一个完整的海底完成井的最佳化生产

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1、4.8 一个完整的海底完成井的最佳化生产 4.81 简介 下面设想的例子和数据可以代表世界几个海底完井地区的情况（见图 4.118)。 （1）立管： 分离器压力=50300 磅/英（表压） 立管垂直高度=600 英尺 立管规格=12.516 英寸， 内径 （2）水平出油管线： 长度=8 英里 规格=内径 12.516 英寸 （3）单井数据： 井深=9500 英尺 井斜=45 (平均） 油层静压=3500 磅/英寸2 Pl = 5 10(桶/日）(磅/英寸)-1 温度=200 F Rs= 100 标准英尺3/桶 气体相对密度=0.8 含水=50% API = 32 套管=9 5/8 英寸 （4）

2、海底设备：一个海域的 10 15 口井，都共用一个管汇。原油经共用管汇进人一条共 用出油管线，这条管线水平铺设在海底，长 8 英里。 （5）立管和海面平台：采出液随后流进一条 600 英尺的立管，最后流到海面平台进行分离。（6）必要的产量分析：油井采用连续气举方式生产。气举生产时需要有一个旋转式压缩机， 因此要求有最佳的分离器压力。要预测一组油井的总产量，应先单独分析油并的每个组成 部分，然后综合起来预算。 必须回答下面几个问题： （1）最佳分离器压力是多少？ （2）应选用多大规格的分离器，才能满足分离任何采出液段塞的要求？ （3）是否有必要安装段塞收集器？ （4）该安装多大规格的立管，与垂直

3、方向呈多大角度？ （5）要使回压最小，并且使所生产的段塞也最小，需要采用多大规格的水平出油管线？（6）立管和水平出油管线对液体段塞和气体段塞的大小及频率有什么影响？立管和水平出油管线对液体段塞和气体段塞的大小及频率有什么影响？ （7）每井的井口压力应该是多少？它对油井的产量有什么影响？每井的井口压力应该是多少？它对油井的产量有什么影响？ 4.82 计算步骤计算步骤 4.821 简介简介 这种生产系统可采用尝试法计算，气举井的计箅要比自喷井和抽油井更复杂。这种生产系统可采用尝试法计算，气举井的计箅要比自喷井和抽油井更复杂。 尽管整个生产系统（包括各组成部分尽管整个生产系统（包括各组成部分)最终要

4、综合起来分析，但开始时单独分析每个组成部最终要综合起来分析，但开始时单独分析每个组成部 分是很重要的。分是很重要的。 下面给出了要计算的油井各组成部分：下面给出了要计算的油井各组成部分：（1）分离器压力分离器压力(试用范围试用范围 50300磅磅/英寸英寸2);（2）垂直立管（试用直径垂直立管（试用直径 8 16 英寸，可并排使用）英寸，可并排使用） ； （3）水平出油管线水平出油管线(试用直径试用直径 816 英寸，可并排使用）英寸，可并排使用） ； （4）管汇到井口间的出油管线（试用直径管汇到井口间的出油管线（试用直径 46 英寸）英寸） ； （5）各单井各单井(试用油管内径试用油管内径

5、2.441 4.590 英寸英寸)； 气举井最佳化生产多了一个未知数，即注人气体积，因而使气举并产量预算更复杂了气举井最佳化生产多了一个未知数，即注人气体积，因而使气举并产量预算更复杂了 (参参 见第五章见第五章)。 4.822 单井单井 从各单井开始计算，并把井口压力看作一个敏感变量，就可以获得一个计算管汇产量的好从各单井开始计算，并把井口压力看作一个敏感变量，就可以获得一个计算管汇产量的好 办法。如果想获得最大产量，较好的油井应选用较大规格的油管。办法。如果想获得最大产量，较好的油井应选用较大规格的油管。 绘制不同井口压力时的压力与产量对应关系曲线，如图绘制不同井口压力时的压力与产量对应关

6、系曲线，如图 4.119。该图绘出的是。该图绘出的是 600 磅磅/英寸英寸2井口压力时的压力与产量对应曲线。一条产量特性曲线可示出产量与井口压力的对应关系，井口压力时的压力与产量对应曲线。一条产量特性曲线可示出产量与井口压力的对应关系， 如图如图 4.120。每口井都应该绘制这种曲线，包括目前的和将来的，即必须对诸如产水量增加、。每口井都应该绘制这种曲线，包括目前的和将来的，即必须对诸如产水量增加、 油层静压改变及油井流人特性等因素进行分析。油层静压改变及油井流人特性等因素进行分析。另另外，还应绘制每种井口压力与油井所需注气量的对应关系曲线，如图 4.121。 这种情况下下，只有求出平均井口

7、压力估计值才能计算出管汇的估计总产量值。以后再确定 整个油田的总产量。 例如，如果将井口压力定为 600 磅/英，图 4. 121 (PI = 5)的产液量为 5500 桶/日，这个值如 果能代表油井平均产量，那么 10 口井的总产量就是 5500 桶/日。计算垂直立管和水平出油 管线的压力损失时，使用的产量范围是 4000060000 桶/日，井口到管汇的压力损失也可 以根据每口井假定的产量值进行计算。这种原始的计算方法只能求出近似产量值和应该考 虑的管线规格范围，这一节的后面介绍了准确的计算方法。 4.823 垂直立管 可以把垂直立管看作一个单独的组成部分，计算出的分离器压力可能为 503

8、00 磅/英寸2,管线规格为 8 16 英寸。图 4.122 给出一个典型的例子，垂直立管长 600 英尺，内径 12.5 英寸，分离器压力 50 磅/英寸2，这张曲线图绘出立管底部压力与产量(以气液比为参数）的对应关系。 水平出油管线的出口压力可根据油井的不同产量和不同气液比进行选择。例如，如果油井 产量为 50000 桶/日,气液比为 1000 标准英尺3/桶，立管底部压力应为 125 磅/英 (表压） 。4.824 水平出油管线 水平出油管线也可以看作一个单独的组成部分，可以假定出一个合理的出口压口压力，见图 4.123。可以把这个出口压力值看作一个敏感变量。图 4.123 示出了入口压

9、力与产量对应关 系曲线，求出油管线出口压力为 100 磅/英寸（表压） ，气液比为变量。如果油井的产液量 为 50000 桶/日，气液比为 1000 标准英尺3/桶，出油管线入口压力，即管汇压力为 900 磅/英寸3(表压） ，其它值可根据其它具体情况进行选择。4.825 海底管汇到井口之间的出油管线 目前每口井目前每口井的海底管汇到井口之间的出油管线都可以计算，图 4.124 是一个典型的例子， 管汇压力为 500 磅/英寸2，出油管线长 2000 英尺。如果油井产量 5000 桶/日，出油管线直径 4 英寸，气液比 1000 标准英尺3/桶，计，计算出的出口压力应为 540 磅/英十2（表

10、压） 。其它管汇压力也可以计算出来。图 4.124 出油管线压压力损失 4.826 最终计算结果 既然已经有了一个设计油井各组成部分和产量预算的好办法，就可以把整个生产系统当作 一个组成部分进行分成，以便求出油井产量和最佳注气量。 在这个生产系统中，可以看到有几个问题是很关键的，例如，当油井产量大于 25000 桶/ 日，气液比超过 1000 标准英尺3/桶时，12.5 英寸水平出油管线的压力损失会过大。因此，出油管线规格应该大些，立管应与出油管线的规格一样，也要作相应调整。 要计算一组 10 口油井的总产量，现在可以采用偿试法进行计算。此例中，管汇作节点计 算部位时（图 4.125）是很吸引

11、人的。 尽管还有其它的计算方法，不过本文在下面介绍的这种计算步骤完全可以满足要求。4.8261 简单、直接的近似计算法计算时首先假设注入气没有任何限制，而且每口生产井的 注入气液比都相同。这种计算方法存在的缺点就是假设了每口井的注人气液比都相同。后面在介绍一种更严谨的计算方法。 计算节点定为管汇，见图 4. 125 (见第五章的气举部分） 。 （1）假设出总油井系统几个不同的总产量值，例如 10000, 20000, 30000, 40000 和 50000 桶 / 日。 （2）假设出几个不同的总气液比，例如 400、600、800、1000、1500 和 2000 标准英 尺3/桶，包括溶解

12、气和注人气在内。（3）从 50 磅/英寸2分离器压力开始计算。利用计算出的立管和水平出油管线压降值，求出每种产量,每种气液比时的管汇压力。然后绘制不同气液比的产量与管汇压力对应 关系曲线，如图 4.126,采用的立管内径为 12.5 英寸，分离器压力 50 磅/英寸2,图 4.127的立管内径为 14.5 英寸，图 4.128 采用了内径 12.5 英寸和 8 英寸并排两条立管。（4）现在先从每口单井开始计算，假设出儿种不同的产量值，例如 2000, 4000、6000 和 8000 桶/日。 （5）假设出儿种不同的总气液比（注人气+溶解气） ，例如 400、600, 800、1000、150

13、0 和 2000 标准英尺3/桶（6）从每口并的油层静压开始，根据一个假设的产量值，如 2000 桶/日,和一个假设rp的总气液比值，一直计算到管汇，求出这一产量和气液比时的管汇压力。 （7）复第 6 步，求出每种产量及气液比时的管汇压力。 （8）绘出每种气液比时管汇压力与产量的对应关系曲线。如图 4. 129。每口井都要绘 制这种曲线。 （9）假设出儿种不同的管汇压力，如 300、400、600、800 和 1000 磅/英寸 （10）利用第 9 步假设的各管汇压力，求出每种气液比时整个油田全部油井的总产量。 （11）在图 4. 126 上绘制各气液比时的总产量与管汇压力对应关系曲线，结果见

14、图 4.130。虽然不是很精确的计算结果，但可以获得一个近似值。4.8262 精确的计算方法 （1）每口井要获得最大产最，应该知到每口井只有一个井口压力值和一个气液比。如 果注入气不受任何限制，也应该知道这就是每口井的最佳注气量和气液比。 如果注人气受限制，要使油田处于最佳化生产状态，每口井的注气量应该适当、合理地分 配。 第一种情况，假设注人气不受任何限制。整个系统获最佳产量，实际注人的注气量不一定 等于每口井获最佳产量所需的注气量。当注入气全部泵人管汇，管汇需要有一定的压力才 能把各井泵入的注人气全部压进分离器。参见图 4.126,在各种不同产量时，总气液比增加， 管汇压力也随之增加。这样

15、每口井注气量之和一定是管汇压力把井液送进分离器所需的最 佳注气量，因此每口井实际最佳注气暈通常都比使单井达到最高产量的注气量低。所以,目 的是要计算油井获最大产量所需的总注气量，首先要考虑管汇出口压力，它主要取决于产 量和气液比。（2）用精确计算法进行计算时，计算节点与前述简单法相同，定在管汇处。前三步计 算步骤也与简单法相同，这里重述一次。 1)假设出几个不同的总产量值，例如 10000、 20000、30000、40000 和 50000 桶/日. 2)假设出几个不同的总气液比，例如 400、600、800、1000、 1500 和 2000 标准英尺3/桶。 3)从分离器压力开始计算，沿

16、立管向下，并通过水平出油管线，一直计算到管汇，求出 每种假定的产量和每种假定气液比时的管汇压力并绘成曲线，见图 4,131。4)以管汇压力为参数，绘制每口井的气举生产特性曲线（见图 4.132)。 5)确定出各单井不同管汇压力时的最大产量和相应的注气量。如果选定的管汇压力值与 把总注人气和井液举起送进分离器实际所需的管汇压力相吻合，査得的产量值就是各 单井不同管汇压力时可能得到的最大产量。 6)把各单井相同管汇压力时的产量和注气量加起来，根据得到的总产量值，把注气量换 算成总气液比，换算时要考虑各单井的溶解气液比，求出总气液比。把得到的数据绘 成表。 7)减少油井系统的总注气量。要完成这一步，可先从油井系统获最大总产量时所需的总 注气量开始计算。把总注气量减少 5%或 10%。记住获得最大产油量为目的。因此，必须使用气举生产特性曲线，而且应该核对一下各单并不同总注气量时的值。oi oq /q这种计算方法有几种情况是很明显的，如果较好的井要达到最大产量，可能会保持所 需要的注气量，一些较差