采气工程期末考试复习资料与思考6

采气工程期末考试复习资料与思

考6

第六章气井生产系统动态分析及管理

第六章(1) 气井生产系统节点分析

本节讲述五个方面内容：

1•慨述：气井系统、各部分能量来源及消耗特点等；

2•节点分析概念：基本思路、出发点、节点位置选择等；

3.气井生产系统分析的用途；

4•节点分析步骤；

5.用讲解例题的形式讲述节点分析计算方法和步骤。

为什么要进行气井生产系统分析？( 气井生产是否合理？是否最优？)

生产系统分析，也称节点分析，它是研究气田开发系统中的气藏工程、采气工程和集输工程之间压力与流量关系的方法。

该方法是运用系统工程理论将地层流体的渗流、举升管垂直流动和地面集输系统视为一个完整的采气生产系统，就其各个部分在生产过程中的压力消耗进行综合分析，以气藏能量及预测在生产过程中各节点压力变化的综合分析为依据，预测改变有关主要参数或工作制度后气井产

量的变化，优化设计出最大发挥气藏能量利用率的油管直径、井身结构、生产管柱结构、投产方式，并为釆气工艺方式及地面集输工程设计提供可靠的技术决策依据。

也可用于设计和评价气井生产系统中各部件的优劣。

本节重点介绍气井节点分析理论方法，结合例题详细介绍节点分析步骤。

1•讨论气井系统组成及相互关系；

2.研究各组成流动规律及特征；

3.利用例题对节点分析进行研究。

复习

一、气井生产系统节点分析目的、意义；目的：是把气流从地层到用户的流动作为一个研究对象，对全系统的压力损耗进行综合分析。意义：

基本思路：

是在系统中某部位（如井底）设置解节点, 将系统各部分的压力损失相互关联起来，对每一部分的压力损失进行定量评估，对影响流入和流

出解节点能量的各种因素进行逐一评价和优选, 从而实现全系统的优化生产，发挥井的最大潜能。

基本出发点：

(1)系统中任何一点的压力是唯一的；

(2)在稳定的生产条件下，整个生产系统各个环

节流入和流出流体的质量守恒。

二、气井生产模型：地层渗流、完井段流动、垂

直管流、水平管流、嘴流等，(能量来源、消耗、

描述)

三、普通节点、函数节点、解节点统分析，必须在系统内设置节点，将系统划分为若干相对独立，又相互联系的部分。普通节点：气体通过这类节点时，节点本身不产生与流量有关的压降。节点(Nodal)：是一位置的概念。为了进行系图中节点①、③、⑥、⑦、⑧均属普通节点。

函数节点：气体通过这类节点时，要产生与流量相关的压降。生产系统中的井底气嘴、井下安全阀和地面气嘴等部件处的节点就是函数节点。

图中节点②、④、⑤均属函数节点。

解节点:在运用节点分析方法解决具体问题时，通常在分析系统中选择某一节点，此节点一般称为解节点。

四、解节点位置选择与研究内容关系：解节点的选择

解节点的选择与系统分析的最终结果无关。所选解节点位置应有利于研究和分析在整个系统中不同因素对流量的影响。

解节点处既反映了气井的流入能力，同时也表明了气井的流出能力。在这一点，系统内的两部分被统一起来，形成一个整体。解节点位置选择与研究内容关系：

(1)解节点选在井口处

有利于分析地面生产设施的影响

选井底为解节点

有利于分析气层供气能力和井筒举升能力（3）选系统终端为解节点

有利于分析变化对整个井网对各井生产的影响

（4）油嘴或完井段为解节点

有利于分析气层供气能力和井筒举升能力

五、流入曲线、流出曲线定义，以及协调点。（与IPR曲线区别）

解节点处的压力与产量的关系必须同时满足流入和流出两条动态曲线关系。

如前所述，解节点处的压力和产量都是唯一的，故只有两条曲线的交点才能满足上述条件。因此，我们把该交点称为协调点。

协调点只反映气井在某一条件下的生产状态，并不是气井的最佳生产状态。

六、节点分析用途：

气井生产系统分析的用途

1.对已开钻的新井，根据预测的流入动态曲线，选择完井方式及有关参数，确定油管尺寸，合理的生产压差；

2.对已投产的生产井，能迅速找出限制气井的不合理因素，提出有针对性的改造及调整措施，使之达到合理的利用自身能力，实现稳产高产；3•优选气井在一定生产状态下的最佳控制产量; 4.确定气井停喷时的生产状态，从而分析气井的停喷原因；

5.确定排水采气时机，优选排水采气方式；

5.对各种产量下的开采方式进行经济分析寻求最佳方案和最大经济效益；

6.选用某一方法（如产量递减曲线分析方法）预

测未来气井的产量随时间的变化；

7.可以使生产人员很快找出提高气井产量的途径；

综上所述：对于新井，使用节点系统分析方法可以优化完井参数和优选油管尺寸，这是完井工程最关注的问题。对于已经投产的油气井，使用节点分析有助于科学地管理好生产。

一、气井生产系统分析步骤

1•建立生产模型。

针对要分析研究对象建立系统各流动过程并加以抽象，用数学模型进行描述；

2•根据研究目标确定系统具体对象及节点位置；并输入描述该系统的属性参数以及系统始端和终端的边界压力；

3.绘制流入曲线：从系统的始端沿流动方向至节占・

八\、J

改变流量：从系统的始端（平均地层压力）至节点沿流动方向，按节点下游各流动过程的数学模型计算相应的节点压力，绘制节点流入曲线；4.绘制流出曲线：从系统终端逆流动方向至节

占；

八\、J

改变流量：从系统终端（如分离器、井口）至节点逆流动方向，按节点上游各流动过程的数学模型计算相应的节点压力，绘制节点流出曲线；5.求解该系统产量，即节点流入、流出曲线交点的流量值；

6.完成确定目标的敏感参数优化分析。

二、普通节点分析方法及步骤；普通节点：气体通过这类节点时，节点本身不产生与流量有关的压降。

1.取地层为解节点的节点分析

（1）该井是由地层和井筒组成的气井生产系统，没有地面集输气管线，因此在计算总压力损失时不应包括地面管线部分；

（2）取地层外边界为解节点。

流入部分：地层外边界，压力为恒定值，等于地层压力；

流出部分包括：从地层外边界到井口；

节点流入压力：

节点流出压力：

（3）计算流入动态曲线。这时流入节点压力不