气井生产系统节点分析课件

(3)计算流出动态曲线 假设一系列产量，对每一产量，由井口压力 和单相气体垂直管流计算方法，计算井底压 力，该压力就是流出节点压力。
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2、取井底为解节点的节点分析
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2、取井底为解节点的节点分析
(4)绘制流入和流出 动态曲线
(5)求解协调点 协调点压力7.89MPa 产量9.32×104m3/d 该井在井口压力等 于6.0MPa下的产量 为9.32×104m3/d。
井口压力，即流入节点压力。 (3)计算流出动态曲线
流出节点压力不随产量变化，恒等于井口压力。
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3、取井口为解节点的节点分析
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3、取Biblioteka Baidu口为解节点的节点分析
(4)绘制流入和流出 动态曲线
(5)求解协调点 协调点压力6MPa 产量9.32×104m3/d 该井在井口压力等 于6.0MPa下的产量 为9.32×104m3/d。
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二、普通节点分析
（一）普通节点分析
l例1 已知某气井的参数：井中部深度H ＝
3000m，油管尺寸为2½“（内径62mm，外径 73mm），井筒平均温度 ＝342K（69℃），天
然气相对密度γg＝0.6，地层压力＝30MPa， 井口压力 ptf ＝6.0MPa，气井产能方程为
试取不同节点为解节点对该井进行节点分析？ 30
节点分析任务是协调 Inflow与Outflow的流动 状态，达到最佳协调点。
压力 协调点
流出
流入 产量
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5、敏感性优化分析
◆目的 找出气井生产系统的合理参数，确定气井最佳 生产状态。
◆方法 改变系统参数，分析这些系统参数对系统流动 特性的影响，从而确定气井最佳生产状态。
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（三）气井生产系统分析的用途
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1、取地层为解节点的节点分析
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2、取井底为解节点的节点分析
(1)取井底为解节点 l流入部分包括从地层外边界到井底 l流出部分包括从井底到井口
(2)计算流入动态曲线 假设一系列产量，对每一产量，根据地层压力 和气井产能方程，计算井底压力，该压力就是 流入节点压力。
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2、取井底为解节点的节点分析
(4)计算流出动态曲线 l假设一系列产量，对每一产量完成下列计算 l由井口压力和单相气体垂直管流计算方法， 计算井底压力。 l根据井底压力和气井产能方程，计算地层压 力，该压力就是流出节点压力。
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1、取地层为解节点的节点分析
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1、取地层为解节点的节点分析
(5)绘制流入和流出 动态曲线
(6)求解协调点 协调点压力30MPa 产量9.32×104m3/d 该井在井口压力等 于6.0MPa下的产量 为9.32×104m3/d。
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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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
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1、气藏中气体向气井的渗流
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。
◆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。
◆将Inflow与Outflow曲线 综合到一个图上
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。
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。
➢ 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
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汇报提纲
一、气井生产系统分析 二、普通节点分析 三、函数节点分析
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（一）气井生产系统
气井生产系统：由储层、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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（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。
l采用敏感参数分析方法可以分析它们对气井产 能的影响。
l敏感性分析是以节点分析为基础的。
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1、井口压力对气井产能的影响
以例1为例 (1)解节点取在井口
在其它参数不变的情况下，改变井口压力时， 只是流出曲线发生改变，流入曲线并不改变。 (2)分别取井口压力为6、10、15、20MPa 绘制井口压力为6、10、15、20MPa的流出动态 曲线，获得井口压力敏感性分析曲线。
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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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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。
气井生产系统节点分析课件
◆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。
气井节点分析理论、方法、用途和步骤。
➢ 凝析气井 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 井口针型阀或气嘴的节流过程。
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。 站内流动：气咀、针阀。
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（一）气井生产系统
对实际的气井生产系统进行分析时，需 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。
（1）单相气体渗流
（2）气水井流入动态 （3）凝析气井流入动态
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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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（2）气水井流入动态
两相流，一般采用Vogel方程。 ◆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
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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： l油气两相可动区； 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
◆节点分类 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
◆主要节点 一般取８个节点
1、取地层为解节点的节点分析
(3)由气井产能方程计算流入动态曲线 流入动态由产量与流入节点压力的关系表示。 这时流入节点压力不随产量变化，恒等于地层 压力。
(4)计算流出动态曲线 流出动态由产量与流出节点压力的关系表示。 流出节点压力是井口压力、井筒压力损失和地 层压力损失的总和。
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1、取地层为解节点的节点分析
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3、取井口为解节点的节点分析
小结
l不同解节点下进行节点分析所获得的产量相同 ，为9.32×104m3/d。
l产量与解节点的位置无关。 l解节点的位置不同，节点的压力不同，流入和
流出动态曲线的形状不一样。
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（二）气井敏感参数分析
l影响气井产能的因素很多，如油管尺寸、表皮 系数、射孔密度、井口压力、地层压力等。
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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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1、节点的设置
◆定义 节点（Nodal）是一位置概念，是系统中任一位置。
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2、油管尺寸对气井产能的影响
(3)计算流出动态曲线 对分析的每一个油管尺寸，假设一系列产量， 根据井口压力和单相气体垂直管流方法，计算 井底压力，即流出节点压力。
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2、油管尺寸对气井产能的影响
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使气井以最小的能量损失达到最有效的目标产量。 1、新井：选择完井方式，确定油套管尺寸、合理生
产压差； 2、生产井：找出限制气井的不利因素，提出改造及
调整措施； 3、优选气井的最佳控制产量； 4、确定气井停喷的生产状态，从而分析停喷原因；
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（三）气井生产系统分析的用途
5、确定排水采气时机，优选排水采气方式； 6、进行经济分析，寻求最佳方案； 7、预测未来气井产量随时间的变化； 8、找出提高气井产量的途径。 对于新井，优化完井参数和优选油管尺寸； 对于老井，有助于科学地管理好生产。
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（四）气井生产系统分析步骤
◆建立生产井模型； ◆根据分析目标选定解节点，确定节点分析方法； ◆完成各个部分数学模型的静动态生产资料的拟合
，绘制流入和流出动态曲线； ◆求解流入和流出动态曲线的协调点； ◆完成确定目标的敏感参数分析，优选系统参数。
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汇报提纲
一、气井生产系统分析 二、普通节点分析 三、函数节点分析
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2、取井底为解节点的节点分析
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3、取井口为解节点的节点分析
(1)取井口为解节点 l流入部分包括从地层外边界到井口 l流出部分为井口，压力恒定等于井口压力
(2)计算流入动态曲线 流入节点压力是地层压力减去地层压力损失和 井筒压力损失
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3、取井口为解节点的节点分析
(2)计算流入动态曲线 l假设一系列产量，对每一产量完成下列计算 l根据地层压力和气井产能方程，计算井底压力。 l由井底压力和单相气体垂直管流计算方法，计算
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2、油管尺寸对气井产能的影响
◆油管设计应综合考虑的因素 l机械方面问题 l井的产能 l携液能力 l成本
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2、油管尺寸对气井产能的影响
以例1为例 (1)将解节点取在井底处
在其它参数不变的情况下，改变油管尺寸时， 只是流出曲线发生改变，流入曲线并不改变 (2)计算流入动态曲线 假设一系列产量，根据地层压力和产能方程计 算井底压力，即流入节点压力。
1、取地层为解节点的节点分析
(1)建立生产井模型 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)选取解节点 取地层外边界为解节点 l流入部分为地层外边界，流入解节点压力为 恒定值，等于地层压力。 l流出部分包括从地层外边界到井口。
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1、井口压力对气井产能的影响
(3)求出不同井口压力下流入和流出动态曲线的协调点。
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2、油管尺寸对气井产能的影响
◆油管的作用 l封隔器，保护套管不受油管内流体高压作用 l保护套管不受液体的腐蚀作用； l油管尺寸合理，井内不会滞留烃类液体和水； l油管尺寸必须很大，气井能通过最大的气量。
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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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