1、第六章气井生产系统节点分析气井生产系统节点分析西南石油大学石油工程学院西南石油大学石油工程学院2生产系统分析（节点分析）生产系统分析（节点分析）： 运用系统工程理论运用系统工程理论将地层流体的渗流、举升将地层流体的渗流、举升管垂直流动和地面集输系统视为一个完整的管垂直流动和地面集输系统视为一个完整的采气生产系统，进行整体优化分析，使整个采气生产系统，进行整体优化分析，使整个气井生产系统不仅在局部上合理，而且在整气井生产系统不仅在局部上合理，而且在整体上处于最优状态。体上处于最优状态。用途：用途： 设计和评价气井生产系统中各部件的优劣设计和评价气井生产系统中各部件的优劣第六章第六章 气井生产系统
2、节点分析气井生产系统节点分析 西南石油大学石油工程学院西南石油大学石油工程学院3第六章第六章 气井生产系统节点分析气井生产系统节点分析 本章内容本章内容第一节第一节 气井生产系统分析气井生产系统分析第二节第二节 普通节点分析普通节点分析第三节第三节 函数节点分析函数节点分析西南石油大学石油工程学院西南石油大学石油工程学院4第一节第一节 气井生产系统分析气井生产系统分析一、气井生产系统一、气井生产系统气井生产系统气井生产系统：由储层、举升油管、针形阀、地：由储层、举升油管、针形阀、地面集气管线、分离器等多个部件串联组成面集气管线、分离器等多个部件串联组成西南石油大学石油工程学院西南石油大学石油工
3、程学院5一、气井生产系统一、气井生产系统气井生产系统的特点：气井生产系统的特点： l流动过程多；流动过程多； - -从气藏外边界到钻开的气层表面；从气藏外边界到钻开的气层表面； - -从射孔完井段到井底；从射孔完井段到井底； - -从井底到从井底到井口的垂直或倾斜管流；井口的垂直或倾斜管流； - -从井口经集气管线到分离器的水平或倾斜管流。从井口经集气管线到分离器的水平或倾斜管流。 l流动规律不同流动规律不同, ,各部分压力损失不一样，与内部参各部分压力损失不一样，与内部参数有关。数有关。西南石油大学石油工程学院西南石油大学石油工程学院61 1、气藏中气体向气井的渗流、气藏中气体向气井的渗流气
4、体通过孔隙或裂缝向井底流动：气体通过孔隙或裂缝向井底流动： l l不同孔隙介质；不同孔隙介质； l l不同流体介质（单相气流、气水两相流、气油不同流体介质（单相气流、气水两相流、气油两相流）；两相流）； l l不同驱动类型和驱动机理；不同驱动类型和驱动机理； l l不同开采方式；不同开采方式； 渗流阻力、压力损失不同渗流阻力、压力损失不同气井流入动态不同气井流入动态不同西南石油大学石油工程学院西南石油大学石油工程学院71 1、气藏中气体向气井的渗流、气藏中气体向气井的渗流气井流入动态：气井流入动态： 气藏中气体向气井渗流气藏中气体向气井渗流的特性的特性 ，描述气层，描述气层产量与井底流压的基本
5、关系，反映气层向井供产量与井底流压的基本关系，反映气层向井供气的能力，对气井生产系统分析至关重要。气的能力，对气井生产系统分析至关重要。 西南石油大学石油工程学院西南石油大学石油工程学院8（1 1）单相气体渗流）单相气体渗流均质气藏：均质气藏： l l产能试井（例如系统试井、等时试井、修正产能试井（例如系统试井、等时试井、修正等时试井）等时试井）指数式和二项式产能公式；指数式和二项式产能公式； l l单点法（一点测试法）；单点法（一点测试法）； l lJonesJones理论公式（二项式产能公式）。理论公式（二项式产能公式）。多层气藏和裂缝性气藏：多层气藏和裂缝性气藏： l l不同气藏类型的现
6、代试井理论模型；不同气藏类型的现代试井理论模型； l l气井单井数值模拟器。气井单井数值模拟器。西南石油大学石油工程学院西南石油大学石油工程学院9（2 2）气水井流入动态）气水井流入动态边水气藏边水气藏底水气藏底水气藏气水同层的气藏气水同层的气藏采用气井单井数值模拟器来采用气井单井数值模拟器来西南石油大学石油工程学院西南石油大学石油工程学院10（3 3）凝析气井流入动态）凝析气井流入动态当井底流压低于露点压力当井底流压低于露点压力时，井底附近有凝析液析时，井底附近有凝析液析出，地层中出现三个区：出，地层中出现三个区：单相气区油相不可流动区油气两相流动区采用气井单井数值模拟器采用气井单井数值模拟
7、器 l l油气两相可动区；油气两相可动区；l l油相不可动而气相可动区；油相不可动而气相可动区；l l单相气区。单相气区。西南石油大学石油工程学院西南石油大学石油工程学院112 2、气体通过完井段的流动、气体通过完井段的流动完井段的流动阻力损失与完井方式密切相关：完井段的流动阻力损失与完井方式密切相关： - -分析各种完井方式的总表皮系数分析各种完井方式的总表皮系数确定流体确定流体通过完井段的阻力损失。通过完井段的阻力损失。 射孔完井是目前应用最普遍的完井方法：射孔完井是目前应用最普遍的完井方法： - -影响其流入特性的主要参数有射孔密度、孔影响其流入特性的主要参数有射孔密度、孔径、孔深、孔眼
8、分布相位及压实损害程度。径、孔深、孔眼分布相位及压实损害程度。西南石油大学石油工程学院西南石油大学石油工程学院123 3、气体沿垂直或倾斜油管举升的流动、气体沿垂直或倾斜油管举升的流动油管的压力损失油管的压力损失 整个生产系统总压降的主要部分整个生产系统总压降的主要部分 l l举升压力损失；举升压力损失； l l摩阻压力损失；摩阻压力损失； l l高产气井还包括动能损失。高产气井还包括动能损失。 单相气体单相气体 l lCullenderCullender & Smith & Smith法；法； l l平均温度和偏差系数法。平均温度和偏差系数法。西南石油大学石油工程学院西南石油大学石油工程学院
9、133 3、气体沿垂直或倾斜油管举升的流动、气体沿垂直或倾斜油管举升的流动气水两相流气水两相流 l l半经验模型：半经验模型： Hagedorn-Brown、Duns-Ros、Orkiszewski、Beggs-Brill、Mukherjee-Brill、Aziz等。等。 l l机理模型：机理模型： 如如PEPITE、WELLSIM、TUFFP、OLGA、TACITE等等凝析气井凝析气井 压力损失的预测，除考虑油气两相流，还要考虑流体相态压力损失的预测，除考虑油气两相流，还要考虑流体相态的变化。的变化。 西南石油大学石油工程学院西南石油大学石油工程学院14一、气井生产系统一、气井生产系统4、气
10、体通过井口节流装置的流动、气体通过井口节流装置的流动 节流过程节流过程 5、气体在地面水平管中的流动、气体在地面水平管中的流动 压力损失主要是压力损失主要是管内流动摩阻管内流动摩阻 西南石油大学石油工程学院西南石油大学石油工程学院15生产井模型生产井模型 对实际的气井生产系统进行分析时，需对实际的气井生产系统进行分析时，需要将实际系统加以抽象，以便能进行数学表要将实际系统加以抽象，以便能进行数学表述，这时的气井生产系统称为述，这时的气井生产系统称为生产井模型生产井模型。 二、气井生产系统分析二、气井生产系统分析西南石油大学石油工程学院西南石油大学石油工程学院16二、气井生产系统分析二、气井生产
11、系统分析基本思想基本思想 l l在系统某部位（如井底）设置解节点；在系统某部位（如井底）设置解节点； l l对每一部分的压力损失进行定量评估；对每一部分的压力损失进行定量评估； l l对影响流入和流出解节点能量的各种因素进对影响流入和流出解节点能量的各种因素进行逐一评价和优选。行逐一评价和优选。基本出发点基本出发点 l l系统中任何一点的压力是唯一的；系统中任何一点的压力是唯一的； l l在稳定条件下，系统各环节流入和流出流体在稳定条件下，系统各环节流入和流出流体的质量守恒。的质量守恒。西南石油大学石油工程学院西南石油大学石油工程学院171 1、节点的设置、节点的设置 节点节点定义定义 节点（
12、节点（NodalNodal）是一位置的概念，是系统中任一是一位置的概念，是系统中任一位置。分为普通节点和函数节点：位置。分为普通节点和函数节点： l l普通节点：普通节点：气体通过这类节点时，节点本身气体通过这类节点时，节点本身不不产生与流量有关的压降产生与流量有关的压降。 l l函数节点：函数节点：气体通过这类节点时，要气体通过这类节点时，要产生与流产生与流量相关的压降量相关的压降。西南石油大学石油工程学院西南石油大学石油工程学院181 1、节点的设置、节点的设置 目的目的 将系统划分为若干相对独立，相互联系的部分。将系统划分为若干相对独立，相互联系的部分。 l l地层流入段；地层流入段；
13、l l完井段；完井段； l l油管流动段；油管流动段； l l地面管流段。地面管流段。西南石油大学石油工程学院西南石油大学石油工程学院19主要节点主要节点 一般取个节点一般取个节点1 1、节点的设置、节点的设置 l l普通节点普通节点 地层、井底、井口、地层、井底、井口、 分离器分离器l l函数节点函数节点 完井段、完井段、 井底气嘴、井底气嘴、 井下安全阀、地面气嘴井下安全阀、地面气嘴西南石油大学石油工程学院西南石油大学石油工程学院202 2、解节点的选择、解节点的选择解节点的定义解节点的定义 在运用节点分析方法解决具体问题时，通常在在运用节点分析方法解决具体问题时，通常在分析系统中选择某一
14、节点，此节点一般称为解分析系统中选择某一节点，此节点一般称为解节点（节点（Solution nodeSolution node）。）。 西南石油大学石油工程学院西南石油大学石油工程学院212 2、解节点的选择、解节点的选择解节点将气井生产系统分解节点将气井生产系统分为两大部分为两大部分l l流入流入( (Inflow)Inflow)部分部分：始节点到解节点包括的部分始节点到解节点包括的部分l l流出流出( (Outflow)Outflow)部分部分：解节点到末节点包括的部分解节点到末节点包括的部分西南石油大学石油工程学院西南石油大学石油工程学院22选择原则选择原则 l l解节点的选择与系统分析
15、的最终结果无关。可解节点的选择与系统分析的最终结果无关。可以在生产系统内任意选择；以在生产系统内任意选择； l l原则上要依照所要求的目的而定，所选解节点原则上要依照所要求的目的而定，所选解节点应尽可能靠近分析的对象。应尽可能靠近分析的对象。2 2、解节点的选择、解节点的选择西南石油大学石油工程学院西南石油大学石油工程学院233 3、流入和流出动态特性、流入和流出动态特性系统参数变化引起解系统参数变化引起解节点压力和流量变化节点压力和流量变化压力压力产量产量流入流入流出流出将将InflowInflow与与OutflowOutflow曲线曲线综合到一个图上综合到一个图上流入流入( (出出) )曲
16、线：曲线：流入流入( (出出) )解节点的压力解节点的压力与流量的关系曲线。与流量的关系曲线。西南石油大学石油工程学院西南石油大学石油工程学院244 4、协调点、协调点压力压力产量产量流入流入流出流出协调点协调点InflowInflow曲线与曲线与OutflowOutflow曲线的交点为协调点。曲线的交点为协调点。协调点只反映气井在某协调点只反映气井在某一条件下的生产状态，一条件下的生产状态，并不是气井的最佳生产并不是气井的最佳生产状态。状态。 西南石油大学石油工程学院西南石油大学石油工程学院255 5、敏感性优化分析、敏感性优化分析目的目的 找出气井生产系统的合理参数，确定气井最佳找出气井生
17、产系统的合理参数，确定气井最佳生产状态。生产状态。方法方法 改变系统参数，分析这些系统参数对系统流动改变系统参数，分析这些系统参数对系统流动特性的影响，从而确定气井最佳生产状态。特性的影响，从而确定气井最佳生产状态。西南石油大学石油工程学院西南石油大学石油工程学院26三、气井生产系统分析的用途三、气井生产系统分析的用途使气井以最小的能量损失达到最有效的目标产量使气井以最小的能量损失达到最有效的目标产量 1 1、对新井，选择完井方式，确定油套管尺寸、对新井，选择完井方式，确定油套管尺寸、合理生产压差；合理生产压差；2 2、对生产井，找出限制气井的不利因素，提出、对生产井，找出限制气井的不利因素，
18、提出改造及调整措施；改造及调整措施；3 3、优选气井的最佳控制产量；、优选气井的最佳控制产量；4 4、分析气井的停喷原因；、分析气井的停喷原因；西南石油大学石油工程学院西南石油大学石油工程学院27三、气井生产系统分析的用途三、气井生产系统分析的用途5 5、确定排水采气时机，优选排水采气方式；、确定排水采气时机，优选排水采气方式；6 6、进行经济分析，寻求最佳方案；、进行经济分析，寻求最佳方案；7 7、预测未来气井产量随时间的变化；、预测未来气井产量随时间的变化；8 8、找出提高气井产量的途径。、找出提高气井产量的途径。对于新井，优化完井参数和优选油管尺寸对于新井，优化完井参数和优选油管尺寸；对
19、于对于老井老井，科学地管理好生产。，科学地管理好生产。 西南石油大学石油工程学院西南石油大学石油工程学院28四、气井生产系统分析步骤四、气井生产系统分析步骤建立生产井模型；建立生产井模型；根据分析目标选定解节点，确定节点分析方法根据分析目标选定解节点，确定节点分析方法；完成各个部分数学模型的静动态生产资料的拟合完成各个部分数学模型的静动态生产资料的拟合，绘制流入和流出动态曲线；，绘制流入和流出动态曲线；求解流入和流出动态曲线的协调点；求解流入和流出动态曲线的协调点；完成确定目标的敏感参数分析，优选完成确定目标的敏感参数分析，优选系统参数。系统参数。西南石油大学石油工程学院西南石油大学石油工程学
20、院29一、普通节点分析一、普通节点分析例例6-16-1 已知某气井的参数：井中部深度已知某气井的参数：井中部深度H H 3000m3000m，油管尺寸为油管尺寸为2“（内径（内径62mm62mm，外径外径73mm73mm），），井筒平井筒平均温度均温度 342K，天然气相对密度天然气相对密度g0.6，地层压地层压力力30MPa，井口压力井口压力 ptf 6.0MPa，气井产能方气井产能方程为程为2223 . 451scscwfRqqpp第二节 普通节点分析试取不同节点为解节点对该井进行节点分析？试取不同节点为解节点对该井进行节点分析？西南石油大学石油工程学院西南石油大学石油工程学院301 1、
21、取地层为解节点的节点分析、取地层为解节点的节点分析(1)(1)建立生产井模型建立生产井模型 该井是由地层和井筒组成的气井生产系统，没有该井是由地层和井筒组成的气井生产系统，没有地面集输气管线，因此在计算总压力损失时不地面集输气管线，因此在计算总压力损失时不应包括地面管线部分应包括地面管线部分(2)(2)选取解节点选取解节点 取地层外边界为解节点取地层外边界为解节点 l l流入部分为地层外边界，流入解节点压力为恒流入部分为地层外边界，流入解节点压力为恒定值，等于地层压力定值，等于地层压力 l l流出部分包括从地层外边界到井口流出部分包括从地层外边界到井口 西南石油大学石油工程学院西南石油大学石油
22、工程学院311 1、取地层为解节点的节点分析、取地层为解节点的节点分析(3)(3)由气井产能方程计算流入动态曲线由气井产能方程计算流入动态曲线 流入动态由产量与流入节点压力的关系表示。这时流入动态由产量与流入节点压力的关系表示。这时流入节点压力不随产量变化，恒等于地层压力流入节点压力不随产量变化，恒等于地层压力(4)(4)计算流出动态曲线计算流出动态曲线 流出动态由产量与流出节点压力的关系表示。流出流出动态由产量与流出节点压力的关系表示。流出节点压力是井口压力、井筒压力损失和地层压力损节点压力是井口压力、井筒压力损失和地层压力损失的总和失的总和西南石油大学石油工程学院西南石油大学石油工程学院3
23、21 1、取地层为解节点的节点分析、取地层为解节点的节点分析 l l假设一系列产量，对每一产量完成下列计算假设一系列产量，对每一产量完成下列计算 l l由井口压力和单相气体垂直管流计算方法，由井口压力和单相气体垂直管流计算方法，计算井底压力计算井底压力 l l根据井底压力和气井产能方程，计算地层压根据井底压力和气井产能方程，计算地层压力，该压力就是流出节点压力力，该压力就是流出节点压力(4)(4)计算流出动态曲线计算流出动态曲线西南石油大学石油工程学院西南石油大学石油工程学院331 1、取地层为解节点的节点分析、取地层为解节点的节点分析西南石油大学石油工程学院西南石油大学石油工程学院341 1
24、、取地层为解节点的节点分析、取地层为解节点的节点分析(5)(5)绘制流入和流出绘制流入和流出动态曲线动态曲线 (6)(6)求解协调点求解协调点 协调点压力协调点压力30MPa产量产量9.32104m3/d该井在井口压力等该井在井口压力等于于6.0MPa下的产量下的产量为为9.32104m3/d。西南石油大学石油工程学院西南石油大学石油工程学院352 2、取井底为解节点的节点分析、取井底为解节点的节点分析(1)(1)取井底为解节点取井底为解节点 l l流入部分包括从地层外边界到井底流入部分包括从地层外边界到井底 l l流出部分包括从井底到井口流出部分包括从井底到井口(2)(2)计算流入动态曲线计
25、算流入动态曲线 假设一系列产量，对每一产量，根据地层压力假设一系列产量，对每一产量，根据地层压力和气井产能方程，计算井底压力，该压力就是和气井产能方程，计算井底压力，该压力就是流入节点压力流入节点压力西南石油大学石油工程学院西南石油大学石油工程学院362 2、取井底为解节点的节点分析、取井底为解节点的节点分析(3)(3)计算流出动态曲线计算流出动态曲线 假设一系列产量，对每一产量，由井口压力假设一系列产量，对每一产量，由井口压力和单相气体垂直管流计算方法，计算井底压和单相气体垂直管流计算方法，计算井底压力，该压力就是流出节点压力力，该压力就是流出节点压力西南石油大学石油工程学院西南石油大学石油
26、工程学院372 2、取井底为解节点的节点分析、取井底为解节点的节点分析西南石油大学石油工程学院西南石油大学石油工程学院38(4)(4)绘制流入和流出绘制流入和流出动态曲线动态曲线 (5)(5)求解协调点求解协调点 协调点压力协调点压力7.897.89MPaMPa产量产量9.329.3210104 4m m3 3/d/d该井在井口压力等该井在井口压力等于于6.06.0MPaMPa下的产量下的产量为为9.329.3210104 4m m3 3/d/d。2 2、取井底为解节点的节点分析、取井底为解节点的节点分析西南石油大学石油工程学院西南石油大学石油工程学院393 3、取井口为解节点的节点分析、取井
27、口为解节点的节点分析(1)(1)取井口为解节点取井口为解节点 l l流入部分包括从地层外边界到井口流入部分包括从地层外边界到井口 l l流出部分为井口，压力恒定等于井口压力流出部分为井口，压力恒定等于井口压力(2)(2)计算流入动态曲线计算流入动态曲线 流入节点压力是地层压力减去地层压力损失和流入节点压力是地层压力减去地层压力损失和井筒压力损失井筒压力损失西南石油大学石油工程学院西南石油大学石油工程学院40 l l假设一系列产量，对每一产量完成下列计算假设一系列产量，对每一产量完成下列计算 l l根据地层压力和气井产能方程，计算井底压力根据地层压力和气井产能方程，计算井底压力 l l由井底压力
28、和单相气体垂直管流计算方法，计由井底压力和单相气体垂直管流计算方法，计算井口压力，即流入节点压力算井口压力，即流入节点压力(3)(3)计算流出动态曲线计算流出动态曲线 流出节点压力不随产量变化，恒等于井口压力流出节点压力不随产量变化，恒等于井口压力 3 3、取井口为解节点的节点分析、取井口为解节点的节点分析(2)(2)计算流入动态曲线计算流入动态曲线西南石油大学石油工程学院西南石油大学石油工程学院413 3、取井口为解节点的节点分析、取井口为解节点的节点分析西南石油大学石油工程学院西南石油大学石油工程学院42(4)(4)绘制流入和流出绘制流入和流出动态曲线动态曲线 (5)(5)求解协调点求解协
29、调点 协调点压力协调点压力6 6MPaMPa产量产量9.32104m3/d该井在井口压力等该井在井口压力等于于6.0MPa下的产量下的产量为为9.32104m3/d。3 3、取井口为解节点的节点分析、取井口为解节点的节点分析西南石油大学石油工程学院西南石油大学石油工程学院43l l不同解节点下进行节点分析所获得的产量相同，不同解节点下进行节点分析所获得的产量相同，为为9.329.3210104 4m m3 3/d/dl l产量与解节点的位置无关产量与解节点的位置无关l l解节点的位置不同，节点的压力不同，流入和流解节点的位置不同，节点的压力不同，流入和流出动态曲线的形状不一样出动态曲线的形状不
30、一样总结：总结：西南石油大学石油工程学院西南石油大学石油工程学院44二、气井敏感参数分析二、气井敏感参数分析l l影响气井产能的因素很多，如油管尺寸、表皮影响气井产能的因素很多，如油管尺寸、表皮系数、射孔密度、井口压力、地层压力等系数、射孔密度、井口压力、地层压力等。l l采用敏感参数分析方法可以分析它们对气井产采用敏感参数分析方法可以分析它们对气井产能的影响。能的影响。西南石油大学石油工程学院西南石油大学石油工程学院451 1、井口压力对气井产能的影响、井口压力对气井产能的影响以例以例6-16-1为例为例(1)(1)解节点取在井口解节点取在井口 在其它参数不变的情况下，改变井口压力时，在其它
31、参数不变的情况下，改变井口压力时，只是流出曲线发生改变，流入曲线并不改变只是流出曲线发生改变，流入曲线并不改变(2)(2)分别取井口压力为分别取井口压力为6 6、1010、1515、2020MPaMPa 绘制井口压力为绘制井口压力为6 6、1010、1515、2020MPaMPa的流出动态的流出动态曲线，获得井口压力敏感性分析曲线曲线，获得井口压力敏感性分析曲线 西南石油大学石油工程学院西南石油大学石油工程学院461 1、井口压力对气井产能的影响、井口压力对气井产能的影响(3)(3)求出不同井口压力求出不同井口压力下流入和流出动态曲线下流入和流出动态曲线的协调点的协调点 西南石油大学石油工程学
32、院西南石油大学石油工程学院472 2、油管尺寸对气井产能的影响、油管尺寸对气井产能的影响油管的作用油管的作用 l l封隔器，保护套管不受油管内流体高压作用封隔器，保护套管不受油管内流体高压作用 l l保护套管不受液体的腐蚀作用保护套管不受液体的腐蚀作用 l l油管尺寸合理，井内不会滞留烃类液体和水油管尺寸合理，井内不会滞留烃类液体和水 l l油管尺寸必须很大，气井能通过最大的气量油管尺寸必须很大，气井能通过最大的气量西南石油大学石油工程学院西南石油大学石油工程学院48油管设计应综合考虑的因素油管设计应综合考虑的因素 l l机械方面问题机械方面问题 l l井的产能井的产能 l l携液能力携液能力
33、 l l成本成本2 2、油管尺寸对气井产能的影响、油管尺寸对气井产能的影响西南石油大学石油工程学院西南石油大学石油工程学院49以例以例6-16-1为例为例(1)(1)将解节点取在井底处将解节点取在井底处 在其它参数不变的情况下，改变油管尺寸时，只在其它参数不变的情况下，改变油管尺寸时，只是流出曲线发生改变，流入曲线并不改变是流出曲线发生改变，流入曲线并不改变(2)(2)计算流入动态曲线计算流入动态曲线 假设一系列产量，根据地层压力和产能方程计算假设一系列产量，根据地层压力和产能方程计算井底压力，即流入节点压力井底压力，即流入节点压力 2 2、油管尺寸对气井产能的影响、油管尺寸对气井产能的影响西
34、南石油大学石油工程学院西南石油大学石油工程学院502 2、油管尺寸对气井产能的影响、油管尺寸对气井产能的影响(3)(3)计算流出动态曲线计算流出动态曲线 对分析的每一个油管尺寸，假设一系列产量，对分析的每一个油管尺寸，假设一系列产量，根据井口压力和单相气体垂直管流方法，计算根据井口压力和单相气体垂直管流方法，计算井底压力，即流出节点压力井底压力，即流出节点压力 西南石油大学石油工程学院西南石油大学石油工程学院512 2、油管尺寸对气井产能的影响、油管尺寸对气井产能的影响西南石油大学石油工程学院西南石油大学石油工程学院52(4)(4)绘制流入和流出动态曲线绘制流入和流出动态曲线 2 2、油管尺寸
35、对气井产能的影响、油管尺寸对气井产能的影响05101520253035024681012产量，104m3/d井底压力，MPaIPR30.48mm45.7260.9676.2091.44106.68(5)(5)求流入和不同油管求流入和不同油管尺寸下流出动态曲线的尺寸下流出动态曲线的协调点协调点 西南石油大学石油工程学院西南石油大学石油工程学院532 2、油管尺寸对气井产能的影响、油管尺寸对气井产能的影响(6)(6)将油管尺寸和产量数据绘制成图将油管尺寸和产量数据绘制成图 l l油管直径从油管直径从30.4830.48mmmm增到增到60.9660.96mmmm时，产时，产量增加很大量增加很大l
36、l管径增到管径增到76.276.2mmmm时，时，产量有一定的增加产量有一定的增加l l管径再增加产量增加管径再增加产量增加非常小非常小 46810020406080100120油管尺寸，mm产量，104m3/d西南石油大学石油工程学院西南石油大学石油工程学院543 3、井壁污染对气井产能的影响、井壁污染对气井产能的影响l l例例6-26-2 已知气井参数：气藏外边界半径已知气井参数：气藏外边界半径 re150m150m，井半径井半径rw 0.12m0.12m，气藏有效厚度气藏有效厚度h20m20m，地地层渗透率层渗透率K0.0010.001m m2 2。其余参数同例题其余参数同例题6-16-
37、1西南石油大学石油工程学院西南石油大学石油工程学院553 3、井壁污染对气井产能的影响、井壁污染对气井产能的影响井壁污染是由表皮系数井壁污染是由表皮系数S来体现来体现 (1)(1)将解节点取在井底处将解节点取在井底处 S影响气流入井的压力损失，在其它参数不变的影响气流入井的压力损失，在其它参数不变的情况下，改变情况下，改变S，只是流入曲线发生改变，流出曲线只是流入曲线发生改变，流出曲线并不改变并不改变(2)(2)计算流入动态曲线计算流入动态曲线 对分析的表皮系数，假设一系列产量，根据地层压力对分析的表皮系数，假设一系列产量，根据地层压力和二项式产能方程计算井底压力，即流入节点压力和二项式产能方
38、程计算井底压力，即流入节点压力表皮系数表皮系数S改变二项式产能方程中的层流系数改变二项式产能方程中的层流系数A西南石油大学石油工程学院西南石油大学石油工程学院563 3、井壁污染对气井产能的影响、井壁污染对气井产能的影响西南石油大学石油工程学院西南石油大学石油工程学院573 3、井壁污染对气井产能的影响、井壁污染对气井产能的影响(3)(3)计算流出动态曲计算流出动态曲线线 假设一系列产量，假设一系列产量，根据井口压力和根据井口压力和单相气体垂直管单相气体垂直管流方法，计算井流方法，计算井底压力，即流出底压力，即流出节点压力节点压力西南石油大学石油工程学院西南石油大学石油工程学院58(4)(4)
39、绘制流入和流出动态曲线绘制流入和流出动态曲线 3 3、井壁污染对气井产能的影响、井壁污染对气井产能的影响(5)(5)求不同表皮系数下流入求不同表皮系数下流入和流出动态曲线协调点和流出动态曲线协调点 西南石油大学石油工程学院西南石油大学石油工程学院593 3、井壁污染对气井产能的影响、井壁污染对气井产能的影响(6)(6)将表皮系数和产量的关系数据绘制成图将表皮系数和产量的关系数据绘制成图 采用效果好采用效果好的增产措施，的增产措施，井产能可大大井产能可大大提高提高 西南石油大学石油工程学院西南石油大学石油工程学院60第三节第三节 函数节点分析函数节点分析一、射孔密度对气井产能的影响一、射孔密度对
40、气井产能的影响 l l例例6-36-3 已知气井参数：污染带深度为已知气井参数：污染带深度为0.430.43m m，污染程污染程度为度为0.20.2，射孔段厚度为，射孔段厚度为2020m m，射孔孔眼半径为射孔孔眼半径为0.0050.005m m，射孔深度为射孔深度为0.230.23m m，压实环厚度为压实环厚度为0.01270.0127m m，压实程度为压实程度为0.150.15，水平，水平/ /垂直渗透率垂直渗透率比为比为0.10.1。其余参数与例。其余参数与例6-26-2相同相同西南石油大学石油工程学院西南石油大学石油工程学院61(1)(1)建立生产井模型建立生产井模型 该井是由地层和井
41、筒组成，无地面集输气管线，该井是由地层和井筒组成，无地面集输气管线，计算总压力损失时不应包括地面管线部分计算总压力损失时不应包括地面管线部分(2)(2)取射孔完井段为解节点取射孔完井段为解节点 l l流入部分为地层外边界至气层岩面，总压力损流入部分为地层外边界至气层岩面，总压力损失不包括污染和射孔的压力损失失不包括污染和射孔的压力损失 l l流出部分包括从井口到井底流出部分包括从井口到井底 l l解节点本身有压力损失解节点本身有压力损失 一、射孔密度对气井产能的影一、射孔密度对气井产能的影响响西南石油大学石油工程学院西南石油大学石油工程学院62一、射孔密度对气井产能的影响一、射孔密度对气井产能
42、的影响(3)(3)计算流入动态曲线计算流入动态曲线 假设一系列产量，对每一产量，根据地层压力和假设一系列产量，对每一产量，根据地层压力和 产能方程，计算产能方程，计算 S0 0时的井底压力，即流入节时的井底压力，即流入节点压力点压力(4)(4)计算流出动态曲线计算流出动态曲线 假设一系列产量，对每一产量，由井口压力和单假设一系列产量，对每一产量，由井口压力和单相气体垂直管流计算方法，计算井底压力，该压相气体垂直管流计算方法，计算井底压力，该压力就是流出节点压力力就是流出节点压力 西南石油大学石油工程学院西南石油大学石油工程学院63一、射孔密度对气井产能的影响一、射孔密度对气井产能的影响西南石油
43、大学石油工程学院西南石油大学石油工程学院64(5)(5)绘制流入和流出动态曲线绘制流入和流出动态曲线 一、射孔密度对气井产能的影响一、射孔密度对气井产能的影响(6)(6)计算并绘制差计算并绘制差示曲线示曲线 差示曲线差示曲线：将流：将流入和流出动态曲入和流出动态曲线相减，获得的线相减，获得的产量与压差关系产量与压差关系曲线曲线 西南石油大学石油工程学院西南石油大学石油工程学院65一、射孔密度对气井产能的影响一、射孔密度对气井产能的影响(7)(7)计算射孔段本身计算射孔段本身的压降与产量的关的压降与产量的关系曲线系曲线 对不同的射孔对不同的射孔密度，假设一系列密度，假设一系列产量，对每一产量产量
44、，对每一产量，计算通过射孔段，计算通过射孔段压力损失压力损失 西南石油大学石油工程学院西南石油大学石油工程学院66一、射孔密度对气井产能的影一、射孔密度对气井产能的影响响(8)(8)将差示曲线和解节点本身的压降与产量的关系将差示曲线和解节点本身的压降与产量的关系曲线绘制在同一图上曲线绘制在同一图上(9)(9)求不同射孔密度下的求不同射孔密度下的协调点协调点( (差示曲线和解差示曲线和解节点本身压降与产量的节点本身压降与产量的关系曲线的交点关系曲线的交点) )西南石油大学石油工程学院西南石油大学石油工程学院67一、射孔密度对气井产能的影响一、射孔密度对气井产能的影响(9)(9)将射孔密度与产量的
45、关系作图将射孔密度与产量的关系作图 当射孔密度当射孔密度从从7 7孔孔/ /m m增加增加到到1313孔孔/ /m m时，时，气井产量增加气井产量增加幅度最大，再幅度最大，再增加孔密，产增加孔密，产量增幅较小量增幅较小。西南石油大学石油工程学院西南石油大学石油工程学院68二、井下气嘴直径对气井产能的影响二、井下气嘴直径对气井产能的影响 井下气嘴主要用于井下节流降压。由于井下温井下气嘴主要用于井下节流降压。由于井下温度高，井下节流可以防止水合物生成。度高，井下节流可以防止水合物生成。l l例例6-46-4 已知气井参数与例已知气井参数与例8-18-1相同，气嘴下入深度为相同，气嘴下入深度为200
46、02000m m。试分析气嘴直径对气井产能的影响。试分析气嘴直径对气井产能的影响。 西南石油大学石油工程学院西南石油大学石油工程学院69二、井下气嘴直径对气井产能的影响二、井下气嘴直径对气井产能的影响(1)(1)取井下气嘴为解节点取井下气嘴为解节点 l l流入部分为地层外边界至井下气嘴流入部分为地层外边界至井下气嘴 l l流出部分包括从井下气嘴到井口流出部分包括从井下气嘴到井口 l l解节点本身有压力损失解节点本身有压力损失(2)(2)计算流入动态曲线计算流入动态曲线 假设一系列产量，对每一产量，假设一系列产量，对每一产量，首先首先根据地层压根据地层压力和产能方程，计算井底压力力和产能方程，计
47、算井底压力；再；再由井底压力和由井底压力和单相气体垂直管流计算方法，计算气嘴处压力，单相气体垂直管流计算方法，计算气嘴处压力，即流入节点压力即流入节点压力西南石油大学石油工程学院西南石油大学石油工程学院70二、井下气嘴直径对气井产能的影响二、井下气嘴直径对气井产能的影响(3)(3)计算流出动态曲线计算流出动态曲线 假设一系列产假设一系列产量，对每一产量，量，对每一产量，由井口压力和单相由井口压力和单相气体垂直管流计算气体垂直管流计算方法，计算气嘴处方法，计算气嘴处压力，该压力就是压力，该压力就是流出节点压力流出节点压力 西南石油大学石油工程学院西南石油大学石油工程学院71二、井下气嘴直径对气井
48、产能的影响二、井下气嘴直径对气井产能的影响(4)(4)绘制流入和流绘制流入和流出动态曲线出动态曲线 (5)(5)计算并绘制计算并绘制差示曲线差示曲线07142128350246810产量，104m3/d气嘴处压力，MPa流出曲线流入曲线差示曲线西南石油大学石油工程学院西南石油大学石油工程学院72二、井下气嘴直径对气井产能的影响二、井下气嘴直径对气井产能的影响(6)(6)计算气嘴本身压降计算气嘴本身压降与产量的关系曲线与产量的关系曲线 对不同的气嘴直径，对不同的气嘴直径，假设一系列产量，对假设一系列产量，对每一产量，计算通过每一产量，计算通过气嘴的压力损失气嘴的压力损失 西南石油大学石油工程学院
49、西南石油大学石油工程学院73二、井下气嘴直径对气井产能的影响二、井下气嘴直径对气井产能的影响(7)(7)将差示曲线和解节点本身的压降与产量的关系将差示曲线和解节点本身的压降与产量的关系曲线绘制在同一图上曲线绘制在同一图上051015202530036912产量，104m3/d气嘴压降，MPad=3mm456差示曲线(8)(8)求解不同气嘴直径下求解不同气嘴直径下的协调点的协调点西南石油大学石油工程学院西南石油大学石油工程学院74二、井下气嘴直径对气井产能的影响二、井下气嘴直径对气井产能的影响(8)(8)将气嘴直径与产量的关系作图将气嘴直径与产量的关系作图 气嘴直径增加，气井产量增大气嘴直径增加，气井产量增大 西南石油大学石油工程学院西南石油大学石油工程学院75思考题思考题l生产系统分析的目的、用途生产系统分析的目的、用途l普通节点、函数节点分析的步骤和区别普通节点、函数节点分析的步骤和区别l函数节点分析对气井产能影响函数节点分析对气井产能影响
