• / 48
  • 下载费用:15 下载币  

气举井基本概念及系统分析

关 键 词:
采油工艺 人工举升 气举采油 螺杆泵采油
资源描述:

中海油气举工艺技术培训-气举采油  气举井基本概念及系统分析  主讲:钟海全(副教授  博士)  2013年 11月  内容  气举采油概念  气举及海上采油系统  节点概念及自喷井节点系统分析  气举井最佳气液比及特性曲线  气举井系统分析实例  机械采油  (人工举升 ) 连续气举  间歇气举  气举  泵举  动力泵 (电潜泵 、  射流泵 ) 柱塞气举  容积泵 (有杆泵、螺杆泵、水力活塞泵 ) 腔室气举  气举采油概念  气举采油  当地层能量不能将液体举升到地面或满足不了产量要求时,人为地把高压气体(天然气、注入井内,依靠气体降低举升管中的流压梯度(气液混合物密度),并利用其能量举升液体的人工举升方法。  优点: 产液量变化范围大  气举深度深  井下无机械磨损件  操作管理方便  对于油气比较高,出砂严重,斜井等较泵举方式更具优势  缺点: 供给稳定充足的高压气源  井底具有较高回压  注入气体的冷却作用,可能引起结蜡  气举采油特点  内容  气举采油概念  气举及海上采油系统  节点概念及自喷井节点系统分析  气举井最佳气液比及特性曲线  气举井系统分析实例  气举注采系统(一) 气 举 开 采 系 统气 举 井其 余 井高 压 气 井封 隔 器气 举 阀其 余 井分 离 器储 油 罐调 节 阀低 压 销 售孔板流量计等计量其 它 分 离 设 备容 积 罐 等洗 涤 塔低 压 吸 入 端压 缩 机 ( 站 )高 压 气 管 线封 隔 器分 离 器调 节 阀液 体液 体 泵容 积 罐 等孔 板 流 量 计 等 计 量井 口 油 嘴 或 电 子 控 制 器 等高 压 销 售气举注采系统(二) 海上单井系统及压力变化  Δ                    上单井系统及温度变化  Δ                    容  气举采油概念  气举及海上采油系统  节点概念及自喷井节点系统分析  气举井最佳气液比及特性曲线  气举井系统分析实例  节点:   油气井系统中 , 节点是一个位置的概念 。   普通节点: 两个流动过程的衔接点 , 如地层供给边缘 、 分离器 、 井口 、井底 。 此类节点本身不产生与流量有关的压降 。  函数节点: 产生与流量有关压降的阻件 , 如井下和地面油嘴 、 井下安全阀 、 完井段等 。 具有限流作用的局部装置 。  解节点:   用节点分析方法通常要选定一个节点 , 将整个系统划分为流入和流出节点两个部分进行求解 。 所选用节点称为求解节点 ,简称解节点或求解点 。  节点作用: 在某部位设置节点将一复杂系统隔离为两个相对独立的子系统 , 以简化问题的复杂性 。  系统  起点  节点  系统终点  节点流入   节点流出  节点的概念及作用  节点系统分析方法是在研究气藏流入动态关系、生产管串以及气嘴等多相流动特征的基础上发展起来的。这一技术是 把气井从气藏至分离器、集输站的各个生产环节作为一个完整的压力系统来考虑 ,在给定生产条件下,包括分离器、地面气嘴、井口、井下安全阀、井下气嘴、井底、完井段、气藏等,计算系统的 协调产量及压力温度 (通常只做压力产量分析)剖面,定量分析系统生产能力和压力温度损耗情况。从而预测改变有关部分的主要参数以及工作制度后气井产量的变化,优化生产系统中各个环节,力求充分发挥气藏的生产潜力,制定合理的工作制度,提高油气藏开发的经济效益。   节点分析方法  油气井稳定生产的条件是地层与井筒相协调 ,即地层供给能力等于油管排出能力 。 节点流入 /出两曲线的交点为气井协调点 , 即在所给气井和地层条件下获得的产量  Q 和相应的  常规方法有:   图解法  (节点流入 /出曲线 )  协调原理  (节点处质量能量守恒 ) 节点系统分析方法  节点系统分析方法  流出  入  Q q 统分析曲线 (井底节点 ) 产层  . 确定生产系统的起点 ,终点和各流动过程 (包括人工举升系统 )并建立 (选择 )各流动过程的模型 。  2. 节点位置的选取具有灵活性 , 原则上尽可能靠近分析的对象 。  3. 计算绘制节点流入和流出曲线并求解 。  4. 确定生产协调点 。   +   节点流入  节点流出        -  P(节点上游)  P(节点下游 ) 节点分析一般步骤  流出  入  Q q p 系统分析曲线 (井底节点 ) 4. 动态拟合  将计算结果与实际试采数据对比拟合 , 调整数学模型或参数使之符合生产井的实际情况 。  5. 实际应用  对分离器 、 地面气嘴 、 井口 、 井下安全阀 、井下气嘴 、 井底 、 完井段 、 气藏等参数进行敏感性分析 ,计算系统的协调产量及压力剖面 , 优化生产操作参数等 ,使整个生产系统达到最优化状态 。  节点分析一般步骤  节点选择   井底(产层中部)- 突出气井流入动态,便于分析井的产能及研究井的改造措施;   井口- 突出油管和地面管线压力损失,便于研究井下管串及地面管线设备动态;   完井段 -评价射孔参数对生产的影响;   分离器  — 分析气井和多口井分离器压力的影响;   其它-油嘴、安全阀、多级管柱连接点等。  系统的解与节点位置无关  P P q0 q sp q 以井系统下游端点  节点  以井系统上游端点         为节点  逆流向计算  井底为解节点  产层  节点  井底节点将整个油井系统隔离为油层和举升油管 +海底管线 +立管  节点流入部分即为油层渗流,用流入动态 出为从油层中部位置至分离器,其压降为各部分压降之和。   两曲线不相交  不能自喷 , 获得产量 相交   产量过高 , 可用油嘴调节控制产量  相交   产量过低 , 需补充        能量  两个交点 ( 多相流高气液比 )  左交点不稳定;右交点稳定 , 协调点  流入与流出曲线的分析  Q Pwf q P协调点  P井口为解节点  产层  油嘴)  井口解节点将油井系统隔离成两部分,即从分离器开始至井口部分与油层到井底再经举升油管到井口部分。  计算步骤:设定一组产量,分别按所选用的公式计算,求出两部分相应产量在解节点处压力。   流入与流出曲线分析  井口解节点的流入曲线表示油井不同产量下的井口油压的大小 。油压并不总是随产量的增加而降低,而是存在峰值。这是由于 产量较低时,滑脱损失严重;产量较高时,摩阻损失较大 。而只在某一产量时,滑脱与摩阻损耗之和最小。井口解节点可以分析不同直径的地面管线和油管尺寸对油井生产动态的影响(图 B),便于选择油管及出油管线的直径。  A B 井口为解节点  产层  嘴)  井口解节点将油井系统隔离成两部分,即从分离器开始至井口部分与油层到井底再经举升油管到井口部分。   流入与流出曲线分析  设定一组产量,从油层和分离器开始分别计算出井口(油嘴)处相应的油压和回压,将满足 回压 /油压 <临界压力比 的点绘制曲线 B,与给定嘴径的交点 别与曲线 根据要求的产量确定与之对应的油嘴直径。   q G P    q5 q 4 6 8 10 16 P q4 q3 q2  射孔段为解节点  产层  射孔完井段相当于节流装置,它的两端存在与产量相关的压差,故称为函数节点。  这类节点还有地面油嘴、井下安全阀等。射孔段的压差与射孔方式(正压或负压)和射孔参数(孔密、穿深和孔径等)有关。  油嘴、井下安全阀、完井段等作为函数节点的部件在局部会 产生与流量相关的压降 ΔP(Q),这类函数节点的系统分析曲线为 ΔP~Q。  以油井射孔完井段为例分析射孔密度对系统产能的影响。射孔完井段消耗从地层到井底的大部分压降,主要是由流体流过孔眼致密压实带的紊流造成的。  函数节点分析  1. 作节点流入曲线 (即完井段上游地层无污染 (S=0)理想情况的           rw=2. 作节点流出曲线 (完井段下游 , 从         ΔPR 层岩面流压  q Δp=0 Q 射孔段为节点- 分析步骤  射孔完井段压降二项式  若仅考虑射孔压实伤害而忽略其它因素,基于非线性渗流方程积分得:  2w f s w f p o p op p p A q B q    1 . 8 o p p  N h r 1 7 22 2 20 . 3 3 9 1 0 11p o p p  h r r =0时按产量计算的流压。  3. 作系统需要的压差曲线,即节点流入与流出的压差  Δ   p 需要压差 —产量  Q Δ Δ P=0 6 Δ p 10 15 q6  4. 作函数节点 Δ给定射孔条件的完井段 Δ, 如 N=6、 10、 15孔 /m。  自喷井实例分析( 1)  塔中 402井地层平均压力 层中深 3695m,生产气液比220m3/油饱和压力 油相对密度 体相对密度 水率 0。由系统试井资料拟合 然是一高产油井。井口压力为 口温度 30℃ ,井底温度 85℃ 。试分析自喷生产方式下的最佳油管尺寸。  由已知参数和 井口往井底用 中是油管内径为  10203040500 200 400 600 800 1000 1200产液量,m3/02井系统分析曲线   60070080090060 80 100 120 140油管内径,m m3/0 100 120 140油管内径,m  流压与油管内径的关系   将各流出曲线与 产量-油管内径 和流压-油管内径曲线 。可以看出,在管径未达到 液量随管径增大而上升。而在管径为 量开始下降。故应当选择油管内径 产井需选择较大油管尺寸,但也不是越大越好,太大会造成滑脱损失严重,产量降低,同时建井成本也太高,经济上不合算。  自喷井实例分析( 2)  温西 1井平均地层压力 层中部深度2513m,生产气液比 116m3/油相对密度 相对密度 相相对密度 水率 30%,在井底流压大于饱和压力时的产液指数 5 d•给定井口油压 底温度 79℃ ,井口温度 20℃ 。试分析地层压力从  0510152025300 20 40 60 80 100产液量, m3/如果以这样小的油管才能自喷生产,必然带来采油工艺技术的一系列问题,如清蜡困难等,与其这样还不如使用大一些油管转抽,经济效益会好得多。因此,可用这种方法来预测油井转抽时间。  02040608020 40 60 80油管内径,m m3/交点,作不同地层压力下的产液量与油管尺寸关系曲线。在地层压力 最佳油管尺寸为 降为 液量明显下降, 最佳油管尺寸变为  内容  气举采油概念  气举及海上采油系统  节点概念及自喷井节点系统分析  气举井最佳气液比及特性曲线  气举井系统分析实例  气举井最佳气液比  ① 设井底为注气点;  ② 由设计产液量及井口压力从井口计算到井底,并对总气液比进行敏感性分析;  ③ 作总气液比与井底流压关系图。  18 0020 0022 000 200 400 600 800 1000 1200s m3/佳气液比  注入气液比=  最佳气液比 流入:地层   i n L rp f Q p p p     油层 注气点- 油层 o u t L g i n jp f Q Qp p p p      线 注气点- 井口油嘴,流出:油层+注入气  用于分析油管尺寸、出油管线、注气压力、注入气量等参数对气举注采系统的影响。  气举井动态曲线  工  作  阀  qL p 1)设计一组产液量,从油层计算至注气点得 2)固定注气量  + 一组产液量,从地面计算至注气点得一条流出曲线  (3)更改注气量,重复步骤 (2)得一组流出曲线  (4)绘制气举特性曲线  计算步骤  大产量  最经济产量  最大产量  对应极限气液比的注气量,此时油管压力梯度最小。  经济注气量  单位注气增量举升原油所获得利润,恰好等于该单位增注的气体成本,此时的总气液比就是最经济气液比,对应注气量为最经济注气量。  气举动态曲线及特征点  单井生产的注气量与产液量的关系,表征投入与产出的关系。  包含了两个特征点:最大产液量和经济注气量  内容  气举采油概念  气举及海上采油系统  节点概念及自喷井节点系统分析  气举井最佳气液比及特性曲线  气举井系统分析实例  气举井节点分析实例  突尼斯海上 始地层压力 16层中部深度 H= 1600m(海水深 270m),生产气液比 油饱和压力, 油相对密度 体相对密度 层水相对密度 水率 2%。井口温度 40℃ ,井底温度 ,通过试井分析得到采液指数为 d·试分析当地层压力下降到13气举方式下要达到 3000m3/为便于输送需要有   气举井节点分析实例  ① 选择井底为节点(假设注气点在井底)  ② 由流入动态关系绘制井底节点流入曲线  ③ 确定一油管尺寸  ④ 假设一系列产液量,给定一注气量从井口油压分别计算井底流压,得到井底流压-产液量关系,即流出曲线  ⑤ 改变注气量,按步骤 ④ 计算流出曲线  ⑥ 将流入曲线与流出曲线的交点产液量与注气量作图,即气举特性曲线  ⑦ 改变油管尺寸,按步骤 ④  -  ⑥ 计算该油管尺寸下的气举特性曲线  气举节点分析实例  12001600200024002800320036000 2 4 6 8 10 12注气量,1 04m3/m3/30 140 150 160 170 180油管内径,m m3/仍以突尼斯海上 采用油套环空排液, 试分析当地层压力下降到 13举方式下要达到 3200m3/管尺寸(为便于输送需要有 提供的最大注气量为 10× 104m3/d,注气压力为15  气举环空排液节点分析实例  油、套管环形空间气举方式, 油管的确定需要对气体管流进行研究,由于摩阻与气流方向相反,油管太小,摩阻较大,油管过大又会增加投入。 对油管进行敏感性分析,并将注气点压力与油管尺寸作图。  31/21/2 即其摩阻相当,从节约投入出发选择 31/2且注气量未必需要 10× 104m3/d)油管即可,由于 3因此不适宜。故采用31/2 4567180 200 220 240 260 280套管内径, 04m3/ 4 6 8 10 12注气量,1 04m3/m3/径)进行敏感性分析,从图上可以看出注气量在10× 104m3/前者是由于环形空间太大 , 增大了滑脱损失,后两者是环形空间太小,增大了摩阻损失 。   将满足要求的套管尺寸与对应的注气量(产液量 3200m3/图,可以看出 要到达所需产量 3200m3/d,套管尺寸为 95/8径 要的注气量最小,效率最高, 故应当选择95/8 联系方式:  283281248021

展开阅读全文
  石油文库所有资源均是用户自行上传分享,仅供网友学习交流,未经上传用户书面授权,请勿作他用。
0条评论

还可以输入200字符

暂无评论,赶快抢占沙发吧。

关于本文
本文标题:气举井基本概念及系统分析
链接地址:http://www.oilwenku.com/p-10398.html
关于我们 - 网站声明 - 网站地图 - 资源地图 - 友情链接 - 网站客服客服 - 联系我们
copyright@ 2016-2020 石油文库网站版权所有
经营许可证编号:川B2-20120048,ICP备案号:蜀ICP备11026253号-10号
收起
展开