第二节-第节-自喷井生产系统解析.ppt

* 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 （机械采油） 自喷采油 采油方法 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。 采油方法通常是指将流到井底的原油采到地面上所采用的方法。 利用油层本身的能量使地层原油喷到地面的方法称为自喷采油法。 自喷采油原理：主要依靠溶解在原油中的气体随压力的降低分离出来而发生的膨胀。 在整个生产系统中，原油依靠油层所提供的压能克服重力及流动阻力自行流动，不需人为补充能量，因此自喷采油是最简单、最方便、最经济的采油方法。 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 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 自喷井生产系统的基本流动过程 （1）地层中的渗流：10-15% （2）井筒中的流动：30-80% （3）嘴流：5-30% （4）地面管线流动：5-10% 油井连续稳定自喷条件： 四个流动系统相互衔接又相互协调起来。 协调条件 质量守恒 能量守恒 各子系统质量流量相等 各子系统压力相衔接，前系统的残余压力可作为后序系统的动力 油井稳定生产时，整个流动系统必须满足混合物的质量和能量守恒原理。 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。 20世纪80年代以来，为进行油井生产系统设计及生产动态预测，广泛使用了节点系统分析的方法 节点划分依据： 不同系统的流动规律不同 节点系统分析对象：整个油井生产系统 自喷井生产系统 油藏渗流子系统 井筒流动子系统 油嘴流动子系统 地面管流子系统 常用节点 分离器压力：psep 井口回压： pDSC 井口油压： pwh 井底流压： pwf 油藏平均压力： pr pr- pwf IPR曲线 pwf- pwh 多相管流计算方法 pwh- pDSC 嘴流特性曲线 pB- psep 多相管流计算方法 图2-2 自喷井生产系统节点位置 需要解决的问题：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。 节点系统分析实质：协调理论在采油应用方面的发展 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。 求解点的选择：主要取决于所要研究解决的问题 求解点：为使问题获得解决的节点 协调曲线示意图 节点流入曲线 节点流出曲线 协调点 求解问题方法：针对求解点，绘制该节点的流入曲线和流出曲线，求得其交汇点，得到对应的产量。 (一)油藏与油管两个子系统的节点分析 1)井底为求解点 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 给定已知条件：油藏深度；油藏压力；单相流时的采油指数；油管直径；以及饱和压力；气油比；含水；油气水密度。 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。 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，这两种因素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。 Q1 (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：油藏深度；油藏压力；单相流时的采油指数油管直径；分离器压力；出油管线直径及长度；气油比；含水；饱和压力以及油气水密度。 2-6 简单管流系统 选取了中间节点(井底)为求解点，求解时，要从两端(井底和分离器)开始，设定一组流量