第2章自喷与气举采油-new-9-26
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第二章第二章 自喷与气举采油Blowing and gas lift production第一节 自喷井生产系统分析Analysis of Flowing Production System第二节 气举采油Analysis of Gas Lift Production System自喷与气举采油油田三级布站集油工艺流程去天然气增压站处 理 站(processing station)游离水脱除器井场(well field)分离缓冲游离水脱除器 转输泵去污水处理站 去原稳计量分离器 掺水加热炉净化油缓冲罐 外输泵计量站metering station掺水泵转 油 站脱水炉自喷与气举采油二级布站工艺流程处 理 站游离水脱除器井场去污水处理站 去原稳计量分离器 掺水加热炉净化油缓冲罐 外输泵计量站掺水泵脱水炉自喷与气举采油自喷与气举采油第一节 自喷井生产系统设计与分析Design and Analysis of Flowing Production System自喷与气举采油自喷井生产系统(production system of flowing wells)Pwhglib 油嘴气 PDsc Psep 液体油罐 tanker分离器 separator安全阀safety valve封隔器(packer) 井下节流器(choke) 测试监控系统 Test monitor systemPwf自喷与气举采油自喷井基本流动过程油藏 到井 底的 流动 Pwf wf 井底 到井 口的 流动 Pwh wh 井口 通过 油嘴 的流 动 PDsc Dsc 油嘴 到分 离器 的流 动 Psep sep在每个过程衔接处的质量流量相等 在每个过程衔接处的质量流量相等 前一过程的剩余压力等于下一过程的起点压力 前一过程的剩余压力等于下一过程的起点压力 自喷井协调生产条件 自喷井协调生产条件CoordinatedProduction Production Coordinated自喷与气举采油一、地层与油管流动的协调 协调条件:1 2地层产量等于油管排量; 井底流压等于油管排出地层产量所需的管鞋压力。
第二章自喷与气举采油通过油井从油层中开采原油的方法按油层能量是否充足,可分为自喷和机械采油两大类。
当油层能量充足时,完全依靠油层本身能量将原油举升到地面的方法称为自喷(natural flowing);当油层能量不足时,人为地利用机械设备给井内液体补充能量的方法将原油举升到地面,称为机械采油方法也称人工举升(artifical lift)方法。
人工举升方法按其人工补充能量的方式分为气举和深井泵抽油(泵举)两大类。
气举采油是人为地将高压气体从地面注入到油井中,依靠气体的能量将井中原油举升到地面的一类人工举升方法。
气举采油与自喷采油具有基本相同的流动规律,即气液两相上升流动。
本章重点阐述自喷井的协调原理和节点分析方法,以及气举采油原理和设计方法。
第一节自喷井节点系统分析节点系统分析(nodal systems analysis)方法简称节点分析。
最初用于分析和优化电路和供水管网系统,1954年Gilbert提出把该方法用于油气井生产系统,后来Brown等人对此进行了系统的研究。
20世纪80年代以来,随着计算机技术的发展,该方法在油气井生产系统设计及生产动态预测中得到了广泛应用。
节点分析的对象是油藏至地面分离器的整个油气井生产系统,其基本思想是在某部位设置节点,将油气井系统隔离为相对独立的子系统,以压力和流量的变化关系为主要线索,把由节点隔离的各流动过程的数学模型有序地联系起来,以确定系统的流量。
节点分析的实质是计算机程序化的单井动态模型。
借助于它可以帮助人们理解油气井生产系统中各个可控制参数与环境因素对整个生产系统产量的影响和变化关系,从而寻求优化油气井生产系统特性的途径。
本节以自喷井为例,讲述节点分析的基本概念、方法及其应用。
一、基本概念和分析步骤1.油井生产系统油井生产系统是指从油层到地面油气分离器这一整个水力学系统。
由于各油田的地层特性、完井方式、举升工艺及地面集输工艺的差异较大,使得油井生产系统因井而异,互不相同。
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、一、自喷井生产系统组成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5P ∆6P ∆油管总压力损失,包括 和 3P ∆4P ∆油藏压力井底流压油 压回 压套 压二、二、自喷井节点分析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能量((压力压力))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求解点:为使问题获得解决的节点。
求解点的选择:主要取决于所要研究解决的问题。
采油工程协调曲线示意图051015202510203040506070产 量压力节点流入曲线节点流出曲线协调点油井自喷条件:p wf >0.0098H ρ+p fr + p wh油井停喷的井底流动压力p wft =gH [(1-f w ) ρ m + ρ w f w ]×10-6+p tt式中:p wft ──── 停喷时的井底流动压力,MPa ; H H ──────油层中部深度,m ; f w ──── 停喷时含水百分数,%; p tt ────停喷时的油压,MPa ; ρ m 、 ρ w ——分别为油气混合物、水的密度,kg/m 3;例1: 某油井油层中部深度为2000m ,正常生产时流压为15.582MPa ,油压为0.582 MPa 。
第二章自喷与气举采油通过油井从油层中开采原油的方法按油层能量是否充足,可分为自喷和机械采油两大类。
当油层能量充足时,完全依靠油层本身能量将原油举升到地面的方法称为自喷(natural flowing);当油层能量不足时,人为地利用机械设备给井内液体补充能量的方法将原油举升到地面,称为机械采油方法也称人工举升(artifical lift)方法。
人工举升方法按其人工补充能量的方式分为气举和深井泵抽油(泵举)两大类。
气举采油是人为地将高压气体从地面注入到油井中,依靠气体的能量将井中原油举升到地面的一类人工举升方法。
气举采油与自喷采油具有基本相同的流动规律,即气液两相上升流动。
本章重点阐述自喷井的协调原理和节点分析方法,以及气举采油原理和设计方法。
第一节自喷井节点系统分析节点系统分析(nodal systems analysis)方法简称节点分析。
最初用于分析和优化电路和供水管网系统,1954年Gilbert提出把该方法用于油气井生产系统,后来Brown等人对此进行了系统的研究。
20世纪80年代以来,随着计算机技术的发展,该方法在油气井生产系统设计及生产动态预测中得到了广泛应用。
节点分析的对象是油藏至地面分离器的整个油气井生产系统,其基本思想是在某部位设置节点,将油气井系统隔离为相对独立的子系统,以压力和流量的变化关系为主要线索,把由节点隔离的各流动过程的数学模型有序地联系起来,以确定系统的流量。
节点分析的实质是计算机程序化的单井动态模型。
借助于它可以帮助人们理解油气井生产系统中各个可控制参数与环境因素对整个生产系统产量的影响和变化关系,从而寻求优化油气井生产系统特性的途径。
本节以自喷井为例,讲述节点分析的基本概念、方法及其应用。
一、基本概念和分析步骤1.油井生产系统油井生产系统是指从油层到地面油气分离器这一整个水力学系统。
由于各油田的地层特性、完井方式、举升工艺及地面集输工艺的差异较大,使得油井生产系统因井而异,互不相同。