增产措施对完善性的影响
图2-8 预测未来产量
图2-9 油井流动效率改变的影响
2)井口为求解点 整个生产系统以井口为界分为油
管和油藏部分以及地面管线和分离 器部分
图2-11 油管和油藏部分
图2-10 地面管线和分离器部分
流入曲线：油藏压力为起点计算不同流量 下的井口压力，即油管及油藏的动态曲线。
流出曲线：以 分离器压力为 起点计算水平 管流动态曲线。 交点：产 量及井口 压力。
IPR曲线 节点（井口）流入曲线： 油压与产量的关系曲线
使用：计算出任意 产量下的井口油压 的大小，并用于预 测油井能否自喷。
Q1
图2-5 油压与产量的关系曲线
(二)从油藏到分离器无油嘴系统的节点分析方法
给定的已知条件：油藏深度；油藏压力；单相流时的采油指数 油管直径；分离器压力；出油管线直径及长度；气油比；含水； 饱和压力以及油气水密度。
临界流动：流体的流速 达到压力波在流体介质中 的传播速度时的流动状态。
图2-20 G f (P2 / P1) 关系
嘴前压力：p1 嘴后压力：p2
在临界流动条件下，流 量不受嘴后压力变化的 影响，临界压力pc。
k
pc
2
k 1
p1 k 1
空气流过喷管的临界压力比为：pc 0.528
节点（井底）流出 曲线：以分离器压 力为起点通过水平 或倾斜管流计算得 井口油压，再通过 井筒多相流计算得 油管入口压力与流 量的关系曲线。
交点：在所给条件下 可获得的Fra bibliotek井产量及 相应的井底流压。
选取井底为求解点的目的
①预测油藏压力降低 后的未来油井产量
②研究油井由于污染或采取 增产措施对完善性的影响
图2-8 预测未来产量
图2-9 油井流动效率改变的影响
2)井口为求解点 整个生产系统以井口为界分为油
管和油藏部分以及地面管线和分离 器部分
图2-11 油管和油藏部分
图2-10 地面管线和分离器部分
流入曲线：油藏压力为起点计算不同流量 下的井口压力，即油管及油藏的动态曲线。
流出曲线：以 分离器压力为 起点计算水平 管流动态曲线。 交点：产 量及井口 压力。
IPR曲线 节点（井口）流入曲线： 油压与产量的关系曲线
使用：计算出任意 产量下的井口油压 的大小，并用于预 测油井能否自喷。
Q1
图2-5 油压与产量的关系曲线
(二)从油藏到分离器无油嘴系统的节点分析方法
给定的已知条件：油藏深度；油藏压力；单相流时的采油指数 油管直径；分离器压力；出油管线直径及长度；气油比；含水； 饱和压力以及油气水密度。
临界流动：流体的流速 达到压力波在流体介质中 的传播速度时的流动状态。
图2-20 G f (P2 / P1) 关系
嘴前压力：p1 嘴后压力：p2
在临界流动条件下，流 量不受嘴后压力变化的 影响，临界压力pc。
k
pc
2
k 1
p1 k 1
空气流过喷管的临界压力比为：pc 0.528
延大采油工程原理与设计课件02自喷与气举采油
PwfC
IPR曲线
多相流计算方法
Pwf
一组 qo
Pt qo PtC
3 得出不同产量下的井口油压，用于预测油井能 否自喷。
IPR曲线
1 C
2
曲线2的形状：油管的上下压差（Pwf-Pt）并不总 是随着产量的增加而加大。 产量低时，管内流速低，滑脱损失大； 产量高时，摩擦损失大，这两种因素均可造成管 内压力损耗大。
流压。
节点（井底）流入曲线:
IPR曲线
交点：该系统在所给 1 条件下可获得的油
井产量及相应的井 底流压。
C 2
qC
qo
节点（井底）流出曲线:
由井口油压所计算的井
底流压与产量的关系曲
线。
第二节 自喷井节点系统分析
2)井口为求解点
❖ 已知井底流压，求解井口油压
1 绘制IPR曲线
Pwf
2 绘制井筒油管工作曲线
油井的合理生产压差 = 油井的合理工作制度
在目前的油层压力下，油井以多大的流压和产量进行工作
第一节 自喷井生产管理与分层开采
合理的工作制度：
➢ 保证较高的采油速度 ➢ 保证注采平衡 ➢ 保证注采指数稳定 ➢ 保证无水采油期长 ➢ 应能充分利用地层能量，又不破坏地层结构 ➢ 流饱压差合理
“合理”是相对的，工作制度应随着生产情况的变化和技术的发展而改 变，应以充分发挥油层潜力为前提。
第二节 自喷井节点系统分析
1)井底为求解点
1 绘制IPR曲线（流入曲线）
qo 渗流方程 Pwf
Pwf qo
Pwf
Pr
1
2
2 绘制地面管线－油管流动工作曲线（流
Pwf
出曲线）
C
Psep
采油工程-第二章自喷及气举采油.ppt
P
当q=qc时，Pwf-Pt 有较低值。表明
d
Pwf
Pt
C
该产量下油管中 压力损失较低。
B
qc q
四、协调点的分析
1.如Pwf Pwf1
P
q
q1
Pt
Pt1
IPR Pwf Pwf1
Pt Pt1
A
而使q1通过该油嘴需要PT的油压，
所以，q1不能完全通过油嘴，
d C
PT
而地层又以q1继续供给， 造成井底流体堆积 Pwf
0
qi
q
2.流量与井底压力的关系曲线
流入动态关系描述地层流入井筒的规律,
给出关于地层渗流的井底压力与产量的关系
如果：井口压力Pt一定，
假设油井以不同的产量qi生产，
利用压力梯度计算对应的井底流压Pwfi
流 量q q q q q q 1 2 3 4 5 6 井 底 流 压 P w f 1 P w f 2 P w f 3 P w f 4 P w f 5 P w f 6
h(D2-d2)/4=(/4)d2h
得：h=(D2/d2 -1)h
代入(2-1b)式得：
Pe=hLgD2/d2 D—套管内径 d—油管直径 h—油管在静液面
h
(2-1c)
Δh
下的沉没度。
当地层K大，被挤压的液面下降很
缓慢时，环空中的液体部分被地层吸
收。极端情况，全部吸收。环空液面
第五节 气举装置与气举卸载
一、气举系统构成
1. 压缩站；
2. 地面配气站； 3. 单井生产系统；
4. 地面生产系统。
重点：单井生产系统。
地面生产系统与其他举升方式基本相同。
图2-13
二、气举的启动压力和工作压力
当q=qc时，Pwf-Pt 有较低值。表明
d
Pwf
Pt
C
该产量下油管中 压力损失较低。
B
qc q
四、协调点的分析
1.如Pwf Pwf1
P
q
q1
Pt
Pt1
IPR Pwf Pwf1
Pt Pt1
A
而使q1通过该油嘴需要PT的油压，
所以，q1不能完全通过油嘴，
d C
PT
而地层又以q1继续供给， 造成井底流体堆积 Pwf
0
qi
q
2.流量与井底压力的关系曲线
流入动态关系描述地层流入井筒的规律,
给出关于地层渗流的井底压力与产量的关系
如果：井口压力Pt一定，
假设油井以不同的产量qi生产，
利用压力梯度计算对应的井底流压Pwfi
流 量q q q q q q 1 2 3 4 5 6 井 底 流 压 P w f 1 P w f 2 P w f 3 P w f 4 P w f 5 P w f 6
h(D2-d2)/4=(/4)d2h
得：h=(D2/d2 -1)h
代入(2-1b)式得：
Pe=hLgD2/d2 D—套管内径 d—油管直径 h—油管在静液面
h
(2-1c)
Δh
下的沉没度。
当地层K大，被挤压的液面下降很
缓慢时，环空中的液体部分被地层吸
收。极端情况，全部吸收。环空液面
第五节 气举装置与气举卸载
一、气举系统构成
1. 压缩站；
2. 地面配气站； 3. 单井生产系统；
4. 地面生产系统。
重点：单井生产系统。
地面生产系统与其他举升方式基本相同。
图2-13
二、气举的启动压力和工作压力
采油工程——自喷井的生产管理与分析.
第二章自喷与气举采油第三节自喷井的生产管理与分析为了实现在较高产量条件下，在井筒中消耗最小的能量，使油井维持较长时间的自喷开采，必须做好油井的管理与分析工作。
一、自喷井节点分析及工作制度的确定（一）自喷井节点分析所谓节点分析，就是把从油层到地面油气分离器的油井生产系统看作是一个统一的压力系统，在系统内设置若干节点，由节点把系统分成若干部分，然后就其各个部分在生产过程中的压力损耗进行分析，从而较科学的分析整个生产系统，使油井工作制度合理。
求解点位置在井口（即井口采油树），整个油井生产系统分成两个部分，即分离器、出油管线与油管、油层两部分。
对于有油嘴的生产系统，必须以油嘴为求解点。
（二）节点分析在设计及预测中的应用（三）自喷井工作制度的确定1、自喷井的管理管理的基本内容包括：控制好采油压差；取全取准生产资料；维持油井的正常生产。
三者互相联系，缺一都不能使油井稳定自喷高产。
2、油井合理工作制度的确定合理工作制度是指在目前油层压力下，油井以多大的流压和产量进行工作。
油井的合理采油压差（生产压差）就是油井的合理工作制度，采油压差是通过变换油嘴大小来控制的，因此，确定合理的工作制度就是选择合理的油嘴直径。
对于注水开发的油田，油井的合理工作制度应综合考虑以下几个方面：（1）在较高的采油速度下生产。
油井的采油速度是指油井年采油量与地质储量的比值：采油速度=%100⨯⨯地质储量全年正常生产天数日采油量 （2）保持注采、压力平衡，使油井有旺盛的自喷能力。
（3）保持采油指数稳定。
（4）保持水线均匀推进，无水采油期长；见水后含水上升速度慢。
（5）合理生产压差应能充分利用地层能量又不破坏油层结构，原油含砂量不超过一定的百分数值。
二、取全取准生产资料（1）产量资料。
包括油、气、水、砂的产出量。
（2）压力。
在生产管理工作中，每天要记录油压、套压，定期测试地层压力、井底流动压力。
（3）流体性质。
主要指油、气、水的性质。
油的性质包括：密度、粘度、凝固点、含胶、含硫、含蜡等。
采油工程第二章自喷及气举采油
• 复合控制阀，也称液压打开， 气压关闭阀。即提高油压则打 开阀，降低套压则关闭阀。
2. 按气举阀在井下所起的作用， 气举阀可分为: 卸载阀、工作阀和底阀。
3. 按气举阀自身的加载方式可分为: 充气波纹管阀和弹簧气举阀。
4. 按气举阀安装作业方式分为： 固定式气举阀和投捞式气举阀。
• 所谓套压控制或油压控制是指气举凡尔 对Pt或Pc 哪个更敏感。与凡尔接触面积大 的压力就是凡尔的支配压力。用于连续气 举的凡尔,要在打开状态时对Pt敏感一些， 油压下降，凡尔关闭一些，减小进气量； 油压上升，凡尔打开一些，增大进气量， 以保持Pt趋于稳定。用于间歇气举的凡尔， 在打开时，应最大限度扩张孔眼，并在关 闭前一直保持全开状态。以保证注气期间 把液体段塞举出地面。
p
作出井口压力与
Pwfi
产量的关系曲线 IPR
Pti
B
0
qi
q
2.流量与井底压力的关系曲线
流入动态关系描述地层流入井筒的规律,给 出关于地层渗流的井底压力与产量的关系
如果：井口压力Pt一定， 假设油井以不同的产量qi生产， 利用压力梯度计算对应的井底流压Pwfi
作出曲线:
P
IPR
油管工作特性曲线
一般有： Pc > Pt 自喷井正常生产时，各压力之间的关系为：
Pwf > Pc >Pt >PB
2．生产分析
a.井筒中流动阻力和液柱重力增大,导致Pt 如：油管中结蜡、原油脱气、含水增多。
b.油嘴被刺大时， Pt; 油嘴被堵时， Pt
油嘴受阻 Pt、q PwfPc
油管受堵 PwfPc Pt q
c.套压变化反映井底流压的变化。 若： Pt Pc Pwf q ， 一般认为是出油管线被堵所致。
2. 按气举阀在井下所起的作用， 气举阀可分为: 卸载阀、工作阀和底阀。
3. 按气举阀自身的加载方式可分为: 充气波纹管阀和弹簧气举阀。
4. 按气举阀安装作业方式分为： 固定式气举阀和投捞式气举阀。
• 所谓套压控制或油压控制是指气举凡尔 对Pt或Pc 哪个更敏感。与凡尔接触面积大 的压力就是凡尔的支配压力。用于连续气 举的凡尔,要在打开状态时对Pt敏感一些， 油压下降，凡尔关闭一些，减小进气量； 油压上升，凡尔打开一些，增大进气量， 以保持Pt趋于稳定。用于间歇气举的凡尔， 在打开时，应最大限度扩张孔眼，并在关 闭前一直保持全开状态。以保证注气期间 把液体段塞举出地面。
p
作出井口压力与
Pwfi
产量的关系曲线 IPR
Pti
B
0
qi
q
2.流量与井底压力的关系曲线
流入动态关系描述地层流入井筒的规律,给 出关于地层渗流的井底压力与产量的关系
如果：井口压力Pt一定， 假设油井以不同的产量qi生产， 利用压力梯度计算对应的井底流压Pwfi
作出曲线:
P
IPR
油管工作特性曲线
一般有： Pc > Pt 自喷井正常生产时，各压力之间的关系为：
Pwf > Pc >Pt >PB
2．生产分析
a.井筒中流动阻力和液柱重力增大,导致Pt 如：油管中结蜡、原油脱气、含水增多。
b.油嘴被刺大时， Pt; 油嘴被堵时， Pt
油嘴受阻 Pt、q PwfPc
油管受堵 PwfPc Pt q
c.套压变化反映井底流压的变化。 若： Pt Pc Pwf q ， 一般认为是出油管线被堵所致。
第2部分之自喷井节点分析
油藏渗流子系统
2、自喷井生产系统组成： 井筒流动子系统
地面管流子系统 油嘴(节流器)流动子系统
3、节点系统分析实质：协调理论在采油应用方面的发展
协
质量守恒
调
能量(压力)守恒
条
件
热量守恒
2
穿过井下 安全阀的 压力损失
油管总压 力损失， 包括 P和3 P4
穿过井下 节流器的 压力损失
穿过井壁 (射孔孔眼、 污染区)的 压力损失
自喷井的生产管理及分析
一、节点系统分析法： 压力表 应用系统工程原理， 把整个油井生产系统分 成若干子系统，研究各 子系统间的相互关系及 其对整个系统工作的影 响，为系统优化运行及 参数调控提供依据。
地面油嘴
安全 阀
油嘴
分离器 油层
井底、完井段
自喷井生产系统节点位置
1
二、自喷井节点分析
1、节点系统分析对象：整个油井生产系统
井底为求解点
生产系统将从井底(节点6)分 成两部分： 油藏中的流动； 从油管入口到分离器的管流 系统。
简单管流系统
8
节点（井底）流入曲线： 油藏中流动的IPR曲线。
求解点在井底的解
节点（井底）流 出曲线：以分离 器压力为起点通 过水平或倾斜管 流计算得井口油 压，再通过井筒 多相流计算得油 管入口压力与流 量的关系曲线。 交点：在所给条 件下可获得的油 井产量及相应的 井底流压。
地面管线总压力损失，包括 P和5 P6
穿过地面 油嘴的压 力损失
地面出油 管线的压 力损失
回压 油压 套压 井底流压 油藏压力
油藏中压力损失
完整的自喷井生产系统的压力损失示意图
3
求解点：为使问题获得解决的节点。 求解点的选择：主要取决于所要研究解决的问题。
2、自喷井生产系统组成： 井筒流动子系统
地面管流子系统 油嘴(节流器)流动子系统
3、节点系统分析实质：协调理论在采油应用方面的发展
协
质量守恒
调
能量(压力)守恒
条
件
热量守恒
2
穿过井下 安全阀的 压力损失
油管总压 力损失， 包括 P和3 P4
穿过井下 节流器的 压力损失
穿过井壁 (射孔孔眼、 污染区)的 压力损失
自喷井的生产管理及分析
一、节点系统分析法： 压力表 应用系统工程原理， 把整个油井生产系统分 成若干子系统，研究各 子系统间的相互关系及 其对整个系统工作的影 响，为系统优化运行及 参数调控提供依据。
地面油嘴
安全 阀
油嘴
分离器 油层
井底、完井段
自喷井生产系统节点位置
1
二、自喷井节点分析
1、节点系统分析对象：整个油井生产系统
井底为求解点
生产系统将从井底(节点6)分 成两部分： 油藏中的流动； 从油管入口到分离器的管流 系统。
简单管流系统
8
节点（井底）流入曲线： 油藏中流动的IPR曲线。
求解点在井底的解
节点（井底）流 出曲线：以分离 器压力为起点通 过水平或倾斜管 流计算得井口油 压，再通过井筒 多相流计算得油 管入口压力与流 量的关系曲线。 交点：在所给条 件下可获得的油 井产量及相应的 井底流压。
地面管线总压力损失，包括 P和5 P6
穿过地面 油嘴的压 力损失
地面出油 管线的压 力损失
回压 油压 套压 井底流压 油藏压力
油藏中压力损失
完整的自喷井生产系统的压力损失示意图
3
求解点：为使问题获得解决的节点。 求解点的选择：主要取决于所要研究解决的问题。
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节点（井底）流出曲线: 由井口油压所计算的井 底流压与产量的关系曲 线。
管鞋压力与产量关系曲线
6
三、油藏油管两个子系统的节点分析
井口为求解点
设定一组产量，
IPR曲线 节点（井口）流入曲线： 油压与产量的关系曲线 节点（井底）流出曲线: （井口油压）
通过IPR曲线A可
计算出一组井底 流压，然后通过 井筒多相流计算 可得一组井口油 压曲线B。
套压 井底流压
油藏压力
油藏中压力损失
完整的自喷井生产系统的压力损失示意图
3
求解点：为使问题获得解决的节点。 求解点的选择：主要取决于所要研究解决的问题。
25
¹ ¦ Ñ Á
20 15 10 5 0 0 10 20 30 40 50 60 70
协调点 节点流出曲线
节点流入曲线
协调曲线示意图
ú ¿ ² Á
交点：油井产 量及相应的井 析方法
给定的已知条件：分离器压力；出油管线直径及长度；油 藏深度；油管直径；气油比；含水；油、气密度；油藏压 力；饱和压力(低于油层压力)及单相流时的采油指数PI。 井底为求解点 生产系统将从井底(节点6)分 成两部分： 油藏中的流动； 从油管入口到分离器的管流
自喷井的生产管理及分析
一、节点系统分析法：
应用系统工程原理，
压力表
地面油嘴
把整个油井生产系统分 成若干子系统，研究各 子系统间的相互关系及 其对整个系统工作的影 响，为系统优化运行及 参数调控提供依据。
井底、完井段
安全 阀 油嘴
分离器
油层
自喷井生产系统节点位置
1
二、自喷井节点分析
1、节点系统分析对象：整个油井生产系统
系统。
简单管流系统
8
节点（井底）流入曲线： 油藏中流动的IPR曲线。
节点（井底）流 出曲线：以分离 器压力为起点通 过水平或倾斜管 流计算得井口油 压，再通过井筒 多相流计算得油 管入口压力与流 量的关系曲线。
交点：在所给条
件下可获得的油 井产量及相应的 求解点在井底的解
井底流压。
9
油藏渗流子系统 井筒流动子系统 地面管流子系统 油嘴(节流器)流动子系统
2、自喷井生产系统组成：
3、节点系统分析实质：协调理论在采油应用方面的发展 协 调 条 件
质量守恒 能量(压力)守恒 热量守恒
2
地面管线总压力损失，包括 P5 和 P6 穿过井下 安全阀的 压力损失
回压
油管总压 力损失， 包括 P3 和 P4 穿过井下 节流器的 压力损失 穿过井壁 (射孔孔眼、 污染区)的 压力损失 穿过地面 油嘴的压 力损失 地面出油 管线的压 力损失 油压
4
25
¹ ¦ Ñ Á
协调点 节点流出曲线 节点流入曲线
0 10 20 30 40 50 60 70
20 15 10 5 0
ú ²
¿ Á
5
三、油藏油管两个子系统的节点分析
已知条件：油藏深度；油管直径；气油比；含水；油、气、水密度； 油藏压力；饱和压力(低于油层压力)及单相流时的采油指数。
节点（井底）流入曲线:IPR曲线 井底为求解点： 当油压为已知 时，可以井底 为求解点。 交点：该系统 在所给条件下 可获得的油井 产量及相应的 井底流压。