人工舉升理論第5講節(jié)點系統(tǒng)分析.ppt

1、人工舉升理論,第6講 節(jié)點系統(tǒng)分析,吳曉東,節(jié)點系統(tǒng)分析,節(jié)點系統(tǒng)分析(Nodal System Analysis)簡稱節(jié)點分析，最初用于分析和優(yōu)化設計復雜的電路或管匯系統(tǒng)，1954年吉爾伯特(Gilbert)提議把該方法用于油井生產(chǎn)系統(tǒng)，后來布朗(Brown)等對此進行了比較全面、系統(tǒng)的研究，建立了油氣井節(jié)點系統(tǒng)分析的基礎。,節(jié)點系統(tǒng)分析是通過任一選定的節(jié)點把從油氣藏到地面分離器(或用戶)所構(gòu)成的整個油氣井生產(chǎn)系統(tǒng)，按計算壓力損失的公式或相關式分成幾個部分，它既可以將整個系統(tǒng)中各部分的壓力損失互相關聯(lián)起來，對每一部分的壓力損失進行定量評估，又可對影響流入、流出節(jié)點處流量的多種因素(參數(shù))進行

2、逐一的分析和優(yōu)選，從而發(fā)揮系統(tǒng)的最大潛能，使油氣井生產(chǎn)系統(tǒng)實現(xiàn)最優(yōu)化。,油井生產(chǎn)系統(tǒng),油井生產(chǎn)系統(tǒng)及壓力損失示意圖,任何油井的生產(chǎn)都可以分為三個基本流動過程：,從油藏到井底的流動油層中的滲流。,從井底到井口的流動井筒中的流動。,從井口到分離器的流動在地面管流中的水平或傾斜管流。,油嘴,普通節(jié)點,功能節(jié)點,兩段不同流動規(guī)律的銜接點屬普通節(jié)點。普通節(jié)點本身不產(chǎn)生與流量相關的壓力損失。,自噴井生產(chǎn)系統(tǒng)中，當流體通過井下節(jié)流器、安全閥、地面油嘴等部件時，都會產(chǎn)生與流量相關的壓力損失，這些壓力不連續(xù)的節(jié)點稱為功能節(jié)點 (壓力函數(shù)節(jié)點)。,解節(jié)點,應用節(jié)點分析方法時，通常要選定一個節(jié)點，將整個系統(tǒng)劃分為流

3、入節(jié)點與流出節(jié)點兩個部分進行求解，從而使問題獲得解決，所選的這個使問題獲得解決的節(jié)點稱為求解節(jié)點(簡稱解節(jié)點或求解點)。,在油井生產(chǎn)系統(tǒng)中，節(jié)點是一個位置的概念。,節(jié)點分類,自噴井生產(chǎn)系統(tǒng)節(jié)點位置,分離器 地面油嘴 井口 安全閥 節(jié)流器 井底 井底油層面 油藏 集氣管網(wǎng) 油罐,油井節(jié)點分析方法用途,確定目前生產(chǎn)條件下油井的動態(tài)特性； 優(yōu)選油井在一定生產(chǎn)狀態(tài)下的最佳控制產(chǎn)量； 對油井進行系統(tǒng)優(yōu)化分析，能迅速找出油井的限產(chǎn)因素，提出有針對性的油井改造及調(diào)整措施； 確定油井停噴時的生產(chǎn)狀態(tài)，從而分析確定油井的停噴原因； 確定油井轉(zhuǎn)入人工舉升方式生產(chǎn)的最佳時機，同時有助于人工舉升采油方式的優(yōu)選； 找出

4、提高油井產(chǎn)量的途徑。,解題步驟,Step 1,Step 2,Step 4,建立生產(chǎn)井模型；,選擇節(jié)點；,計算節(jié)點上、下游的供、排液特性；,Step 3,程序應用。,Step 5,進行動態(tài)擬合；,確定生產(chǎn)協(xié)調(diào)點；,Step 6,流入曲線：,流出曲線：,井底（管鞋位于井筒中心射孔段中部）做為求解節(jié)點是最常見的計算節(jié)點位置。計算這一節(jié)點位置的油井產(chǎn)液量時，整個生產(chǎn)系統(tǒng)分為兩個部分，即油層或油井產(chǎn)能部分和油管部分。井口油壓是已知量。,以井底壓力為求解點的分析方法,流入曲線：,流出曲線：,以井底做為求解節(jié)點進行分析的基本步驟：,解節(jié)點在井底的解,不同油管直徑對生產(chǎn)動態(tài)的影響(下圖)，油管直徑太小(右上圖

5、)，油管直徑太大(右下圖)。,油管直徑改變的影響,油井受管路限制,油井受供液能力限制,油管優(yōu)選。油氣兩相時，不同油管直徑對生產(chǎn)動態(tài)的影響（左圖），優(yōu)選油管直徑（右圖）。,油管直徑對生產(chǎn)動態(tài)的影響,優(yōu)選最佳油管直徑,選取井底為解節(jié)點，便于預測油藏壓力降低后的未來油井產(chǎn)量(左圖)及研究油井由于污染或采取增產(chǎn)措施后引起的完善性(或流動效率)變化所帶來的影響(右圖)。,預測未來產(chǎn)量,油井流動效率改變的影響,整個生產(chǎn)系統(tǒng)將從井口分成兩部分： 流入部分為油藏到井口的流動； 流出部分為從井口到分離器的管流系統(tǒng)。,以井口壓力為求解點的分析方法,流入曲線：,流出曲線：,求解壓力為井口壓力pwh。在假定一組流量后

6、，分別以給定的分離器壓力psep和油藏平均壓力pR為起點計算不同流量下的井口壓力pwh。這樣就可給出以井口為解節(jié)點的節(jié)點流入動態(tài)曲線(井筒及油藏的動態(tài)曲線)和節(jié)點流出曲線(地面管流動態(tài)曲線)，如左圖所示。由兩條曲線的交點就可求出該井在所給條件下的產(chǎn)量及井口壓力。,解節(jié)點在井口的解,不同直徑的油管和出油管線的井口解,解節(jié)點選在井口可用來研究不同直徑的油管和出油管線對生產(chǎn)動態(tài)的影響(下圖)，便于選擇油管及出油管線的直徑。,以油藏壓力為解點的分析方法,以油藏壓力為解節(jié)點所得的曲線可以用來研究在給定條件下油藏平均壓力對油井生產(chǎn)的影響、預測不同油藏平均壓力下的油井產(chǎn)量及油井的停噴壓力。,以分離器為起點計

7、算不同流量下的油藏壓力，并給出油藏壓力與流量關系曲線(左圖)。計算時，先假定一組流量，并以給定的分離器壓力為起點計算各假定流量下相應的井口壓力，然后以求得的井口壓力為起點計算各對應流量下的井底壓力；最后根據(jù)假定的一組流量及計算得的井底壓力，利用IPR曲線或相關式就可求得相應的油藏平均壓力pR。,油藏壓力變化影響,把分離器選作計算節(jié)點，能夠很容易地直接觀察到分離器壓力對產(chǎn)量的影響。產(chǎn)量的變化受整個生產(chǎn)系統(tǒng)的影響，包括油井產(chǎn)能、油管和輸油管線的規(guī)格和長度。,以分離器壓力為解點的分析方法,以油藏為起點，分離器為終點計算不同流量下的分離器壓力，并繪出分離器壓力與產(chǎn)量關系曲線（如左圖）。實際生產(chǎn)時，分離

8、器壓力調(diào)節(jié)為定值，由左圖就可得到選定分離器壓力后的產(chǎn)量。,分離器壓力與產(chǎn)量關系,對不同類型的井，以分離器為求解點可做出如左圖的曲線從而可得到分離器壓力對各類井生產(chǎn)的影響情況。由左圖可以看出，雖然降低分離器壓力可提高油井產(chǎn)量，但各井增產(chǎn)的程度不同，A井增產(chǎn)明顯而D井則增產(chǎn)很少。,分離器壓力對不同油井產(chǎn)量的影響,函數(shù)節(jié)點分析： 當以功能節(jié)點為解節(jié)點時，先要以系統(tǒng)兩端為起點分別計算不同流量下解節(jié)點上、下游的壓力、求得節(jié)點壓差并給出壓差一流量曲線。然后根據(jù)描述節(jié)點設備(油嘴、安全閥等)的流量一壓差公式或相關式，求得設備工作曲線。由兩條壓差一流量曲線的交點便可求得問題的解，即節(jié)點設備產(chǎn)生的壓差及相應的油井產(chǎn)量。設備規(guī)格不同，則求解得到的壓差及產(chǎn)量亦不相同，從而可根據(jù)要求選出合適的節(jié)點設備。,以油嘴壓力為節(jié)點的分析方法,地面管線和分離器,油管和油藏部分,以地面油嘴為解節(jié)點將整個生產(chǎn)系統(tǒng)分為流入、流出兩大部分。 以地面油嘴為解節(jié)點，可以根據(jù)要求選擇合適的油嘴及預測不同油嘴下的油井產(chǎn)量。,求出油嘴上、下游壓力與系統(tǒng)產(chǎn)量的關系曲線(圖1)，并根據(jù)該關系曲線求出油嘴上、下游壓差與產(chǎn)量的關系曲