采油工程 1自喷井生产管理与分析自喷井生产 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)的流动采油工程 2（一）自喷井节点分析v20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 v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 数调控提供依据采油工程 3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采油工程 4节点系统分析法v节点（ node ）：§ 油气井生产过程中的某个位置v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v解节点（solution node）：§ 系统中间的某个节点，将系统分为流入和流出 两部分采油工程 5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 采油工程 6节点系统分析法需要解决的问题：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。
它节点的压力通常节点通常节点1 1分离器压力分离器压力psep 、节点、节点8 8油藏平均压力油藏平均压力 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采油工程 7节点系统分析思路：v 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 v 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 v 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 协调点采油工程 81.地层与油管流动的协调v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 v分析目标 § 不同地层和井筒条件下流压-产量的关系pwf qov分析方法： § 根据条件，应用图解法确定协调点采油工程 91)井底为求解点v已知油压，求解井底流压12C绘制IPR曲线12绘制井筒油管工作曲线一组多相流计算方法3C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 采油工程 10v已知井底流压，求解井口油压2)井口为求解点绘制IPR曲线12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12CIPR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采油工程 11２.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采油工程 121)井底为求解点绘制IPR曲线（流入曲线）12绘制地面管线－油管流动工作 曲线（流出曲线）3C点为协调点12C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采油工程 13选取井底为求解点的目的v①预测油藏压力降低后的未来油井产量 v②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采油工程 142)井口为求解点v 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采油工程 152)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 起点计算地面 管流动态曲线 采油工程 16求解点选在井口的目的：v研究不同直径油管和出油管线对生产动态的影响 ，便于选择油管及出油管线的直径不同直径的油管和出油管线的井口解采油工程 17３)以分离器为求解点 已知地层压力Pr以油藏为起点，分离器为终点，只有 流入部分IPR曲线多相垂直管流地面管流1绘制分离器压力与产量关系曲线21C研究分离器压力油井生产的影响根据配产选择分离器压力交点：给定分离 器压力下的产量采油工程 184)以油藏为求解点已知分离器压力Psep以油藏为起点，分离器为终点，只有 流出部分。
IPR曲线多相垂直管流地面管流1绘制平均地层压力与产量关系曲线2分析平均地层压力对产量的影响1采油工程 19３.地层-油管-油嘴流动的协调v嘴流规律（Choke Flow）PtPbd临界流动：流体的流速 达到压力波在流体介质 中的传播速度即声波速 度时的流动状态油、气混合物到达井口时，在油嘴前的油压和油嘴后的回 压作用下通过油嘴由于此处气体膨胀，混合物体积流量 很大，油嘴直径又很小，混合物流经油嘴时流速极高，可 能达到临界流动 采油工程 20临界流动vv临界流动的特点：临界流动的特点： § § 油气混合物在油嘴中的流动近似于油气混合物在油嘴中的流动近似于单相气体单相气体的的 流动临界状态下的流量不受嘴后压力流动临界状态下的流量不受嘴后压力(回压) 变化的影响，只与嘴前的压力、嘴径和气油比变化的影响，只与嘴前的压力、嘴径和气油比 有关空气流过喷管的临界压力比为： 天然气流过喷管的临界压力比为：QP2/P11(P2/P1)c临界流亚临界流质量流量与压力比的关系 采油工程 21产量与油嘴大小、油压的关系油嘴的作用油嘴的作用：①调节产量大小当油嘴直径和 气油比一定时，产量和井口油压 成线性关系。
②下游压力变化不会引起产量波 动只有满足油嘴的临界流动， 油井生产系统才能稳定生产，即 油井产量不随井口回压而变化油嘴、油压与产量的关系曲线 d1 d2d3d1 Pf Pc Pt P B， P B为为油嘴后的压压力（ 井口回压压） 采油工程 30（一）井筒分析v2、生产产分析 v1）油压压的变变化 § 油压降低的原因有：油管结蜡、原油脱气、含 水增多，增加了井筒中的流动阻力或加大了液 柱的重力，换大油嘴（或油嘴被刺大）也会使 油压减小； § 油压增加的原因有：换小油嘴（或油嘴被堵） 、地面流程中出现故障引起回压变化例如， 地面管线结蜡，油流不畅，都会使油压增加， 影响油井生产在生产管理中，应尽可能在油 压两倍于回压下工作 采油工程 31（一）井筒分析v2）套压压的变变化 § 油嘴换小（或被堵）使油压上升，也导致井底 流压升高，因此套压也随之升高；如井底发生 堵塞，环形空间中由于砂桥、稠油、结蜡的堵 塞，都会使套压下降 v3）油井产产量、气油比等参数的突然变变化 § 当流压高于饱和压力时，每生产1t油所产出的 天然气量，应保持在溶解气油比的数值上，当 井底流压低于饱和压力时，气油比将上升，井 筒和井底发生堵塞时，产量会下降，气油比会 升高。
采油工程 32（二）油层分析v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； v注入与采出的平衡情况； v多油层非均质对 油井生产的影响； v油层生产能力的变化， v见水前后有关参数变化等 采油工程 33（三）油井综合分析的方法v分析时时一般按以下步骤进骤进 行： § 1、掌握油层、油井的情况 § 2、掌握油井生产情况 § 3、进行油井综合分析 § 4、制定措施 。