油气井节点系统分析1 (1)

函数 节点
P节点流入（顺流向计算的上游压力）
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Pr
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函数节点分析步骤
1. 作节点流入曲线 ( 即完井段上游地层无污染 (S=0)理想情 况的IPR曲线 P pwfs，rw=rd) r 2.作节点流出曲线(完井段下游，从psp ptf pwf ) pwf= psp+Δ p管线+Δ p油管
P
IPR
Pwf
理想完善井（S=0）协调点
TPR
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Pwfs q
Q
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3.作系统需要的压差曲线，即节点流入与流出的压差 Δ P系统需要= Pwfs- Pwf
Δp
ΔP Δ p完井段
需要压差—产量
6 10 15
Δ P系统 Δ P=0
q6
q10 q15
Q
4.作函数节点Δ Pnode曲线(给定射孔条件的完井段Δ P曲 线)，如N=6、10、15孔/米。
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气举井节点分析
气举原理：注气降低 举升流压梯度 气举设计目的：少注 气多提液
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气 举 井 压 力 状 态
改变注气量，注气 压力，注气深度和 管径控制气举液量
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气举井模型
Psep qging
Pvt Pwf
TPR
Pvc
Pr 气举系统组成
Pout VF 1 St dp Pin g fsc H ( qscVF )
Sp
g fsc Pin
1
Pout
pz ( qscVF ) dp H ( qscVF )
5.作St~qsc曲线和Sp~qsc曲线；
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6.标出泵效范围，确定合适的泵级数及其总功率。
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流入/出曲线图解
喷 射 泵 <480 4770
有 杆 泵 1－ 100 500
<300 4572
3000-3660 5486 很 适 宜 适 宜 很 适 宜
<3000 3354 多 层 不 宜 适 宜 很 适 宜
<3000 4421 多 层 适 宜 小 斜 度 可 用 不 适 宜
井 下 情 况 小 井 眼 及 适 宜 小 井 眼 多 层 斜 井 地 面 环 境海 上 及 市 区 环 境 恶 劣
节 点 压 力
节点流入
Pnode= P － P r
（节点上游）
节点流出
q
Q
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Pnode= Psep ＋ P
(节点下游)
4
4. 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. 实际应用
对参数进行敏感性分析
优化生产操作参数等
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不 宜 小 斜 度 适 宜 适 宜
最 适 宜 很 适 宜 很 适 宜
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各种人工举升方式示意
Pwf
（ 井 底 流 压 ） 自喷 气举 有杆泵 水力泵 电潜泵
QL
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以井系统下游端点
P
Pr
Psp q0 q
Psp为节点
Psp
沿流向计算
Pr
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井底节点
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井底节点
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函数节点分析
油嘴、井下安全阀、完井段等作为函数节点的部件 在局部会产生与流量相关的压降 Δ P (Q)，这类函数节 点的系统分析曲线为Δ P~Q。 以油井射孔完井段为例分析射孔密度对系统产能的 影响。射孔完井段消耗从地层到井底的大部分压降，主 要是由流体流过孔眼致密压实带的紊流造成的。
Pwf
Pr
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电泵特性曲线
扬程
泵效
功率
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泵的有效压头(扬程，m) H~Q 泵轴输出功率(kw) Pz~Q 泵效 式中 η = P ~Q
Pz
P - 泵输出功率= QH ，kw
8873
Q – 泵排量，m3/d
ρ - 液体密度，t/ m3
厂家测定方法：在一定转速下调节泵出口闸门开启 度，在每一开启度下测定 Q、H、Pz和η 。泵液为 水，rL=1。
节点分析方法
节点： Solution node任意位置概念 普通节点：两个流动过程的衔接点，如地层供给边缘、分离 器、井口、井底。此类节点本身不产生与流量有关的压降。 函数节点：产生与流量有关压降的阻件，如井下和地面油嘴、 井下安全阀、完井段等。具有限流作用的局部装置。 节点作用：在某部位设置节点将一复杂系统隔离为两个相对 独立的子系统，以简化问题的复杂性。
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常用人工举升方式的适应性及目前达到的水平
对 比 项 目 排 量 m3/d 条 件 正 常 最 大 气 举 30－ 3180 7950（ 环 空 ） 12720 泵 深 ， m 正 常 最 大 <3000 3658
<3000
电 潜 泵 80-905 8744
水 力 活 塞 泵 30-600 1245
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选择泵型
1.作IPR曲线 2.根据井的套管尺寸选择几种泵，将其泵效范围的上、 下限排量标注在IPR曲线上 3.对于每种泵型的上、下限排量，用两相流关系式计 算所需要的排出压力Pout和相应混合物体积排量 Q=qscVF 4.选择满足混合物体积排量大于泵效下限排量条件的 泵型 Pwf
气举井节点分析图解
3
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× ¢ Æ ø µ ã Î È ¶ ¨Ð Ô · Ö Î ö
Pvt
DPR1£ ¬ Ð ¡ ¿ ×° å £ ¬ · ß Ñ ¸
DPR2£ ¬ ´ ó ¿ ×° å £ ¬ µ Í Ñ ¸
¸ ¤× ÷µ ã DPR1£ ­ Î È ¶ ¨ DPR2£ ­ ² » Î È ¶ ¨
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节点选择
井底（产层中部）－突出流入动态 井口－突出油管或地面管线压力损失
完井段－评价射孔参数对生产的影响
分离器 —分析气举井和多口井分离器压力的影响
其它－油嘴、安全阀、多级管柱连接点
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系统的解与节点位置无关
P
Pr
Psp
q0 q
以井系统上游端点
Pr 为节点
Psp
逆流向计算
Pr
的交点为气井协调点 , 即在所给气井和地层条件下获
得的产量 Q 和相应的Pwf。 方法实质: 图解法(节点流入/出曲线) 协调原理(节点处质量能量守恒)
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节点分析一般步骤
1. 确定生产系统的起点 , 终点和各流动过程 ( 包括人工 举升系统)并建立(选择)各流动过程的模型 2.选定节点位置 节点位置的选取具有灵活性。原则上尽可能靠近分 析的对象 3.计算绘制节点流入和流出曲线并求解
qsc
泵出口压力 Pout P1 P2 级数St
P节点
范围
功率Sp
泵入口压力 Pin
q0
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q1
q2
qsc
级数和功率
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泵流入和流出曲线
人工举升方式选择
基本原则
能够充分发挥油井的产能，满足开发方案规定的 配产任务 所选择的举升设备具有较高的工作效率 所选择的采油方式可靠，对油井的生产状况具有交 强的适应性
qgin
g
Pvc一定，不同阀嘴
qgin
g
Pvt
相同注气点
Pvt
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d
Pvc
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不同阀嘴、Pvc
qging
校 正 流 入 动 态
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求解基本步骤：
1.给定注气点(工作阀)深度，并作为节点 2. 作节点流入曲线(SIPR，从地层沿井筒向上计算到节点) P1=f1(ql)= Pr －Δ P地层 －Δ P注气点以下油管 3.改变注气量qgi(I=1,2,3……)，作相应节点流出曲线(TPR， 从分离器逆流动方向计算节点压力) P3= f1(ql, qg)=Psp+Δ P地面管线+Δ P地面油嘴+Δ P注气点以上油嘴 4.求SIPR与多条TPR曲线的交点，得到LPR和GPR动态数据 LPR：注气量与产液量关系 GPR：注气量与注气压力关系 5.作气举阀进气动态曲线DPR P3=Pvc –Δ p气举阀 6.求DPR与GPR 曲线的交点，得到注气平衡点(注气量qging、 注气压力pvt) 7.根据解qging由LPR关系求得相应产液量ql 2015/11/30 21
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流入与流出曲线的关系
Pwf

TPR
P
IPR
两曲线不相交 不能自喷
获得产量q需要补充人工能量
相交 自喷产量过高 可用油嘴调节控制产量
Pwf
Pwf
P
自喷点
相交 自喷产量过低 P 补充人工能量使之增产
Pwf
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q
Q
两个交点（多相流高气液比） 左交点不稳定 过渡 右交点稳定 协调点
系统 起点 节点
节点流入部分
节点流出部分
系统 终点
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方法示例
干气井系统：井筒＋地层 选井底为节点，边界条件为 Pwh 和
Pwf Pwf
Pr
TPR Pwf IPR
节 点
Pwf
Pr
q
系统分析曲线(井底节点)
Q
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油气井稳定生产的条件是地层与井筒相协调 ,即地 层供给能力等于油管排出能力。节点流入 / 出两曲线
SIPR DPR
气举系统模型
校正流入动态
气举阀进气动态 举升动态
SIPR：P1=f1(qL)
DPR：P2=f2(qg) TPR：P3=f3(qL,qg)
平衡条件
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P1=P2=P3
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气举阀特性(DPR)
Pvt Pvc3 Pvc2 Pvc1 Pvt
嘴径1 嘴径2
嘴径3
阀嘴一定，不同环空压力Pvc
qginj
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稳定平衡点优化过程
优化计算
TPR
LPR
优
化
工 作 点
SIPR
GPR
注气平衡
稳定性
DPR
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气举特性曲线LPR
最佳效率 QL 最大产量
Qging 合理注气范围
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电潜泵井节点分析方法
Pwh
气
Pwh
Lp Pout Pin Pwf P泵 Pin Pout
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射孔完井流动状态
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油井： Pnode Pwfs Pwf aq aq 2

C1 0 B0 ln( rc / rp ) Lp K p N
C2 B0 β (
2
q
1 1 ) rP rc 2 q L2p N 2
psp
P节点流出（逆流向计算的下游压力）
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说
明
泵存在一个较高泵效的范围 气体会明显降低 η ，对于泵送油、气、水混合物，其体 积排量随压力变化 Q=qscVF (m3/d)
qsc---标况下的产液量， (m3/d) VF----混合物的体积系数 (m3/m3) F=fw+(1-fw)B0+[Rρ -(1-fw)Rs]Bg B0、Bg----油、气体积系数 fw----含水率 Rρ ---生产油气比(m3/m3) Rs----原油溶解油气比(m3/m3)。
立足于减少井下作业工作量，油井维修与管理方便
适合油田野外工作环境和动力供应条件 投资少，效益高
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基本步骤
1. 按单井产量高低将油井分类，选出代表井 2.初选几种机采方式作为备选方案，准备所需的基础 数据 3.用计算机模拟各种备选采油方式在各代表井的生产 可能性，即求得各种采油方式在预测开发期间内各 生产阶段的最大产油（液）量。如果最大产量大于 开发配产，则该采油方式是可行的，否则不可行 4.对各种可行的采油方式进行经济分析对比，求出各 种采油方式的相对经济效果 5.与其他影响采油方式适应性的非量化因素一起进行 综合综合分析
A
B
C

q
30
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电泵节点分析步骤
1.以下泵深度LP为节点 2.作泵吸入口动态曲线 Pin= Pr－Δ P地层 －Δ P完井段 －Δ P泵下方套管 3.作泵排出动态曲线 Pout=Psep+Δ P地面管线+Δ P泵下方套管
4.改变标况产液量qsc，根据相应泵入口、出口压力
计算泵的总级数及总功率：