第2章自喷与气举采油1.ppt

* 采油工程原理与设计 * 第二章 自喷与气举采油 主要内容 一、自喷井生产系统分析二、气举采油原理及油井举升系 统设计方法 人工举升采油 自喷采油 采油方法分类 人工给井筒流体增加能量将井底原油举升至地面的采油方式。 利用油层自身能量将原油举升到地面的采油方式。 第一节 自喷井生产系统分析 一、自喷井生产系统组成 油层到井底的流动—地层渗流 井底到井口的流动—井筒多相管流 井口到分离器—地面水平或倾斜管流 油井生产的三个基本流动过程 自喷井生产的四个基本流动过程 地面水平或倾斜管流 地层渗流 井筒多相管流 嘴流 —生产流体通过油嘴(节流器)的流动 图2-1 完整的自喷井生产系统的压力损失示意图 油藏中的压力损失 穿过井壁(射孔孔眼、污染区)的压力损失 穿过井下节流器的压力损失 穿过井下安全阀的压力损失 穿过地面油嘴的压力损失 地面出油管线的压力损失 地面管线总压力损失，包括 和 油管总压力损失，包括 和 油藏压力 井底流压 油 压 回 压 套 压 二、自喷井节点分析 节点系统分析法：应用系统工程原理，把整个油井生产系统分成若干子系统，研究各子系统间的相互关系及其对整个系统工作的影响，为系统优化运行及参数调控提供依据。 节点划分依据： 不同的流动规律相关式 图2-2 自喷井生产系统节点位置 节点系统分析对象：整个油井生产系统 节点系统分析实质：协调理论在采油应用方面的发展 协调条件 质量守恒 能量(压力)守恒 热量守恒 自喷井生产系统组成： 油藏渗流子系统 井筒流动子系统 油嘴(节流器)流动子系统 地面管流子系统 普通节点：两段不同流动规律的衔接点。普通节点本身不产生与流量相关的压力损失。 函数节点：压力不连续的节点 (压力函数节点)。流体通过该节点时，会产生与流量相关的压力损失。 节点：各流动过程的分界点，是一个位置的概念。包括：普通节点和函数节点两类。 图自喷井生产系统节点位置 应用节点分析方法时，通常要选定一个节点，将整个系统划分为节点流入部分和节点流出部分两个部分进行求解。所选用的这个使问题获得解决的节点称为求解节点，简称求解点。 可解决的问题：预测在某些节点压力确定条件下油井的产量以及其它节点的压力。 通常节点1分离器压力psep 、节点8油藏平均压力 pr为定值，不是产量的函数，故任何求解问题必须从节点1或节点8开始。 （2）节点分析步骤 对自喷井生产系统进行节点分析，一般步骤如下： ① 建立生产井模型。按油气井生产的逻辑关系，合理设置节点，建立生产井模型。 ② 选择求解点。通常应选尽可能靠近分析对象的节点作为求解点。 图 自喷井生产系统节点位置 ③ 计算求解点上、下游的供、排液特性。 流入部分：从油层顺流到求解点。 流出部分：从分离器逆流到求解点。 ④ 确定生产协调点。 根据解节点上、下游的压力与流量的关系，绘制流入动态曲线和流出动态曲线。 流入、流出曲线的交点（称协调工作点）即是所给条件下系统可提供的产量与求解点处的压力。 协调曲线示意图 节点流入曲线 节点流出曲线 协调点 (一)油藏与油管两个子系统的节点分析 (普通节点分析） 1)井底为求解点 （为最常用分析方法） 当油压为已知时，可以井底为求解点。 图2-4 管鞋压力与产量关系曲线 已知条件：油藏深度；油管直径；气油比；含水；油、气、水密度；油藏压力；饱和压力(低于油层压力)及单相流时的采油指数。 节点（井底）流入曲线:IPR曲线 节点（井底）流出曲线: 由井口油压所计算的井底流压与产量的关系曲线。 交点：该系统在所给条件下可获得的油井产量及相应的井底流压。 图2-5 油压与产量的关系曲线 2)井口为求解点 设定一组产量，通过IPR曲线A可计算出一组井底流压，然后通过井筒多相流计算可得一组井口油压曲线B。 节点（井口）流入曲线：油压与产量的关系曲线 IPR曲线 Pa-Pb是在油管中消耗的压力 曲线B的形状：油管的上下压差(Pa-Pb)并不总是随着产量的增加而加大。产量低时，管内流速低，滑脱损失大；产量高时，摩擦损失大，这两种情况均可造成管内压力损耗大。 使用：计算出任意产量下的井口油压的大小，并用于预测油井能否自喷。 (二)从油藏到分离器无油嘴系统的节点分析方法 1)井底为求解点 给定的已知条件：分离器压力；出油管线直径及长度；油藏深度；油管直径；气油比；含水；油、气密度；油藏压力；饱和压力(低于油层压力)及单相流时的采油指数PI。 2-6 简单管流系统 由于选取中间节点(井底)为求解点，所以求解时，要从两端(井底和分离器)开始，设定一组流量，对这两部分分别计算至求解点上的压力(井底流压，亦即油管鞋压力)与流量的关系曲