第二章-第一节-自喷井生产系统分析.
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均可造成管内压力损耗大。
Q1
图2-5 油压与产量的关系曲线
பைடு நூலகம்
(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 入口到分离器的管流系统。
一、自喷井生产系统组成
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 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
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
图2-7
求解点在井底的解
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2-10 地面管线和分离器部分
求解问题方法：针对求解点，绘制该节点的流入曲线
和流出曲线，求得其交汇点，得到对应的产量。
25
¦ ¹ Á Ñ
20 15 10 5 0 0 10
节点流出曲线
协调点 节点流入曲线
20
30
40
50
60
70
ú ² ¿ Á
协调曲线示意图
(一)油藏与油管两个子系统的节点分析
给定已知条件：油藏深度；油藏压力；单相流时的采油指数； 油管直径；以及饱和压力；气油比；含水；油气水密度。 1)井底为求解点 当油压为已知时， 可以井底为求解 点。
自喷 井生 产系 统
节点系统分析实质：协调理论在采油应用方面的发展
需要解决的问题：预测在某些节点压力确定条件下
油井的产量以及其它节点的压力。
通常节点1分离器压力psep 、节点8油藏平均压力 pr为定
值，不是产量的函数，故任何求解问题必须从节点1或节 点8开始。
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
节点系统分析对象：整个油井生产系统
常用节点
分离器压力：psep
井口回压： pDSC
井口油压： pwh 井底流压： pwf 油藏平均压力： pr 图2-2 自喷井生产系统节点位置 pr- pwf IPR曲线 油藏渗流子系统 pwf- pwh 多相管流计算方法 井筒流动子系统 pwh- pDSC 嘴流特性曲线 油嘴流动子系统 地面管流子系统 pB- psep 多相管流计算方法
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。
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
图2-11 油管和油藏部分
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。
图2-12 求解点在井口的解
求解点选在井口的目的：
研究不同直径油管和出油管线对生产动态的影响，便 于选择油管及出油管线的直径。
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
油藏中的压力损失 图2-1 完整的自喷井生产系统的压力损失示意图
自喷井生产系统的基本流动过程 （1）地层中的渗流：10-15%
（2）井筒中的流动：30-80%
第二章
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
采油方法通常是指将流到井底的原油采到地
面上所采用的方法。
利用油层自身能 量将原油举升到 地面的采油方式。
自喷采油
采 油 方 法
人工举升采油 （机械采油）
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。
选取了中间节点 ( 井底 ) 为求解点， 求解时，要从两端(井底和分离器) 开始，设定一组流量，对这两部 分分别计算至求解点上的压力 (井底流压)与流量的关系曲线。 2-6 简单管流系统
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。
（3）嘴流：5-30% （4）地面管线流动：5-10%
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。 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 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
二、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。
节点划分依据： 不同系统的流动规 律不同
节点（井底）流入曲线:IPR曲线
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。
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。
图2-4
管鞋压力与产量关系曲线
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。
利用油层本身的能量使地层原油喷到地面的方法 称为自喷采油法。
自喷采油原理：主要依靠溶解在原油中的气体随压
力的降低分离出来而发生的膨胀。
在整个生产系统中，原油依靠油层所提供的压能
克服重力及流动阻力自行流动，不需人为补充能量，
因此自喷采油是最简单、最方便、最经济的采油方法。
第一节 自喷井生产系统分析
Q1
图2-5 油压与产量的关系曲线
பைடு நூலகம்
(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 入口到分离器的管流系统。
一、自喷井生产系统组成
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 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
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
图2-7
求解点在井底的解
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2-10 地面管线和分离器部分
求解问题方法：针对求解点，绘制该节点的流入曲线
和流出曲线，求得其交汇点，得到对应的产量。
25
¦ ¹ Á Ñ
20 15 10 5 0 0 10
节点流出曲线
协调点 节点流入曲线
20
30
40
50
60
70
ú ² ¿ Á
协调曲线示意图
(一)油藏与油管两个子系统的节点分析
给定已知条件：油藏深度；油藏压力；单相流时的采油指数； 油管直径；以及饱和压力；气油比；含水；油气水密度。 1)井底为求解点 当油压为已知时， 可以井底为求解 点。
自喷 井生 产系 统
节点系统分析实质：协调理论在采油应用方面的发展
需要解决的问题：预测在某些节点压力确定条件下
油井的产量以及其它节点的压力。
通常节点1分离器压力psep 、节点8油藏平均压力 pr为定
值，不是产量的函数，故任何求解问题必须从节点1或节 点8开始。
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
节点系统分析对象：整个油井生产系统
常用节点
分离器压力：psep
井口回压： pDSC
井口油压： pwh 井底流压： pwf 油藏平均压力： pr 图2-2 自喷井生产系统节点位置 pr- pwf IPR曲线 油藏渗流子系统 pwf- pwh 多相管流计算方法 井筒流动子系统 pwh- pDSC 嘴流特性曲线 油嘴流动子系统 地面管流子系统 pB- psep 多相管流计算方法
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。
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
图2-11 油管和油藏部分
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。
图2-12 求解点在井口的解
求解点选在井口的目的：
研究不同直径油管和出油管线对生产动态的影响，便 于选择油管及出油管线的直径。
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
油藏中的压力损失 图2-1 完整的自喷井生产系统的压力损失示意图
自喷井生产系统的基本流动过程 （1）地层中的渗流：10-15%
（2）井筒中的流动：30-80%
第二章
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
采油方法通常是指将流到井底的原油采到地
面上所采用的方法。
利用油层自身能 量将原油举升到 地面的采油方式。
自喷采油
采 油 方 法
人工举升采油 （机械采油）
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。
选取了中间节点 ( 井底 ) 为求解点， 求解时，要从两端(井底和分离器) 开始，设定一组流量，对这两部 分分别计算至求解点上的压力 (井底流压)与流量的关系曲线。 2-6 简单管流系统
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。
（3）嘴流：5-30% （4）地面管线流动：5-10%
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。 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 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
二、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。
节点划分依据： 不同系统的流动规 律不同
节点（井底）流入曲线:IPR曲线
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。
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。
图2-4
管鞋压力与产量关系曲线
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。
利用油层本身的能量使地层原油喷到地面的方法 称为自喷采油法。
自喷采油原理：主要依靠溶解在原油中的气体随压
力的降低分离出来而发生的膨胀。
在整个生产系统中，原油依靠油层所提供的压能
克服重力及流动阻力自行流动，不需人为补充能量，
因此自喷采油是最简单、最方便、最经济的采油方法。
第一节 自喷井生产系统分析