天然气工程-气井生产系统节点分析

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（1）单相气体渗流
◆均质气藏：
l产能试井（例如系统试井、等时试井、修正 等时试井）→指数式和二项式产能公式；
l单点法（一点测试法）； lJones理论公式（二项式产能公式）。 ◆多层气藏和裂缝性气藏：
l不同气藏类型的现代试井理论模型； l气井单井数值模拟器。
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要将实际系统加以抽象，以便能进行数学表 述，这时的气井生产系统称为生产井模型。
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二、气井生产系统分析
◆基本思想 l在系统某部位（如井底）设置解节点； l对每一部分的压力损失进行定量评估； l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。
◆基本出发点 l系统中任何一点的压力是唯一的； l在稳定条件下，系统各环节流入和流出流体 的质量守恒。
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2、气体通过完井段的流动
◆完井段的流动阻力损失与完井方式密切相关： -分析各种完井方式的总表皮系数→确定流体 通过完井段的阻力损失。
◆射孔完井是目前应用最普遍的完井方法： -影响其流入特性的主要参数有射孔密度、孔 径、孔深、孔眼分布相位及压实损害程度。
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一、气井生产系统
◆气井生产系统的特点： l流动过程多； -从气藏外边界到钻开的气层表面； -从射孔完井段到井底； -从井底到井口的垂直或倾斜管流； -从井口经集气管线到分离器的水平或倾斜管流。 l流动规律不同,各部分压力损失不一样，与内部参 数有关。
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1、气藏中气体向气井的渗流
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1、节点的设置
◆节点定义 节点（Nodal）是一位置的概念，是系统中任一 位置。分为普通节点和函数节点： l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。 l函数节点：气体通过这类节点时，要产生与流 量相关的压降。
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1、节点的设置
第六章
气井生产系统节点分析
第六章 气井生产系统节点分析
◆生产系统分析（节点分析）： 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，进行整体优化分析，使整个 气井生产系统不仅在局部上合理，而且在整 体上处于最优状态。
◆用途： 设计和评价气井生产系统中各部件的优劣
压力损失的预测，除考虑油气两相流，还要考虑流体相态 的变化。
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一、气井生产系统
4、气体通过井口节流装置的流动 节流过程
5、气体在地面水平管中的流动 压力损失主要是管内流动摩阻
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二、气井生产系统分析
◆生产井模型 对实际的气井生产系统进行分析时，需
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2、解节点的选择
◆选择原则 l解节点的选择与系统分析的最终结果无关。可 以在生产系统内任意选择； l原则上要依照所要求的目的而定，所选解节点 应尽可能靠近分析的对象。
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3、流入和流出动态特性
◆系统参数变化引起解 压力 节点压力和流量变化 流入(出)曲线： 流入(出)解节点的压力 与流量的关系曲线。
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（2）气水井流入动态
◆边水气藏 ◆底水气藏 ◆气水同层的气藏 采用气井单井数值模拟器来
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（3）凝析气井流入动态
当井底流压低于露点压力 时，井底附近有凝析液析 出，地层中出现三个区：
单相气区 油相不可流动区
l油气两相可动区；
油气两相流动区
l油相不可动而气相可动区；
l单相气区。 采用气井单井数值模拟器
◆目的 将系统划分为若干相对独立，相互联系的部分。 l地层流入段； l完井段； l油管流动段； l地面管流段。
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1、节点的设置
◆主要节点 一般取８个节点
l普通节点 地层、井底、井口、 分离器
l函数节点 完井段、 井底气嘴、 井下安全阀、地面气嘴
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第六章 气井生产系统节点分析
本章内容 第一节 气井生产系统分析 第二节 普通节点分析 第三节 函数节点分析
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第一节 气井生产系统分析
一、气井生产系统 ◆气井生产系统：由储层、举升油管、针形阀、地
面集气管线、分离器等多个部件串联组成
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2、解节点的选择
◆解节点的定义 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（Solution node）。
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2、解节点的选择
◆解节点将气井生产系统分 为两大部分
l流入(Inflow)部分： 始节点到解节点包括的部分 l流出(Outflow)部分： 解节点到末节点包括的部分
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3、气体沿垂直或倾斜油管举升的流动
◆油管的压力损失
整个生产系统总压降的主要部分
l举升压力损失；
l摩阻压力损失；
l高产气井还包括动能损失。
◆单相气体
lCullender & Smith法；
l平均温度和偏差系数法。
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3、气体沿垂直或倾斜油管举升的流动
◆气水两相流
l半经验模型： Hagedorn-Brown、Duns-Ros、Orkiszewski、Beggs-Brill 、Mukherjee-Brill、Aziz等。 l机理模型： 如PEPITE、WELLSIM、TUFFP、OLGA、TACITE等 ◆凝析气井
气体通过孔隙或裂缝向井底流动： l不同孔隙介质； l不同流体介质（单相气流、气水两相流、气油 两相流）； l不同驱动类型和驱动机理； l不同开采方式；
渗流阻力、压力损失不同
气井流入动态不同
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1、气藏中气体向气井的渗流
气井流入动态： 气藏中气体向气井渗流的特性 ，描述气层
产量与井底流压的基本关系，反映气层向井供 气的能力，对气井生产系统分析至关重要。
◆将Inflow与Outflow曲线 综合到一个图上
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流出 流入
产量
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4、协调点
◆Inflow曲线与Outflow曲线的交点为协调点。
压力
协调点只反映气井在某
一条件下的生产状态，
流出
并不是气井的最佳生产 状态。