第02章自喷与气举采油.ppt

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1、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自喷采油法（FlowingProduction)采油方法人工举升法气举（GasLift）电潜泵（ElectricalSubmersiblePumping）水力活塞泵（HydraulicPumping）射流泵（JetPumping）无杆泵游梁式深井泵采油（Beam-pumping）螺杆泵采油（ScrewPumping）有杆泵利用油层自身能量将原油举升到地面的采油方式。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。自喷井条件分析1.单相液体垂直管流：自喷条件：稳

2、定自喷条件：垂直管流动自喷井条件分析2.气液混合物垂直管流：（1）必要条件：稳定自喷条件：垂直管流动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自喷井生产系统的基本流动过程（1）地层中的渗流：10-50%（2）井筒中的流动：30-80%（3）嘴流：5-30%（4）地面管线流动：5-10%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

3、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。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

4、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：ph井口油压：pt井底流压：pwf油藏平均

5、压力：prpr-pwfIPR曲线pwf-pt多相管流计算方法pt-ph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

6、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：

7、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

8、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)与流量的