气井生产系统分析

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气井生产系统节点分析普通节点及函数节点

1、取地层为解节点的节点分析
气井生产系统节点分析普通节点及函数节点
2、取井底为解节点的节点分析
(1)取井底为解节点 l流入部分包括从地层外边界到井底 l流出部分包括从井底到井口
(2)计算流入动态曲线假设一系列产量，对每一产量，根据地层压力和气井产能方程，计算井底压力，该压力就是流入节点压力。
气井生产系统节点分析普通节点及函数节点
（2）气水井流入动态
两相流，一般采用Vogel方程。 ◆边水气藏 ◆底水气藏 ◆气水同层的气藏采用气井单井数值模拟器
气井生产系统节点分析普通节点及函数节点
（3）凝析气井流入动态
当井底流压低于露点压力时，井底附近有凝析液析出，地层中出现三个区： l油气两相可动区；
气井生产系统节点分析普通节点及函数节点
3、气体沿垂直或倾斜油管举升的流动
◆油管的压力损失整个生产系统总压降的主要部分 l举升压力损失； l摩阻压力损失； l高产气井还包括动能损失。
➢ 单相气体 lCullender & Smith法； l平均温度和偏差系数法。
气井生产系统节点分析普通节点及函数节点
气井生产系统节点分析普通节点及函数节点
1、节点的设置
◆节点分类 l普通节点：气体通过这类节点时，节点本身不产生与流量有关的压降。 l函数节点：气体通过这类节点时，要产生与流量相关的压降。
气井生产系统节点分析普通节点及函数节点
1、节点的设置
◆主要节点一般取８个节点
l普通节点地层、井底、井口、分离器
气井生产系统节点分析普通节点及函数节点
二、普通节点分析
（一）普通节点分析
l例1 已知某气井的参数：井中部深度H ＝

油气井动态分析及管理

，产量会下降，气油比会升高。
16
一、自喷井生产分析
（五）自喷井生产分析内容
3、油层分析主要分析油层内能量供耗平衡中压力变化对自喷井生产的影响；
注入与采出的平衡情况；
多油层非均质对油井生产的影响；油层生产能力的变化；见水前后有关参数变化等。
17
一、自喷井生产分析
（六）工作中的实际问题－生产过程问题及处理
油嘴堵塞
更换或活动油嘴解堵
油嘴被刺刷变大
更换油嘴
油井结蜡
采用机械或化学清蜡
井底积水
定期用柴油反替积水或转机采；关井恢复后进行放喷；投泡沫捧关井后放喷。
18
一、自喷井生产分析
（六）工作中的实际问题－生产过程问题及处理
1. 2. 3. 4. 5. 1. 2. 3. 4. 油压下降；产量下降；含水基本不变；油气油比基本不变；静压不变。油压下降；产量下降；含水基本不变；静压下降。
22
二、气井生产分析
（二）气井生产工作制度分析
气井生产工作制度，又称工艺制度，是指适应气井产层地质特征和
满足生产需要时产量和压力应遵循的关系。
序号 1 2 3 4 5 工作制度名称定产量制度定井底渗流速度制度 C=const 定井壁压力梯度制度定井口（井底）压力制度定井底压差制度适用条件气藏开采初期疏松的砂岩地层，防止流速大于某值时砂子从地层中产出气层的岩石不紧密，易坍塌的气井凝析气井，防止井底压力低于某值时油在地层中凝析出来；当输气压力一定时，要求一定的井口压力，以保证输入管网气层岩石不紧密、易坍塌的井；有边、底水的井，防止生产压差过大引起水锥
特点地层能量大，不需要外部补充能量，地面和井的设备简单，成本低、投资少、效益高、管理方便，但时间短

气井生产系统节点分析-普通节点及函数节点

31
1、取地层为解节点的节点分析
(3)由气井产能方程计算流入动态曲线流入动态由产量与流入节点压力的关系表示。这时流入节点压力不随产量变化，恒等于地层压力。
(4)计算流出动态曲线流出动态由产量与流出节点压力的关系表示。流出节点压力是井口压力、井筒压力损失和地层压力损失的总和。
32
1、取地层为解节点的节点分析
5
1、气藏中气体向气井的渗流
气体通过孔隙或裂缝向井底流动： l不同孔隙介质； l不同流体介质（单相气流、气水两相流、气油两相流）； l不同驱动类型和驱动机理； l不同开采方式。渗流阻力、压力损失不同气井流入动态不同
6
1、气藏中气体向气井的渗流
气井流入动态：气藏中气体向气井渗流的特性，描述气层产量与井底流压的基本关系，反映气层向井供气的能力，对气井生产系统分析至关重要。
52
2、油管尺寸对气井产能的影响
◆油管设计应综合考虑的因素 l机械方面问题 l井的产能 l携液能力 l成本
53
2、油管尺寸对气井产能的影响
以例1为例 (1)将解节点取在井底处
在其它参数不变的情况下，改变油管尺寸时，只是流出曲线发生改变，流入曲线并不改变 (2)计算流入动态曲线假设一系列产量，根据地层压力和产能方程计算井底压力，即流入节点压力。
p
2 R

pw2f
51qsc 4.3qs2c
试取不同节点为解节点对该井进行节点分析？ 30
1、取地层为解节点的节点分析
(1)建立生产井模型该井是由地层和井筒组成的气井生产系统，没有地面集输气管线，因此在计算总压力损失时不应包括地面管线部分。
(2)选取解节点取地层外边界为解节点 l流入部分为地层外边界，流入解节点压力为恒定值，等于地层压力。 l流出部分包括从地层外边界到井口。

采气

1.天然气:以石蜡族低分子饱和烃为主的烃类气体和少量非烃类的气体组成的混合气2.干气:在地层中呈气态,采出后在一般地面设备的温度和压力下不析出或析出极少的液态烃的天然气3.偏差系数(压缩因子):在一定温度和压力下,一定质量气体实际占有的体积与在相同条件下作为李想气体应该占有的体积之比4.天然气粘度:单位面积上的剪切力与垂直流动方向上的速度梯度的比例系数为流体粘度5..IPR曲线:在地层压力不变的条件下,井底流压与产气量的关系曲线6.气井产能:一定井底压力下,由地层向井底供气的能力7.绝对无阻流量:当井底压力降至大气压时,气井达到的最大产量Qmax8.节点分析:研究气田开发系统中的气藏、采气工程和集输工程之间压力与流量关系的方法9.气井生产系统:采出流体从储层到供给边界到计量分离器的整个流动过程10.气井工作制度:适应气井产层地质特征和满足生产需要时,气井产量和生产压差应遵循的关系11.气井合理产量:对一口气井有相对较高的产量,在该产量下有一定稳定时间的产量12.气井系统分析:把气流从地层到用户的流动作用为一个研究对象,对全系统的压力损耗进行综合分析13.排水采气:排除井筒积液,降低井底回压,增大井下压差,提高气井带水能力和自喷能力,确保产水水汽井正常采气的生产工艺14.矿场集输系统:将气井采出的天然气,经分离,调压,计量后,集中起来输送到天然气处理厂或者直接进入输气干线的全过程15.天然气井场流程:把从气井采出的,含有各种杂质的高压天然气,变成适合矿场输送的合格天然气的各种井场设备的组合16.天然气流量:单位时间内流过管道横截面或明渠横截面的流体17.烃露点:在一定压力下,气相中出现第一滴微小烃类液体的平衡温度18.绝对湿度:单位数量天然气中所含水汽的质量19.相对湿度:一定条件下,天然气绝对湿度与该条件下饱和绝对湿度的比重20.饱和绝对湿度:在某一温度下天然气所含的最大的水蒸汽量21.露点温度:指一定压力下,天然气为水汽饱和的温度22.水合物:由水分子和碳氢气体分子组成的结晶状固态简单化合物23.天然气脱水:从天然气中脱除水汽以降低露点的工艺24.露点降:一定压力下,被水汽饱和的天然气露点温度与经过脱水装置后天然气露点温度差25.烃点降:在一定压力下,气相中出现第一滴微笑烃类液体的平衡温度26.露点温度:在一定压力下,天然气为水汽饱和的温度26.低压气井:地层压力与气层中部等高度静水柱压力只比小于0.8的气井27.节流效应:高压气体通过节流后成为低压气流,气体温度套发生变化,温度变化的范围随气体性质,节流前后的压差大小以及气体节流前压力,温度等因素而定28.产能试井:地层压力一定,用不同井底流动压力测试气井产气量29.井场流程: 把从气井采出的、含有各种杂质的高压天然气，变成适合矿场输送的合格天然气的各种井场设备的组合。

气井生产系统分析_李颖川

气井流入动态IPR
➢ 径向达西流动 ➢ 非达西流动 ➢ 预测未来气井流入动态 ➢ 射孔完井段压降 ➢ 一点法产能测试理论分析
径向达西流动
平面径向流模型
一水平、等厚且均质的圆形气层中心一口直井，气体径向流入井底。根据平面径向流的达西公式：
qr
K
2
rh
dp dr
供给边缘re至井筒半径rw积分
达西产能公式
高速非达西流动
气体在通过孔隙介质中孔喉宽窄发生变化处，会因气流的减速和加速产生周期性的惯性力。由于气体的粘度低，实际气流速度比较高，特别在压力梯度达到最高的近井地带，这种惯性力不可忽略，导致偏离线性的达西定律，这是气流入井突出的渗流特征。Forcheimer基于实验研究，将达西定律扩展了二次项，以考虑惯性力的影响。
DP7 = PDSC – PRB
DP3 = PUSV – PDSV
DP5 = Pwf – Ptf DP4 = PUWC – PDWC
DP2 = Pwfs – Pwf
DP1 = PR – Pwfs
气井生产系统中温度变化
DT9 = Tsep – TCD
DT6 = Ttf – TDSC
DT8 = TRB – Tsep
pr Aqmax Bqm2ax
(2)
对气井拟压力二项式产能方程进行归一化，并定义：
A
A Bqmax
拟压力形式的无因次IPR方程为
pwf
pr
1
q qmax
1
q qmax
2
α物理意义
a 实质上是二项式产能方程中达西项层流系数A的无因次形式，故称为无因次层流系数。
物理意义：表示在所有非理想流动条件下的最大无阻（敞喷条件下）总表皮系数中与产量无关的表皮系数所占的份额。相应1α为无因次湍流系数，表示与产量相关的表皮系数占最大总表皮系数的份额。

气井生产系统节点分析

气井生产系统节点分析一、引言气井生产系统是指通过井口来采集天然气的工程系统。

为了确保气井生产系统的正常运行和有效生产，需要对其节点进行详细的分析。

本文将对气井生产系统的节点进行分析和讨论，探讨其在生产过程中的重要作用和关键问题。

二、气井生产系统节点气井生产系统可以分为以下几个节点：1.井筒口节点：井筒口是气井生产系统的入口，通过井口将天然气输送到地面设备进行处理和加工。

井筒口节点是整个系统的起始点，对气井的产能和运行状况有重要影响。

2.气井节点：气井是气井生产系统的核心。

在气井节点中，天然气从地下储层通过井筒抽取到地面。

气井节点的关键问题包括气井产能、产量变化、压力控制等。

3.分离器节点：分离器是气井生产系统中的关键设备，用于将从气井中抽取上来的混合物进行分离，分离出天然气和其他组分。

分离器节点的稳定运行对确保气井生产系统的正常运行至关重要。

4.储气罐节点：储气罐用于储存从气井中抽取上来的天然气，以满足后续加工和使用的需求。

储气罐节点的容量足够大、泄漏率低、稳定性好是保障天然气储存安全的关键。

5.加工设备节点：加工设备是气井生产系统中的重要环节，包括压缩机、冷凝器、除尘器等。

加工设备的稳定运行和有效效率对提高天然气的质量和产量具有重要作用。

6.输出节点：输出节点是气井生产系统的出口，将经过加工和处理的天然气输送到用户或其他消费地。

输出节点的畅通和稳定对天然气供应的连续性和可靠性至关重要。

三、节点分析方法在对气井生产系统的节点进行分析时，可以采用以下几种方法：1.分析系统参数：对每个节点的参数进行详细分析，包括流量、压力、温度等。

通过对这些参数的分析，可以评估节点运行的稳定性和效率。

2.制定运行规程：根据系统参数分析的结果，制定相应的运行规程。

通过规程的制定，可以确保每个节点按照既定的要求和标准进行运行，提高整个生产系统的运行效率和安全性。

3.检测和监控：对每个节点进行定期的检测和监控，及时发现和解决问题。

采气工程-气井完井与生产系统分析

1
2
6 7 8 9
作业过程
钻开油气层
1．钻井液与储层不配伍 2．压差控制不当 3．浸泡时间过长 4．钻井液流速梯度过大
5．快速起下钻
6．钻具刮削井壁
注水泥
采油
注水
修井
三采
1．水泥浆滤液进入储层
1．采油速度过大 2．生产过程中原有地层平衡被破坏造成结垢
先期裸眼完井示意图后期裸眼完井示意图 8
第一节完井方法
三、完井方式 1.裸眼完井方式
（4）裸眼完井方式缺点 ①不能克服井壁坍塌和油气层出砂对油气井生产的影响； ②不能克服生产层范围内不同压力的油、气、水层的相互干扰； ③无法进行选择性酸化或压裂； ④先期裸眼完井法在下套管固井时不能完全掌握该生产层的真实
确保油井长期生产；（5）能够适应油气田开发全过程中采油、采气工艺要求，具备进行分层
注采、压裂、酸化以及堵水、调剖等井下作业措施的条件；（6）综合经济效益好。
6
第一节完井方法
二、完井方式选择应考虑的因素
（1）油气藏地质和工程条件：如产层结构，压力、温度条件，流体的组成与性质，油气层层内、层间性质及其差异等等。
1．(1)造成粘土膨胀分散；(2)水泥的水化作用使氢氧化物过 1．会使油气层中微粒发生运移
饱 2 ．和 (重 1 )结生晶产沉过淀程在中孔由隙于中储；层 (3 原 )滤始液平中衡氢状氧态化的物改与变地可层引硅起起地反层应水沉生淀生成的成硅水垢质垢，熟会如石堵果灰塞油成井气为筒井粘、从结射正性孔常化孔生合眼产物，层堵窜塞槽地、层套管处漏水，则 2 (． 2 )后高继含工沥作青液质会或沿蜡水质泥的环原渗油漏；入在地流层动造过成程损中害温度压力的降低

动态分析概述

动态分析所需的基础资料（一）、油井产状所需基础资料基础井史资料（1）、井号——如果这口井的井号经改动，要列举过去曾经用过的不同井号。（2）、开采层位及投产期——对于多油层井，要求了解本井过去曾经采用过的层位和目前正在开采的层位。（3）、开采层位深度及海拔高度。（4）、完井方法及记录。 2、开采层的性质及参数资料（1）、开采层岩石性质——指岩石性质及特征。（2）、开采层厚度——开采层的砂岩厚度及有效厚度。（3）、油层有效孔隙度——说明测量方法。（4）、油层渗透率——说明为那些渗透率（空气的或有效的）和测定方法。（5）、油层原始饱和度——说明测定方法。（6）、必要的附图——本井油层部分电测图，岩心分析剖面图等。
指示曲线吸水剖面产液剖面 C/O测井含油面积供油面积供油半径油水边界折算供给半径井组控制面积可采储量储量剩余可采储量储量丰度单储系数连通性连通储量水驱控制程度水驱动用程度注采比含水上升上升速度采油速度采液速度采出程度亏空采收率不均质性单层特进系数平面特进系数驱动类型开发方式油砂体递减率自然递减综合递减综合含水含水上升率、含水上升速度、存水率驱动指数
油藏动态分析根据开发阶段不同，分析重点不同： 1、开发初期和上产阶段：分析比较油田地质特征，进一步落实油田边界和地质储量；投入开发后的油层能量变化，产量注水能力是否满足需要；注采系统是否适应等 2、稳产阶段：确定储量和采收率，研究开发规律，编制各阶段、各层系的开发调整方案；预测未来开发指标等 3、递减阶段：主要分析产量递减规律、预测今后产量含水变化及可采储量，提出控制递减的措施。
注水井要录取四个方面资料吸水能力资料：包括注水井的日注水量、分层日注水，量。它直接反映注水井全井和分层的吸水能力和实际注水量。压力资料：包括注水井的地层压力、井底注入压力、井口油管压力、套管压力、供水管线压力。它直接反映了注水井从供水到井底的压力消耗过程、井底的实际注水压力，以及地下注水线上的驱油能量。水质资料：包括注入和洗井的供水水质、井口水质、井底水质。水质一般包括含铁、含氧、含油、含悬浮物等项目。用它反映注入水质的好坏和洗井筒达到的清洁程度。井下作业资料：包括作业名称、内容、主要措施的基本参数、完井的管柱结构等。如分层配注水包括分层段、封隔器位置、每个层段用水嘴等；又如酸化有酸化深度、层位、挤酸时的压力、排量、酸的配方、完井管柱等。原始资料的录取要求齐全准确，齐全就是按照上面所列项目录取，而且要定期录取，以便对比分析，具体间隔时间各油田根据需要而定。准确有两层意思，一是所取资料真正反映油井、油层情况；二是所取资料要达到一定的精度

采气工程基础知识

讲授提纲
一、气井完井
二、气井节点分析
三、气井增产措施
四、生产测井工艺技术
五、采气工程方案设计
第一部分
气井完井
第一部分
气井完井工程是指钻开生产层和探井目的层开始，直到气井投入生产为止的全过程。它既是钻井工程的最后一道工序，又是采气工程的开始，对钻井工程和采气工程起着承上启下的重要作用。
协调生产点
●
在交点右侧，情况刚好相反。表明气层生产能力达不到设计流出管路系统的能力，说明设计的流出管路设计能力过大，造成不必要的浪费，或井的某些参数控制不合理，或气层伤害降低了井的生产能力，需要进行解堵、改造等措施。
第二部分
（二）流入动态曲线
1、气井的达西（Darcy）公式：
第一部分
（三）气井完井测试
1、测试目的：完井测试是气井完井作业的最后一道工序。主
要目的是通过测试稳定的气产量，确定生产能力而进行定产生产。
2、测试特点：由于完井测试尚未建设集输管线，因此测试时
间一般都比较短。通常采取测试一个回压下的产量，即“一点法试井”。为掌握更多的气藏参数，也可进行“稳定试井”。
●气井生产系统划分为四个阶段：
（1）pr—pws：流入段
（2） pws—pwf：完井段（3） pwf—pwh：垂管段（4） pwh—psep：地面流出段
●解节点的选择：
解节点的选择满足两个条件：（1）解节点处只有一个压力（ 2 ）通过解节点只有一个与该压力相对应的流量。解节点的位置可以在生产系统内任意选择，一般选在pwf处。
裸眼完井是指气井产层井段不下任
何管柱，使产层完全暴露的完井方法。（ 1 ）优点：不易漏掉产层、气井完善系数高、油气流动阻力小、完井周期短、采气成本低。（ 2 ）缺点：气水层不能分隔，易互相干扰；裸眼段地层易垮塌，掩埋产层；不能进行选择性增产措施。（ 3 ）适应：坚硬不易垮塌的无夹层水的裂缝性石灰岩油气层。

生产系统节点分析(流入流出曲线计算-以井下气嘴为解节点计算气嘴大小配产量)

生产系统节点分析
2015年6月15日
汇报提纲
一、生产系统节点分析
二、流入和流出曲线计算方法
三、实例分析计算
历史沿革
1、生产系统节点分析概念
历史沿革
2、气井生产系统分析的用途
对新井，选择完井方式，确定油套管尺寸、合理生产压差；
对生产井，找出限制气井的不利因素，提出改造及调整措施；
优选气井的最佳控制产量；分析气井的停喷原因；确定排水采气时机，优选排水采气方式；进行经济分析，寻求最佳方案；
历史沿革
历史沿革
（3）气井的敏感参数分析
影响气井产能的因素包括：井口压力、油管尺寸、气嘴尺寸、表皮
系数、射孔井段、地层压力等。 ①井口压力对气井产能的影响
30 25 20 15 10 5 0 0 3 6 9 4 3 产量，10 m /d 12 15 流入动态井口压力=6MPa 10 15 20
井口压力，MPa
（3）气井的敏感参数分析
历史沿革
汇报提纲
一、生产系统节点分析
二、流入和流出曲线计算方法三、实例分析计算
1、 XXX井基本参数历史沿革
历史沿革
历史沿革
历史沿革
大吉6-5井差示曲线
20 18 16
压力（MPa）
14 12 10 8 6 4 2 0 0 0.2 0.4 0.6 0.8 1 1.2 1.4 1.6
②油管尺寸对气井产能的影响
35 30 25 IPR 1" 1.5" 2" 2.5" 3" 3.5"
井底压力，MPa
20 15 10 5 0 0 2 4 6 产量，10 4 m 3 /d 8
10

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预测气井未来的流入动态
在进行气井生产动态分析时往往需要预测气井未来的
流入动态，其作法是对目前地层压力下的气井产能二项式
的系数a和b所含气体物性进行修正。
af

Z Z
p ap
f
指数产能方程系数
bf

Z Z
p bp
f
C f

Z Z
p f
Cp
p表示目前地层压力条件； f表示未来某一地层压力条件
Kh
气井无因次IPR曲线
取井底流压降为0，则绝对无阻流量满足如下表达式：
pr Aqmax Bqm2ax
(2)
对气井拟压力二项式产能方程进行归一化，并定义：
A
A Bqmax
拟压力形式的无因次IPR方程为
pwf
pr
1
q qmax

1

q qmax
2
α物理意义
a 实质上是二项式产能方程中达西项层流系数A的无因次形式，故称为无因次层流系数。
物理意义：表示在所有非理想流动条件下的最大无阻（敞喷条件下）总表皮系数中与产量无关的表皮系数所占的份额。相应1α为无因次湍流系数，表示与产量相关的表皮系数占最大总表皮系数的份额。
表征流动形态的经验指数
n=1.0，表明气流入井相当于层流，井底附近没有产生与流量相关的表皮效应，符合达西渗流。
n＝0.5，气流入井完全符合非达西渗流规律。 n由1.0向0.5减小，表明井底附近视表皮系数可能增大。
? n>1.0
气井流入动态IPR
➢ 径向达西流动 ➢ 高速非达西流动 ➢ 预测未来气井流入动态 ➢ 射孔完井段压降 ➢ 一点法产能测试理论分析
气井流入动态IPR
➢ 径向达西流动 ➢ 高速非达西流动 ➢ 预测未来气井流入动态 ➢ 射孔完井段压降 ➢ 一点法产能测试理论分析
一点法产能测试理论
一点法产能测试工艺较常规多点法简单、省时且经济。所以，研究和发展无因次IPR曲线的理论和方法具有重要的实际意义。
继Vogel(1968)提出了溶解气驱油藏的油井无因次 IPR典型曲线及其相关式之后，Mishra & Caudle （ 1984 SPE 13231）及Chase & Williams（ 1985 SPE 14507）分别提出了均质和裂缝气藏预测目前和未来气井产能的无因次IPR相关式，其基本处理方法与Vogel 方法相似，将无因次产量作为无因次压力的函数，利用较宽范围的计算数据回归分析确定式中的经验系数。
S' S Dqsc
✓变产量试井可分解上述表皮系数 ✓S和D较小，表明气层未受到明显的伤害 ✓D 过大，可考虑补孔减少紊流效应 ✓S过大，考虑采取增产措施
指数式产能方程
较高产量的气井，存在明显的紊流效应，其产能方程可表示为指数式：
qsc C pr 2 pwf 2 n
n通常在0.5~1.0之间
a满足在0~1之间
α=1表示气井流入动态完全遵循达西规律，能量完全消耗于克服径向层流和S造成的粘滞阻力，无因次IPR曲线为直线。
α=0表示气井流入动态完全遵循非达西流动规律，能量完全消耗于克服湍流惯性阻力，无因次IPR曲线为二次曲线且曲率达到最大。（仅超完善井的极端情况）
α物理意义
α反映了气体渗流规律的综合特征，是控制无因次IPR曲线形状的特征参数。因此，这里首次称α 为IPR特征参数。
Tek等人基于岩心实验估计的经验公式
1.8 109 K 1.25 0.75
的单位为m-1，K单位为mD，为小数。上式表明，随K和的减小而增大。
推荐计算式：
7.64 1010 K 1.2
形式简单，仅是K的函数
拟稳态二项式产能方程
考虑非达西流动效应的气井二项式产能方程:
典型气田生产系统
地面管线及设备
地面管网分析气田开发方案
井筒生产动态分析气井流入动态
生产系统优化
典型气井生产系统
分离器
增压机
油嘴
井下安全阀油管井下油嘴
完井方式
地面管线
气体液体
产层
气井生产系统中压力损失
DP9 = Psep – PCD
DP6 = Ptf – PDSC
DP8 = PRB – Psep
气井无因次IPR曲线
气井拟压力二项式产能方程
pr pwf Aq Bq 2
其中
p 2 P p dp
z PS C
A

12.7T Kh
ln
re rw

3 4

S

B 12.7T D Kh
D

2.211014 rg
rwhp2
套管水泥环井眼
rp
Lp
Kp
pwfs
压实带
K
Forcheimer渗流方程积分，得到射孔完井段的压降二项式
pw2fs pw2f apqsc bpqs2c
ap

12.7T Z
Lp K p Nhp
(ln
rc rp
)
bp

2.90
1013

p
gT
Z
(
1 rp
L2p N 2hp2

1) rc
dp v v2
dr K
达西项
高速非达西项
物理意义
紊流速度系数与渗透率K和孔隙度一样也属岩石的物性参数。它反映了岩石孔喉与孔隙体积大小的对比关系，表征孔隙介质结构对流体紊流的影响。由于岩石结构的复杂性，发表了很多用于估算的经验公式，其均具有以下形式：
aK b c
气井流入动态IPR
➢ 径向达西流动 ➢ 高速非达西流动 ➢ 预测未来气井流入动态 ➢ 射孔完井段压降 ➢ 一点法产能测试理论分析
射孔完井段压降
射孔完井方式能有效的封隔含水夹层、易塌夹层和底水；能完全分隔和选择性射开不同 rc 压力、不同物性的油气层，避免层间干扰；能具备实施分层开采和选择性增产措施的条件。
层流系数反映层流特征
pr 2 pwf 2 aqsc bqsc2
a

12.7T Z
Kh
(ln
re rw

3 4

S)
b 12.7T Z D
Kh
D 2.2110 14 g K hrw
紊流系数反映紊流特征
非达西流动系数反映非达西影响程
度
表皮系数物理意义
Kh pr 2 pwf 2
DP7 = PDSC – PRB
DP3 = PUSV – PDSV
DP5 = Pwf – Ptf DP4 = PUWC – PDWC
DP2 = Pwfs – Pwf
DP1 = PR – Pwfs
气井生产系统中温度变化
DT9 = Tsep – TCD
DT6 = Ttf – TDSC
DT8 = TRB – Tsep
10
15
20
25
压力，MPa
拟压力与压力平方的对比
气井流入动态IPR
➢ 径向达西流动 ➢ 高速非达西流动 ➢ 预测未来气井流入动态 ➢ 射孔完井段压降 ➢ 一点法产能测试理论分析
高速非达西流动
气体在通过孔隙介质中孔喉宽窄发生变化处，会因气流的减速和加速产生周期性的惯性力。由于气体的粘度低，实际气流速度比较高，特别在压力梯度达到最高的近井地带，这种惯性力不可忽略，导致偏离线性的达西定律，这是气流入井突出的渗流特征。Forcheimer基于实验研究，将达西定律扩展了二次项，以考虑惯性力的影响。
2
1 1 4

B
A2
pr
将A,B,D代入上式， θ可表示为

0.1741014 rg K 2 pr
rwT

hp h
ln
re rwຫໍສະໝຸດ 3 4S2
IPR特征参数α的自变量θ包含了影响气层产能的所有物理量，即pr、 S、K、rg、T、hp、h、rw、re。对于完全打开的气层hp=h，θ与气层厚度无关。因为θ是无因次量，故它与标准状态psc、Tsc和单位无关。θ是描述
气井生产系统分析
主讲人:李颖川
西南石油大学石油工程学院 2007.1
推荐参考书
1. 李仕伦主编《天然气工程》石油工业出版社 2. 李颖川主编《采油工程》石油工业出版社 3. M.Golan等编,陈钟祥等译《油气井动态分析》石油工业出版社 4. 廖锐全，张志全编著《采气工程》石油工业出版社 5. 杨川东主编《采气工程》石油工业出版社
DT7= TDSC – TRB
DT3 = TUSV – TDSV
DT5 = Twf – Ttf DT4 = TUWC – TDWC
DT2 = Twfs – Twf
DT1 = TR – Twfs
基本流动过程动态
气藏渗流－IPR曲线
IPR曲线是指在一定地层压力下，油井产量与井底流压的关系，即流入动态曲线。
Ψwf /Ψr,(p wf /p r)2
1
0.8
0.6
α=0
0.4
0.25 0.5
0.75
0.2
1
0
0
0.2
0.4
0.6
0.8
1
q/q max
无因次IPR曲线族
α物理意义
绝对无阻流量
将上式代入整理可导出α函数无因次自变量
qmax
A2 4B pr A
2B
A
A Bqmax