第三章自喷与气举采油 目的要求 通过自喷井的井口装置系统介绍,给出了采油树的主要作用。要求学生掌握自喷井管理 系统内容,自喷井分层开采过程,自喷井节点系统分析,气举采油过程及其工作原理。 课时:10学时 重点授课内容提要 采油方法::将流到井底的原油采到地面上所采用的方法,其中包括自喷采油法和人工 举升两大类。 自喷采油法:利用油层自身的能量使油喷到地面的方法 人工举升或机械采油法:当油层能量低不能自喷生产时,则需要利用一定的机械设备给 井底的油流补充能量,从而将油采到地面。 、自喷井生产管理与分层开采 (一)自喷井井口装置 采油树的主要作用是:悬挂油管承托井内全部油管柱重量:密封油、套管之间的环形空 间:控制和调节油井的生产;录取油、套压力资料,测试,清蜡等日常管理;保证各项作业 施工的顺利进行。 (二)自喷井管理 管好生产压差 基本内容 取全取准资料 保证油井正常生 取全取准资料管好生产压差啼油井高产稳产 正常情况下,生产压差是通过油嘴的大小来控制的,但油井结蜡、设备故障等也有影响。 油井的差合理生产=油井的合理工作制度 在目前的油层压力下,油井以多大的流压和产量进行工作 合理的工作制度;保证较高的采油速度;保证注采平衡;保证注采指数稳定
1 第三章 自喷与气举采油 目的要求 通过自喷井的井口装置系统介绍，给出了采油树的主要作用。要求学生掌握自喷井管理 系统内容，自喷井分层开采过程，自喷井节点系统分析，气举采油过程及其工作原理。 课时：10 学时 重点授课内容提要 采油方法：: 将流到井底的原油采到地面上所采用的方法，其中包括自喷采油法和人工 举升两大类。 自喷采油法：利用油层自身的能量使油喷到地面的方法。 人工举升或机械采油法: 当油层能量低不能自喷生产时，则需要利用一定的机械设备给 井底的油流补充能量，从而将油采到地面。 一、 自喷井生产管理与分层开采 （一）自喷井井口装置 采油树的主要作用是：悬挂油管承托井内全部油管柱重量；密封油、套管之间的环形空 间；控制和调节油井的生产；录取油、套压力资料，测试，清蜡等日常管理；保证各项作业 施工的顺利进行。 （二）自喷井管理 基本内容 取全取准资料 管好生产压差 油井高产稳产 正常情况下，生产压差是通过油嘴的大小来控制的，但油井结蜡、设备故障等也有影响。 油井的差合理生产=油井的合理工作制度 在目前的油层压力下，油井以多大的流压和产量进行工作。 合理的工作制度；保证较高的采油速度；保证注采平衡；保证注采指数稳定； 管好生产压差 取全取准资料 保证油井正常生产
保证无水采油期长;应能充分利用地层能量,又不破坏地层结构;流饱压差合理 (三)自喷井分层开采 原因:多油层只用一个油嘴难以控制各小层,难使各小层均合理生产 分层开采:在多油层条件下,为充分发挥各油层的生产能力,调整层间矛盾,而对各小 层分别控制开采。可分为单管分采与多管分采两种井下管柱结构。 单管分采:在井内只下一套油管柱,用单管多级封隔器将各个油层分隔开,在油管上与 各油层对应的部位装一配产器,并在配产器内装一油嘴对各层进行控制采油 多管分采:在井内下入多套管柱,用封隔器将各个油层分隔开,通过每一套管柱和井口 油嘴单独实现一个油层(或层段)的控制采油。 主要用单管分采,特殊井或层间干扰严重的井用多管分采。 第二节自喷井节点系统分析 节点系统分析( Nodal Systems Analysis)简称节点分析。是指通过生产系统中各影响因素 对节点处流入流出动态的敏感性分析,进行综合评价,实现目标产量(注入量)并优化生产 系统。 1954年吉尔伯特( Gilbert)提议把该方法用于油井生产系统,1980年后 Brown等对此 进行了比较全面、系统的研究,建立了油气井节点系统分析的原理和方法。主要用于单井(采 油井、采气井、注水井)系统的分析和评价。 20世纪80年代末,辽河、大庆、大港等引进SAM、WPM等节点分析软件。其后开 始节点分析技术研究,90年代后又进行了井组(区块)注采系统的分析,推进了节点分析 技术的应用范围 节点分析依据的是系统工程原理,因而打破了传统观念,使采油工程方案设计由简单到 复杂、由局部到整体,从而更全面地考虑了影响系统的诸要素。 (一)基本概念 1、油井生产系统构成
2 保证无水采油期长；应能充分利用地层能量，又不破坏地层结构；流饱压差合理 （三）自喷井分层开采 原因：多油层只用一个油嘴难以控制各小层，难使各小层均合理生产。 分层开采：在多油层条件下，为充分发挥各油层的生产能力，调整层间矛盾，而对各小 层分别控制开采。可分为单管分采与多管分采两种井下管柱结构。 单管分采：在井内只下一套油管柱，用单管多级封隔器将各个油层分隔开，在油管上与 各油层对应的部位装一配产器，并在配产器内装一油嘴对各层进行控制采油。 多管分采：在井内下入多套管柱，用封隔器将各个油层分隔开，通过每一套管柱和井口 油嘴单独实现一个油层(或层段)的控制采油。 主要用单管分采，特殊井或层间干扰严重的井用多管分采。 第二节 自喷井节点系统分析 节点系统分析 (Nodal Systems Analysis) 简称节点分析。是指通过生产系统中各影响因素 对节点处流入流出动态的敏感性分析，进行综合评价，实现目标产量（注入量）并优化生产 系统。 1954 年吉尔伯特 (Gilbert) 提议把该方法用于油井生产系统，1980 年后 Brown 等对此 进行了比较全面、系统的研究，建立了油气井节点系统分析的原理和方法。主要用于单井（采 油井、采气井、注水井）系统的分析和评价。 20 世纪 80 年代末，辽河、大庆、大港等引进 SAM、WPM 等节点分析软件。其后开 始节点分析技术研究，90 年代后又进行了井组（区块）注采系统的分析，推进了节点分析 技术的应用范围。 节点分析依据的是系统工程原理，因而打破了传统观念，使采油工程方案设计由简单到 复杂、由局部到整体，从而更全面地考虑了影响系统的诸要素。 （一）基本概念 1、油井生产系统构成
安全阀是根据压力系统的工作压 力自动启闭,一般安装于封闭系 统的设备或管路上保护系统安 全。安全阀在系统中起安全保护 作用。当系统压力超过规定值时, 安全阀打开,将系统中的一部分 15气体流体排入大气管道外,使系 统压力不超过允许值 高压油气进行节流降压,控制生产,适合油气田生产及试采,通过井下节流降压后 可防止在井口产生水合物堵塞现象的发生。 2、节点 节点本质是一个位置概念。为了应用上的方便,常把两种不同流动规律的衔接点作为节点。 (1)普通节点:节点本身不产生与流量相关的压力损失 (2)函数节点:压力不连续的节点称为函数节点,流体通过该节点时,会产生与流量相 关的压力损失。 (二)节点分析步骤 1、普通节点的分析步骤 (1)根据系统构成设置节点并建立相应的物理模型和数学模型
3 2、节点 节点本质是一个位置概念。为了应用上的方便，常把两种不同流动规律的衔接点作为节点。 （1）普通节点：节点本身不产生与流量相关的压力损失。 （2）函数节点：压力不连续的节点称为函数节点，流体通过该节点时，会产生与流量相 关的压力损失。 （二）节点分析步骤 1、普通节点的分析步骤 （1）根据系统构成设置节点并建立相应的物理模型和数学模型。 安全阀是根据压力系统的工作压 力自动启闭，一般安装于封闭系 统的设备或管路上保护系统安 全。安全阀在系统中起安全保护 作用。当系统压力超过规定值时， 安全阀打开，将系统中的一部分 气体/流体排入大气/管道外，使系 统压力不超过允许值。 高压油气进行节流降压，控制生产，适合油气田生产及试采，通过井下节流降压后 可防止在井口产生水合物堵塞现象的发生
(2)确定分析目标 (3)选定求解节点 使问题获得解决的节点称为求解节点,简称解节点或求解点。求解点的位置不影响求解 结果 (4)计算节点流入流出动态 从油藏到解节点的上游部分称为节点流入部分,从解节点到分离器的下游部分称为节点 流出部分,从上下游两部分可分别得出解节点处压力与产量或注入量的关系,即流入流出动 态。流入、流出动态曲线的交点称协调工作点。 节点流入 节点流出 5. restriction (5)动态拟合 对数学模型及有关参数进行拟合调整。 (6)应用 Selecting tubing and flow line sizes To determine flow rate at which an existing well will produce considering wellbore geometry and completion limitations(first by natural flow) To evaluate the effect of altering skin on well productivity To determine under what conditions(which may be related to time)a well will load or die To select the most economical time for the installation of artificial lift and to assist in the selection of optimum lift method(artificial lift design) (三)节点分析在设计和预测中的应用 1、不同油嘴下的产量预测与油嘴选择
4 （2） 确定分析目标 （3） 选定求解节点 使问题获得解决的节点称为求解节点，简称解节点或求解点。求解点的位置不影响求解 结果。 （4） 计算节点流入流出动态 从油藏到解节点的上游部分称为节点流入部分，从解节点到分离器的下游部分称为节点 流出部分，从上下游两部分可分别得出解节点处压力与产量或注入量的关系，即流入流出动 态。流入、流出动态曲线的交点称协调工作点。 （5） 动态拟合 对数学模型及有关参数进行拟合调整。 （6） 应用 Selecting tubing and flow line sizes To determine flow rate at which an existing well will produce considering wellbore geometry and completion limitations (first by natural flow) To evaluate the effect of altering skin on well productivity To determine under what conditions (which may be related to time) a well will load or die To select the most economical time for the installation of artificial lift and to assist in the selection of optimum lift method (artificial lift design) （三）节点分析在设计和预测中的应用 1、不同油嘴下的产量预测与油嘴选择
P P q1q243 2、选择油管直径 P 3、预测油藏压力变化对产量的影响。 d2>d1 4、预测停喷压力
5 2、选择油管直径 3、预测油藏压力变化对产量的影响。 4、预测停喷压力