第2章自喷与气举采油-new-9-26
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自喷井三个流动过程关系 油管流动消耗的压力 油层渗流消耗的压力
Nodal System Analysis
Chapter 2 Flowing & Gas Lift ----2.1 Flowing Well 2.1.6 Solution Node at the Surface Choke
以油嘴为求解点的目的： 以油嘴为求解点的目的： （1）不同油嘴下的产量预测与油嘴选择
？
1、曲线为什么会移动 2、自喷的条件是什么
油井生产过程中，Pr 连续下降，相应的油管曲 相应的油管曲 线要向横轴方向移动， 线要向横轴方向移动 若要求油压大于一定值生 产，则在纵轴上沿油压值 点做水平线，若水平线与 油管曲线不相交，则表明 油井不能自喷生产。
停喷压力预测
Chapter 2 Flowing & Gas Lift ----2.1 Flowing Well 2.1.4 Solution Node at the Separator 以油藏为起点，分离器为终点， 如何绘制流入、流出曲线？ 计算并绘制分离器压力与产量关 系曲线
交点：已 知的分离 器压力， 所给条件 下分离器 压力及产 量
分离压力与产量关系
Chapter 2 Flowing & Gas Lift ----2.1 Flowing Well 2.1.4 Solution Node at the Separator 求解点选在分离器处的目的： 研究分离器压力对油井生产的影响
说明：
分离器压力对 后续工程设备 选择和效率有 影响，需要进 行经济技术的 综合考虑。
井的增产幅度不同 ，需要的压缩机功 率不同。 率不同。
分离器压力对不同油井产量的影响
Chapter 2 Flowing & Gas Lift ----2.1 Flowing Well 2.1.5 Solution Node at the Average Pressure 假设一组产量 分离器压力→井口压力→井底压力→油藏平均压力,油藏平均 压力与流量关系曲线。
Chapter 2 Flowing & Gas Lift ----2.1 Flowing Well
2.1 Design and Analysis of Flowing Production System
Production in harmony
Chapter 2 Flowing & Gas Lift ----2.1 Flowing Well
Chapter 2 Flowing & Gas Lift ----2.1 Flowing Well 2.1.6 Solution Node at the Surface Choke 嘴流规律（Choke Flow）Q 嘴流规律（ ）
单相气体嘴流
d P2
k k −1
P1
临界流
亚临界流
1
P2 2 = P 1 c k + 1
求解点选在井口的目的： 求解点选在井口的目的：
（1） 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。
不同直径的油管和出油管线的井口解
Chapter 2 Flowing & Gas Lift ----2.1 Flowing Well 2.1.3 Solution Node at Top of Well (No Choke) 求解点选在井口的目的： 求解点选在井口的目的： （2）停喷压力预测
（2）预测油藏压力变化对产量的影响
当油嘴直径不变时， 油藏压力降低后产 量随着降低，如果 要保持原来的产量， 就必须换用较大的 油嘴直径。
油藏压力下降对产量的影响
Chapter 2 Flowing & Gas Lift
2.2 Design and Analysis of Gas Lift System
流入曲线：油藏压力为起点计算不同流量 整个生产系统分为地面管线和分离 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 起点计算地面 管流动态曲线 交点：产 量及井口 压力。
求解点在井口的解
Chapter 2 Flowing & Gas Lift ----2.1 Flowing Well 2.1.3 Solution Node at Top of Well (No Choke)
嘴流规律（Choke Flow） 嘴流规律（ ） 气液两相嘴流
油气混合物在油嘴中的流动近似于单相气体的流动。临界 油气混合物在油嘴中的流动近似于单相气体的流动。 状态下的流量只与嘴前的压力、嘴径和气油比有关。 状态下的流量只与嘴前的压力、嘴径和气油比有关。
4d q = 0 .5 p t R
油嘴的作用： 油嘴的作用 1、调节产量大小； 2、下游压力变化不会引起 产量波动。
嘴流规律（Choke Flow） 嘴流规律（ ） Q 单相气体嘴流
P1
d P2
临界流 亚临界流
1
(P2/P1)c P2/P1 临界流动： 临界流动：流体的流速达到压力波在流体介质中的传播速 度即声波速时的流动状态。 度即声波速时的流动状态。 临界流动的特点：流量不受嘴后压力变化的影响，而只与 临界流动的特点：流量不受嘴后压力变化的影响， 嘴前的压力、嘴径有关。 嘴前的压力、嘴径有关。
Chapter 2 Flowing & Gas Lift
气举采油原理
依靠从地面注入井内的高压气体 与油层产出流体在井筒中混合， 与油层产出流体在井筒中混合， 利用气体的膨胀使井筒中的混合 液密度降低，将流到井内的原油 液密度降低， 举升到地面。 举升到地面。
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。
Pr
变化的影响
Chapter 2 Flowing & Gas Lift ----2.1 Flowing Well 2.1.6 Solution Node at the Surface Choke
(P2/P1)c P2/P1
≈ 0.528 (空气) (天然气为0.546)
气液两相嘴流
油气混合物在油嘴中的流动近似于单相气体的流动。临 油气混合物在油嘴中的流动近似于单相气体的流动。 界状态下的流量只与嘴前的压力、嘴径和气油比有关。 界状态下的流量只与嘴前的压力、嘴径和气油比有关。
Chapter 2 Flowing & Gas Lift ----2.1 Flowing Well 2.1.6 Solution Node at the Surface Choke
Chapter 2
Flowing & Gas Lift
自喷与气举采油
Design and Analysis of Flowing Production System Design and Analysis of Gas Lift Production System Nodal Systems Analysis
2
pt
Baidu Nhomakorabea
d1 d2
d1 < d2 < d3 d3
q
Chapter 2 Flowing & Gas Lift ----2.1 Flowing Well 2.1.6 Solution Node at the Surface Choke ①假设一组产量，从油层和分 离器分别计算出油嘴处的油压 和回压； ②将满足油嘴临界流动的点绘 制出Q∼Pt油管曲线B； ③油嘴直径d一定，绘制临界 流动下油嘴特性曲线G； ④油管曲线B与油嘴特性曲线G 的交点即为该油嘴下的产量与 油压。
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。
求解点在井底的解
Chapter 2 Flowing & Gas Lift ----2.1 Flowing Well 2.1.2 Solution Node at Bottom of Well
Chapter 2 Flowing & Gas Lift ----2.1 Flowing Well 2.1.2 Solution Node at Bottom of Well 整个生产系统将从井底(节点6)分成两部分： 节点（井底）流入曲线： （1）油藏中的流动； 节点（井底）流出 油藏中流动的IPR曲线； （2）从油管入口到分离器的管流系统。 曲线：以分离器压
2.1 Design and Analysis of Flowing Production System
2.1.1 Nodal Systems Analysis 节点系统分析方法是根据系统工程原理，以油藏至地面 分离器的整个油气井生产系统为对象，将油气井系统按不 同的流动规律分成若干个流动子系统，在每个子系统的起 始及衔接处设置节点，以压力和流量的变化关系为主要线 索，分析各子系统的相互关系及对整个系统的影响。 节点（ node ）：油气井生产过程中的某个位置。 普通节点：两段不同流动过程的衔接点，不产生与流 量有关的压降。 函数节点：节流装置两端压降与流量有关，称为函数节点 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。
Chapter 2
Flowing & Gas Lift
自喷与气举采油
Chapter 2 Flowing & Gas Lift
采油方法：将流至井底的原油采至地面所用的工
艺方法和方式。
采油方法分类：按油层能量是否充足，采油方式分为
自喷采油和人工举升采油
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。
0 Pt1 Pt2 Pt 流入压力：Pt=Pr-△P油层流入压力：Pt=Pr△P油管
流出压力： 流出压力：Pt=Psep+△P地面管线 P Pr Pwf
1、 △P油管与Q的关系 2、优化产量的意义 3、如何获得协调点
H Q2 Q1
Pwf1 Pwf2
Q
Qc
Q
Chapter 2 Flowing & Gas Lift ----2.1 Flowing Well 2.1.3 Solution Node at Top of Well (No Choke) 器部分、油管和油藏部分两个子系统。
①先绘出满足油嘴临界流动 的Pt～Q油管工作曲线B； ②作出相应的油嘴曲线； ③根据交点所对应的产 量确定与之对应的(或较 接近的)油嘴直径。
不同油嘴直径时的产量
Chapter 2 Flowing & Gas Lift ----2.1 Flowing Well 2.1.6 Solution Node at the Surface Choke
Chapter 2 Flowing & Gas Lift ----2.1 Flowing Well
2.1 The Design and Analysis of Flowing Production System
2.1.1 Nodal Systems Analysis (1)选择解节点(靠近分析对象) (2)计算节点上游的供液特征 (3)计算节点下游的排液特征 (4)确定生产协调点 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 增产措施对油井产量的影响
预测未来产量
油井流动效率改变的影响
Chapter 2 Flowing & Gas Lift ----2.1 Flowing Well 2.1.3 Solution Node at Top of Well (No Choke)
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。
Chapter 2 Flowing & Gas Lift
自喷 连续气举 气举 间歇气举 游粱式抽油装置深井泵采油 链条式抽油装置深井泵采油 采油方式 抽油机井抽油 人工举升有杆泵抽油 液压式抽油装置深井泵采油 滚筒式抽油装置深井泵采油 地面驱动螺杆泵 潜油电泵采油 水力活塞泵采油 无杆泵抽油水力喷射泵采油 电动潜油螺杆泵
Nodal System Analysis
Chapter 2 Flowing & Gas Lift ----2.1 Flowing Well 2.1.6 Solution Node at the Surface Choke
以油嘴为求解点的目的： 以油嘴为求解点的目的： （1）不同油嘴下的产量预测与油嘴选择
？
1、曲线为什么会移动 2、自喷的条件是什么
油井生产过程中，Pr 连续下降，相应的油管曲 相应的油管曲 线要向横轴方向移动， 线要向横轴方向移动 若要求油压大于一定值生 产，则在纵轴上沿油压值 点做水平线，若水平线与 油管曲线不相交，则表明 油井不能自喷生产。
停喷压力预测
Chapter 2 Flowing & Gas Lift ----2.1 Flowing Well 2.1.4 Solution Node at the Separator 以油藏为起点，分离器为终点， 如何绘制流入、流出曲线？ 计算并绘制分离器压力与产量关 系曲线
交点：已 知的分离 器压力， 所给条件 下分离器 压力及产 量
分离压力与产量关系
Chapter 2 Flowing & Gas Lift ----2.1 Flowing Well 2.1.4 Solution Node at the Separator 求解点选在分离器处的目的： 研究分离器压力对油井生产的影响
说明：
分离器压力对 后续工程设备 选择和效率有 影响，需要进 行经济技术的 综合考虑。
井的增产幅度不同 ，需要的压缩机功 率不同。 率不同。
分离器压力对不同油井产量的影响
Chapter 2 Flowing & Gas Lift ----2.1 Flowing Well 2.1.5 Solution Node at the Average Pressure 假设一组产量 分离器压力→井口压力→井底压力→油藏平均压力,油藏平均 压力与流量关系曲线。
Chapter 2 Flowing & Gas Lift ----2.1 Flowing Well
2.1 Design and Analysis of Flowing Production System
Production in harmony
Chapter 2 Flowing & Gas Lift ----2.1 Flowing Well
Chapter 2 Flowing & Gas Lift ----2.1 Flowing Well 2.1.6 Solution Node at the Surface Choke 嘴流规律（Choke Flow）Q 嘴流规律（ ）
单相气体嘴流
d P2
k k −1
P1
临界流
亚临界流
1
P2 2 = P 1 c k + 1
求解点选在井口的目的： 求解点选在井口的目的：
（1） 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。
不同直径的油管和出油管线的井口解
Chapter 2 Flowing & Gas Lift ----2.1 Flowing Well 2.1.3 Solution Node at Top of Well (No Choke) 求解点选在井口的目的： 求解点选在井口的目的： （2）停喷压力预测
（2）预测油藏压力变化对产量的影响
当油嘴直径不变时， 油藏压力降低后产 量随着降低，如果 要保持原来的产量， 就必须换用较大的 油嘴直径。
油藏压力下降对产量的影响
Chapter 2 Flowing & Gas Lift
2.2 Design and Analysis of Gas Lift System
流入曲线：油藏压力为起点计算不同流量 整个生产系统分为地面管线和分离 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 起点计算地面 管流动态曲线 交点：产 量及井口 压力。
求解点在井口的解
Chapter 2 Flowing & Gas Lift ----2.1 Flowing Well 2.1.3 Solution Node at Top of Well (No Choke)
嘴流规律（Choke Flow） 嘴流规律（ ） 气液两相嘴流
油气混合物在油嘴中的流动近似于单相气体的流动。临界 油气混合物在油嘴中的流动近似于单相气体的流动。 状态下的流量只与嘴前的压力、嘴径和气油比有关。 状态下的流量只与嘴前的压力、嘴径和气油比有关。
4d q = 0 .5 p t R
油嘴的作用： 油嘴的作用 1、调节产量大小； 2、下游压力变化不会引起 产量波动。
嘴流规律（Choke Flow） 嘴流规律（ ） Q 单相气体嘴流
P1
d P2
临界流 亚临界流
1
(P2/P1)c P2/P1 临界流动： 临界流动：流体的流速达到压力波在流体介质中的传播速 度即声波速时的流动状态。 度即声波速时的流动状态。 临界流动的特点：流量不受嘴后压力变化的影响，而只与 临界流动的特点：流量不受嘴后压力变化的影响， 嘴前的压力、嘴径有关。 嘴前的压力、嘴径有关。
Chapter 2 Flowing & Gas Lift
气举采油原理
依靠从地面注入井内的高压气体 与油层产出流体在井筒中混合， 与油层产出流体在井筒中混合， 利用气体的膨胀使井筒中的混合 液密度降低，将流到井内的原油 液密度降低， 举升到地面。 举升到地面。
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。
Pr
变化的影响
Chapter 2 Flowing & Gas Lift ----2.1 Flowing Well 2.1.6 Solution Node at the Surface Choke
(P2/P1)c P2/P1
≈ 0.528 (空气) (天然气为0.546)
气液两相嘴流
油气混合物在油嘴中的流动近似于单相气体的流动。临 油气混合物在油嘴中的流动近似于单相气体的流动。 界状态下的流量只与嘴前的压力、嘴径和气油比有关。 界状态下的流量只与嘴前的压力、嘴径和气油比有关。
Chapter 2 Flowing & Gas Lift ----2.1 Flowing Well 2.1.6 Solution Node at the Surface Choke
Chapter 2
Flowing & Gas Lift
自喷与气举采油
Design and Analysis of Flowing Production System Design and Analysis of Gas Lift Production System Nodal Systems Analysis
2
pt
Baidu Nhomakorabea
d1 d2
d1 < d2 < d3 d3
q
Chapter 2 Flowing & Gas Lift ----2.1 Flowing Well 2.1.6 Solution Node at the Surface Choke ①假设一组产量，从油层和分 离器分别计算出油嘴处的油压 和回压； ②将满足油嘴临界流动的点绘 制出Q∼Pt油管曲线B； ③油嘴直径d一定，绘制临界 流动下油嘴特性曲线G； ④油管曲线B与油嘴特性曲线G 的交点即为该油嘴下的产量与 油压。
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。
求解点在井底的解
Chapter 2 Flowing & Gas Lift ----2.1 Flowing Well 2.1.2 Solution Node at Bottom of Well
Chapter 2 Flowing & Gas Lift ----2.1 Flowing Well 2.1.2 Solution Node at Bottom of Well 整个生产系统将从井底(节点6)分成两部分： 节点（井底）流入曲线： （1）油藏中的流动； 节点（井底）流出 油藏中流动的IPR曲线； （2）从油管入口到分离器的管流系统。 曲线：以分离器压
2.1 Design and Analysis of Flowing Production System
2.1.1 Nodal Systems Analysis 节点系统分析方法是根据系统工程原理，以油藏至地面 分离器的整个油气井生产系统为对象，将油气井系统按不 同的流动规律分成若干个流动子系统，在每个子系统的起 始及衔接处设置节点，以压力和流量的变化关系为主要线 索，分析各子系统的相互关系及对整个系统的影响。 节点（ node ）：油气井生产过程中的某个位置。 普通节点：两段不同流动过程的衔接点，不产生与流 量有关的压降。 函数节点：节流装置两端压降与流量有关，称为函数节点 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。
Chapter 2
Flowing & Gas Lift
自喷与气举采油
Chapter 2 Flowing & Gas Lift
采油方法：将流至井底的原油采至地面所用的工
艺方法和方式。
采油方法分类：按油层能量是否充足，采油方式分为
自喷采油和人工举升采油
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。
0 Pt1 Pt2 Pt 流入压力：Pt=Pr-△P油层流入压力：Pt=Pr△P油管
流出压力： 流出压力：Pt=Psep+△P地面管线 P Pr Pwf
1、 △P油管与Q的关系 2、优化产量的意义 3、如何获得协调点
H Q2 Q1
Pwf1 Pwf2
Q
Qc
Q
Chapter 2 Flowing & Gas Lift ----2.1 Flowing Well 2.1.3 Solution Node at Top of Well (No Choke) 器部分、油管和油藏部分两个子系统。
①先绘出满足油嘴临界流动 的Pt～Q油管工作曲线B； ②作出相应的油嘴曲线； ③根据交点所对应的产 量确定与之对应的(或较 接近的)油嘴直径。
不同油嘴直径时的产量
Chapter 2 Flowing & Gas Lift ----2.1 Flowing Well 2.1.6 Solution Node at the Surface Choke
Chapter 2 Flowing & Gas Lift ----2.1 Flowing Well
2.1 The Design and Analysis of Flowing Production System
2.1.1 Nodal Systems Analysis (1)选择解节点(靠近分析对象) (2)计算节点上游的供液特征 (3)计算节点下游的排液特征 (4)确定生产协调点 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 增产措施对油井产量的影响
预测未来产量
油井流动效率改变的影响
Chapter 2 Flowing & Gas Lift ----2.1 Flowing Well 2.1.3 Solution Node at Top of Well (No Choke)
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。
Chapter 2 Flowing & Gas Lift
自喷 连续气举 气举 间歇气举 游粱式抽油装置深井泵采油 链条式抽油装置深井泵采油 采油方式 抽油机井抽油 人工举升有杆泵抽油 液压式抽油装置深井泵采油 滚筒式抽油装置深井泵采油 地面驱动螺杆泵 潜油电泵采油 水力活塞泵采油 无杆泵抽油水力喷射泵采油 电动潜油螺杆泵