油氣井節(jié)點(diǎn)系統(tǒng)分析PPT課件

1、2021-11-21 油氣井穩(wěn)定生產(chǎn)的條件是地層與井筒相協(xié)調(diào),即地層供給能力等于油管排出能力。節(jié)點(diǎn)流入/出兩曲線的交點(diǎn)為氣井協(xié)調(diào)點(diǎn),即在所給氣井和地層條件下獲得的產(chǎn)量 Q 和相應(yīng)的Pwf。方法實(shí)質(zhì): 圖解法(節(jié)點(diǎn)流入/出曲線) 協(xié)調(diào)原理(節(jié)點(diǎn)處質(zhì)量能量守恒)第1頁/共36頁2021-11-22節(jié)點(diǎn)分析一般步驟1.確定生產(chǎn)系統(tǒng)的起點(diǎn),終點(diǎn)和各流動(dòng)過程(包括人工舉升系統(tǒng))并建立(選擇)各流動(dòng)過程的模型2.選定節(jié)點(diǎn)位置 節(jié)點(diǎn)位置的選取具有靈活性。原則上盡可能靠近分析的對(duì)象3.計(jì)算繪制節(jié)點(diǎn)流入和流出曲線并求解節(jié)點(diǎn)壓力Qq節(jié)點(diǎn)流入節(jié)點(diǎn)流出Pnode= rPP（節(jié)點(diǎn)上游）Pnode= Psep P(節(jié)點(diǎn)下

2、游)第2頁/共36頁2021-11-234. 動(dòng)態(tài)擬合 將計(jì)算結(jié)果與實(shí)際試采數(shù)據(jù)對(duì)比擬合，調(diào)整數(shù)學(xué)模型或參數(shù)使之符合生產(chǎn)井的實(shí)際情況。5. 實(shí)際應(yīng)用 對(duì)參數(shù)進(jìn)行敏感性分析 優(yōu)化生產(chǎn)操作參數(shù)等第3頁/共36頁2021-11-24兩曲線不相交不能自噴獲得產(chǎn)量q需要補(bǔ)充人工能量相交自噴產(chǎn)量過高可用油嘴調(diào)節(jié)控制產(chǎn)量相交自噴產(chǎn)量過低補(bǔ)充人工能量使之增產(chǎn)兩個(gè)交點(diǎn)（多相流高氣液比）左交點(diǎn)不穩(wěn)定過渡右交點(diǎn)穩(wěn)定協(xié)調(diào)點(diǎn) 流入與流出曲線的關(guān)系PwfPwfPwfPwfqQIPRTPRPPPP自噴點(diǎn)第4頁/共36頁2021-11-25節(jié)點(diǎn)選擇井底（產(chǎn)層中部）突出流入動(dòng)態(tài)井口突出油管或地面管線壓力損失完井段評(píng)價(jià)射孔參數(shù)對(duì)

3、生產(chǎn)的影響分離器 分析氣舉井和多口井分離器壓力的影響 其它油嘴、安全閥、多級(jí)管柱連接點(diǎn)第5頁/共36頁2021-11-26系統(tǒng)的解與節(jié)點(diǎn)位置無關(guān)以井系統(tǒng)下游端點(diǎn) 為節(jié)點(diǎn)以井系統(tǒng)上游端點(diǎn) 為節(jié)點(diǎn)PPq0qPspPsp逆流向計(jì)算spPrPspPrPrPrPq0qrPPsp沿流向計(jì)算第6頁/共36頁2021-11-27井底節(jié)點(diǎn)第7頁/共36頁2021-11-28井底節(jié)點(diǎn)第8頁/共36頁2021-11-29函數(shù)節(jié)點(diǎn)分析函數(shù)節(jié)點(diǎn)分析 油嘴、井下安全閥、完井段等作為函數(shù)節(jié)點(diǎn)的部件在局部會(huì)產(chǎn)生與流量相關(guān)的壓降P (Q)，這類函數(shù)節(jié)點(diǎn)的系統(tǒng)分析曲線為PQ。 以油井射孔完井段為例分析射孔密度對(duì)系統(tǒng)產(chǎn)能的影響。射

4、孔完井段消耗從地層到井底的大部分壓降，主要是由流體流過孔眼致密壓實(shí)帶的紊流造成的。第9頁/共36頁2021-11-210射孔完井流動(dòng)狀態(tài)射孔完井流動(dòng)狀態(tài)第10頁/共36頁2021-11-211 油井：2222020012)11()/ln(qNLrrBCqNKLrrBCaqaqPPPpcPpppcwfwfsnoderP函數(shù)節(jié)點(diǎn)P節(jié)點(diǎn)流入（順流向計(jì)算的上游壓力）pspP節(jié)點(diǎn)流出（逆流向計(jì)算的下游壓力）第11頁/共36頁2021-11-212函數(shù)節(jié)點(diǎn)分析步驟函數(shù)節(jié)點(diǎn)分析步驟1.作節(jié)點(diǎn)流入曲線(即完井段上游地層無污染(S=0)理想情況的IPR曲線 pwfs，rw=rd)2.作節(jié)點(diǎn)流出曲線(完井段下游，

5、從psp ptf pwf ) pwf= psp+p管線+p油管rPPIPRTPRPwfPwfsq理想完善井（S=0）協(xié)調(diào)點(diǎn)Q第12頁/共36頁2021-11-2133.作系統(tǒng)需要的壓差曲線，即節(jié)點(diǎn)流入與流出的壓差 P系統(tǒng)需要= Pwfs- Pwf4.作函數(shù)節(jié)點(diǎn)Pnode曲線(給定射孔條件的完井段P曲線)，如N=6、10、15孔/米。QP系統(tǒng)P=06Pp1015需要壓差產(chǎn)量q6q10q15p完井段第13頁/共36頁2021-11-21453氣舉原理：注氣降低舉升流壓梯度氣舉設(shè)計(jì)目的：少注氣多提液第14頁/共36頁2021-11-215改變注氣量，注氣壓力，注氣深度和管徑控制氣舉液量第15頁/共3

6、6頁2021-11-216氣舉系統(tǒng)組成氣舉系統(tǒng)組成氣舉系統(tǒng)模型氣舉系統(tǒng)模型 PvtPwfPsepPrTPRPvcqgingSIPRDPR校正流入動(dòng)態(tài)氣舉閥進(jìn)氣動(dòng)態(tài)舉升動(dòng)態(tài)SIPR：P1=f1(qL)DPR：P2=f2(qg)TPR：P3=f3(qL,qg)平衡條件 P1=P2=P3第16頁/共36頁2021-11-217氣舉閥特性氣舉閥特性(DPR)(DPR)Pvt嘴徑嘴徑3嘴徑嘴徑2嘴徑嘴徑1qgingqgingqgingPvtPvc3Pvc2Pvc1Pvt相同注氣點(diǎn)相同注氣點(diǎn)PvtPvcd第17頁/共36頁2021-11-218校正流入動(dòng)態(tài)第18頁/共36頁2021-11-219 求解基本

7、步驟：求解基本步驟：1.給定注氣點(diǎn)(工作閥)深度，并作為節(jié)點(diǎn) 2. 作節(jié)點(diǎn)流入曲線(SIPR，從地層沿井筒向上計(jì)算到節(jié)點(diǎn)) P1=f1(ql)= P地層 P注氣點(diǎn)以下油管3.改變注氣量qgi(I=1,2,3)，作相應(yīng)節(jié)點(diǎn)流出曲線(TPR， 從分離器逆流動(dòng)方向計(jì)算節(jié)點(diǎn)壓力) P3= f1(ql, qg)=Psp+P地面管線+P地面油嘴+P注氣點(diǎn)以上油嘴4.求SIPR與多條TPR曲線的交點(diǎn)，得到LPR和GPR動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)LPR：注氣量與產(chǎn)液量關(guān)系GPR：注氣量與注氣壓力關(guān)系5.作氣舉閥進(jìn)氣動(dòng)態(tài)曲線DPR P3=Pvc p氣舉閥6.求DPR與GPR 曲線的交點(diǎn)，得到注氣平衡點(diǎn)(注氣量qging、 注氣壓

8、力pvt)7.根據(jù)解qging由LPR關(guān)系求得相應(yīng)產(chǎn)液量qlrP第19頁/共36頁2021-11-2203第20頁/共36頁2021-11-221DPR1，小孔板，高壓小孔板，高壓DPR2，大孔板，低壓大孔板，低壓工作點(diǎn)工作點(diǎn)DPR1穩(wěn)定穩(wěn)定DPR2不穩(wěn)定不穩(wěn)定注氣點(diǎn)穩(wěn)定性分析注氣點(diǎn)穩(wěn)定性分析qginjPvt第21頁/共36頁2021-11-222TPRSIPRLPRGPR優(yōu) 化注氣平衡穩(wěn)定性工 作 點(diǎn)優(yōu)化計(jì)算 DPR第22頁/共36頁2021-11-223氣舉特性曲線氣舉特性曲線LPRLPRQLQging合理注氣范圍最大產(chǎn)量最佳效率第23頁/共36頁2021-11-224電潛泵井節(jié)點(diǎn)分析方法

9、電潛泵井節(jié)點(diǎn)分析方法LpPwfPoutPinPoutPinPwh P泵泵PwfPrPwh氣氣第24頁/共36頁2021-11-2252電泵特性曲線功率泵效揚(yáng)程第25頁/共36頁2021-11-226泵的有效壓頭(揚(yáng)程，m) HQ泵軸輸出功率(kw) PzQ泵效 = Q式中 P - 泵輸出功率= ，kw Q 泵排量，m3/d - 液體密度，t/ m3廠家測定方法：在一定轉(zhuǎn)速下調(diào)節(jié)泵出口閘門開啟度，在每一開啟度下測定Q、H、Pz和。泵液為水，r rL L=1=1。PzP8873QH第26頁/共36頁2021-11-227說說 明明泵存在一個(gè)較高泵效的范圍氣體會(huì)明顯降低，對(duì)于泵送油、氣、水混合物，其

10、體積排量隨壓力變化 Q=qQ=qscscVF (mVF (m3 3/d)/d) q qscsc-標(biāo)況下的產(chǎn)液量， (m(m3 3/d)/d) VF-混合物的體積系數(shù) (m(m3 3/m/m3 3) ) F=fw+(1-fw)B0+R-(1-fw)RsBg B0、Bg-油、氣體積系數(shù) fw-含水率 R-生產(chǎn)油氣比(m(m3 3/m/m3 3) ) Rs-原油溶解油氣比(m(m3 3/m/m3 3) )。第27頁/共36頁2021-11-228選擇泵型選擇泵型1 1.作IPRIPR曲線2.2.根據(jù)井的套管尺寸選擇幾種泵，將其泵效范圍的上、 下限排量標(biāo)注在IPRIPR曲線上3.3.對(duì)于每種泵型的上、

11、下限排量，用兩相流關(guān)系式計(jì) 算所需要的排出壓力P Poutout和相應(yīng)混合物體積排量 Q=qQ=qscscVFVF4.4.選擇滿足混合物體積排量大于泵效下限排量條件的 泵型ABCqPwf第28頁/共36頁2021-11-229 電泵節(jié)點(diǎn)分析步驟電泵節(jié)點(diǎn)分析步驟 1.以下泵深度L LP P為節(jié)點(diǎn) 2.作泵吸入口動(dòng)態(tài)曲線 P Pinin= = PrP地層 P完井段 P泵下方套管 3.作泵排出動(dòng)態(tài)曲線 P Poutout=P=Psepsep+P地面管線+P泵下方套管 4.改變標(biāo)況產(chǎn)液量q qscsc，根據(jù)相應(yīng)泵入口、出口壓力 計(jì)算泵的總級(jí)數(shù)及總功率： 5.作Stqsc曲線和Spqsc曲線； 6.標(biāo)出

12、泵效范圍，確定合適的泵級(jí)數(shù)及其總功率。dpVFqHVFgSscPoutPinfsct)(1dpVFqHVFqpgSscsczPoutPinfscp)()(1第29頁/共36頁2021-11-230P節(jié)點(diǎn)節(jié)點(diǎn)qscq0q1q2P1 P2泵出口壓力泵出口壓力 Pout泵入口壓力泵入口壓力 Pin 范圍范圍級(jí)數(shù)級(jí)數(shù)St功率功率Sp級(jí)數(shù)和功率級(jí)數(shù)和功率qsc泵流入和流出曲線流入流入/ /出曲線圖解出曲線圖解第30頁/共36頁2021-11-231人工舉升方式選擇人工舉升方式選擇基本原則 能夠充分發(fā)揮油井的產(chǎn)能，滿足開發(fā)方案規(guī)定的 配產(chǎn)任務(wù) 所選擇的舉升設(shè)備具有較高的工作效率 所選擇的采油方式可靠，對(duì)油

13、井的生產(chǎn)狀況具有交 強(qiáng)的適應(yīng)性 立足于減少井下作業(yè)工作量，油井維修與管理方便 適合油田野外工作環(huán)境和動(dòng)力供應(yīng)條件 投資少，效益高第31頁/共36頁2021-11-232基本步驟基本步驟1. 按單井產(chǎn)量高低將油井分類，選出代表井2.初選幾種機(jī)采方式作為備選方案，準(zhǔn)備所需的基礎(chǔ) 數(shù)據(jù)3.用計(jì)算機(jī)模擬各種備選采油方式在各代表井的生產(chǎn) 可能性，即求得各種采油方式在預(yù)測開發(fā)期間內(nèi)各 生產(chǎn)階段的最大產(chǎn)油（液）量。如果最大產(chǎn)量大于 開發(fā)配產(chǎn)，則該采油方式是可行的，否則不可行 4.對(duì)各種可行的采油方式進(jìn)行經(jīng)濟(jì)分析對(duì)比，求出各 種采油方式的相對(duì)經(jīng)濟(jì)效果5.與其他影響采油方式適應(yīng)性的非量化因素一起進(jìn)行 綜合綜合分析第32頁/共36頁2021-11-233對(duì) 比 項(xiàng) 目條 件氣 舉電 潛 泵水 力 活 塞 泵噴 射 泵有 桿 泵排 量m3/d正 常最 大30 31807950（ 環(huán) 空 ）1272080-905874430-600124548047701 100500泵 深 ， m正 常最 大3000365830045723000-366054863000335430004421井 下 情 況 小 井 眼 及多 層 斜 井適 宜 小 井 眼最 適 宜不 宜小 斜 度 適 宜很 適 宜適 宜多 層 不 宜適