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采油工程 * 自喷井生产管理与分析 第1页，共32页。 （一）自喷井节点分析 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。 第2页，共32页。 节点系统分析法 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 第3页，共32页。 节点系统分析法 节点（ node ）： 油气井生产过程中的某个位置。 普通节点： 两段不同流动过程的衔接点，不产生与流量有关的压降。 解节点（solution node）： 系统中间的某个节点，将系统分为流入和流出两部分。 第4页，共32页。 节点划分依据：流体的流动规律 自喷井生产系统节点位置 ①—分离器 ②—地面油嘴 ③—井口 ④—安全阀（海上油井） ⑤—节流器（海上油井） ⑥—井底流压Pwf ⑦—井底油层面上的压力Pwfs ⑧—平均地层压力Pr ⑨—集气管网 ⑩—油罐 第5页，共32页。 节点系统分析法 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。 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 第6页，共32页。 节点系统分析思路： ①以系统两端为起点分别计算不同流量下节点上、下游的压力，并求得节点压差，绘制压差－流量曲线。 ②根据描述节点设备(油嘴、安全阀等)的流量—压差相关式，求得设备工作曲线。 ③两条压差－流量曲线的交点为问题的解，即节点设备产生的压差及相应的油井产量。 节点流入曲线 节点流出曲线 协调点 第7页，共32页。 1.地层与油管流动的协调 协调条件： 地层产量=油管排量 井底流压=油管排出地层产量所需的管鞋压力 分析目标 不同地层和井筒条件下流压-产量的关系pwf qo 分析方法： 根据条件，应用图解法确定协调点。 第8页，共32页。 1)井底为求解点 已知油压，求解井底流压。 1 2 C 绘制IPR曲线 1 2 绘制井筒油管工作曲线 一组 多相流计算方法 3 C点为协调点，对应的产量及井底流压为系统协调生产时可获得的油井产量及相应的井底流压。 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。 第9页，共32页。 已知井底流压，求解井口油压。 2)井口为求解点 绘制IPR曲线 1 2 绘制井筒油管工作曲线 3 得出不同产量下的井口油压，用于预测油井能否自喷。 一组 多相流计算方法 IPR曲线 1 2 C IPR曲线 节点（井口）流入曲线：油压与产量的关系曲线 曲线2的形状：油管的上下压差（Pwf-Pt）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。 第10页，共32页。 ２.地层－油管－地面流动的协调 1)井底为求解点 地层中的流动； 从油管入口到分离器的管流。 简单管流系统 生产系统从井底分成两部分： 设定一组流量，分别从井底和分离器开始，求井底流压与流量的关系曲线。 已知分离器Psep和地层Pr。 第11页，共32页。 1)井底为求解点 绘制IPR曲线（流入曲线） 1 2 绘制地面管线－油管流动工作曲线（流出曲线） 3 C点为协调点。 1 2 C 多相流计算方法 多相流计算方法 一组 一组 渗流方程 交点：在所给条件下可获得的油井产量及相应的井底流压。 节点（井底）流出曲线：以分离器压力为起点通过水平或倾斜管流计算得井口油压，再通过井筒多相流计算得油管入口压力与流量的关系曲线。 第12页，共32页。 选取井底为求解点的目的 ①预测油藏压力降低后的未来油井产量 ②研究油井由于污染或采取增产措施对油井产量的影响 预测未来产量 油井流动效率改变的影响 第13页，共32页。 2)井口为求解点 整个生产系统以井口为界分为油管和油藏部分以及地面管线和分离器部分 地面管线和分离器部分 油管和油藏部分 已知分离器Psep和地层Pr。 第14页，共32页。 2)井口为求解点 求解点在井口的解 流入曲线：油藏压力为起点计算不同流量下的井口压力，即油管及油藏的动态曲线。 交点：产量及井口压力。 流出曲线：以分离器压力为起点