气井生产系统节点分析普通节点及函数节点剖析PPT课件.ppt（92页）

1、气井生产系统气井生产系统节点分析节点分析1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。 气井节点分析理论、方法、用途和步骤。气井节点分析理论、方法、用途和步骤。

2、2汇报提纲汇报提纲一、气井生产系统分析一、气井生产系统分析 二、普通节点分析二、普通节点分析 三、函数节点分析三、函数节点分析3（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、油管、针形阀、地面集气管由储层、油管、针形阀、地面集气管线、分离器等多个部件串联组成。线、分离器等多个部件串联组成。4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

3、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。（一）气井生产系统（一）气井生产系统51 1、气藏中气体向气井的渗流、气藏中气体向气井的渗流气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

4、失不同 气井流入动态不同气井流入动态不同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 ，描述气层产量，描述气层产量与井底流压的基本关系，反映气层向井供气的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。能力，对气井生产系统分析至关重要。 7（1 1）单相气体渗流）单相气体渗流（2 2）气水井流入动态）气水井流入动态（3 3）凝析气井流入动态）凝析气井流入动态（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

5、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。8（2 2）气水井流入动态）气水井流入动态两相流，一般采用两相流，一般采用VogelVogel方程。方程。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采用气井单井数值

6、模拟器9（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。102 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，确定流体通确定流

7、体通过完井段的阻力损失。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、孔径影响其流入特性的主要参数有射孔密度、孔径、孔深、孔眼分布相位及压实损害程度。、孔深、孔眼分布相位及压实损害程度。113 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 lCullend

8、erCullender & 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。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气水两相流气水两相流 l l半经验模型：半经验模型： HagedornHagedorn-Brown-Brown、Duns-Duns-RosRos、OrkiszewskiOrkiszewski、BeggsBeggs-Brill-Brill、Mukherjee-BrillMukherjee-Brill、AzizAziz等。等。 l l机理模型：机理模型： 如如PEPITEPEPITE、WELLSIMWELLSIM

9、、TUFFPTUFFP、OLGAOLGA、TACITETACITE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。虑流体相态的变化。 134、气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 井口针型阀或气嘴的节流过程。井口针型阀或气嘴的节流过程。 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 压力损失主要是管内流动摩阻。压力损失主要是管内流动摩阻。 站内流动：站内流动：气咀、针阀。气咀、针阀。（一）气井生产系统（一）气井生产系统14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

10、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。 （一）气井生产系统（一）气井生产系统15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

11、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。（二）气井生产系统分析（二）气井生产系统分析161 1、节点的设置、节点的设置 定义定义 节点（节点（NodalNodal）是一位置概念，是系统中任一位置。）是一位置概念，是系统中任一位置。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； 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。171 1、节点的设置、节点的设置 节点分类节点分类 l l普通节点：普通节点：气体通过这类节点时，节点本身不气体通过这类

12、节点时，节点本身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，要产生与流气体通过这类节点时，要产生与流量相关的压降。量相关的压降。 18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、井底气嘴、完井段、井底气嘴、 井下安全阀、地面气嘴井下安全阀、地面气嘴192 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节

13、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）。）。 202 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21选择原则选择原则 l l解节点的选择与系统分析的最终结果无关。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；可以在生产系

14、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。点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223 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。234 4、协调点、协调点压力压力产量产量流

15、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一协调点只反映气井在某一条件下的生产状态，并不条件下的生产状态，并不是气井的最佳生产状态。是气井的最佳生产状态。 节点分析任务是协调节点分析任务是协调Inflow与与Outflow的流动的流动状态，达到最佳协调点。状态，达到最佳协调点。245 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

16、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。25（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、新井：选择完井方式，确定油套管尺寸、合理生、新井：选择完井方式，确定油套管尺寸、合理生产压差；产压差； 2 2、生产井：找出限制气井的不利因素，提出改造及、生产井：找出限制气井的不利因素，提出改造及调整措施；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、确定气井停喷的生产状态，从而分析停喷原因；、确定

17、气井停喷的生产状态，从而分析停喷原因；265 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； 对于对于老井老井，有助于科学地管理好生产。，有助于科学地管理好生产。 （三）气井生产系统分析的用途（三）气井生产系统分析的用途27（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

18、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，优选系统参数。完成确定目标的敏感参数分析，优选系统参数。28汇报提纲汇报提纲一、气井生产系统分析一、气井生产系统分析 二、普通节点分析二、普通节点分析 三、函数节点分析三、函数节点分析29（一）普通节点分析（一）普通节点分析l l例例1 1 已知某气井的参数：井中部

19、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 2“（内径（内径62mm62mm，外径，外径73mm73mm），井筒平均温度），井筒平均温度 342K342K（6969），天），天然气相对密度然气相对密度g g0.60.6，地层压力，地层压力30MPa30MPa，井口压力井口压力 p ptf tf 6.0MPa6.0MPa，气井产能方程为，气井产能方程为2223.451scscwfRqqpp二、普通节点分析二、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？301 1、取地层为解节点的节点分析、取地层为解节点的

20、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有地面集输气管线，因此在计算总压力损失时不应包括地面管线部分。时不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。恒定值，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。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)

21、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。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，恒等于地层这时流入节点压力不随产量变化，恒等于地层压力。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、井筒压力损失和地流出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。层压力损失的总和。321 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，

22、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341 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(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 30MPa 产量产量9.329.32

23、10104 4m m3 3/d/d 该井在井口压力等该井在井口压力等于于6.0MPa6.0MPa下的产量下的产量为为9.329.3210104 4m m3 3/d/d。35361 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 (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

24、，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。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 (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。382 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 39(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7.89

25、MPa 7.89MPa 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6.0MPa6.0MPa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 40412 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、取井口为解节点的节点分析、取井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)(

26、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42 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由井底压力和单相气体垂直管流计算方法，计算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。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。

27、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433 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44(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6MPa 6MPa 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6.0MPa6.0MPa下的产量下的产量为为9.329.3210104 4m m3 3/d/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453 3、取井口为解节点的节点分析、取井口为解节

28、点的节点分析l 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/d。l 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。流出动态曲线的形状不一样。小结小结47（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

29、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。l l敏感性分析是以节点分析为基础的。敏感性分析是以节点分析为基础的。481 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1 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、20MPa 20MPa 绘制井口压力为绘制井口压力为6 6、1010、1515、20MPa

30、20MPa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。491 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的协调点。下流入和流出动态曲线的协调点。 50512 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

31、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。52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 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53以例以例1 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，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，流入曲线并不改变只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

32、方程计假设一系列产量，根据地层压力和产能方程计算井底压力，即流入节点压力。算井底压力，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542 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。552 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56(4)(4)绘制流入和流出动态曲线绘制流入和流出动态曲线

33、 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 57582 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30.48mm30.48mm增到增到60.96mm60.96mm时，产时，产量增加很大。量增加很大。l l管径增到管径增到76

34、.2mm76.2mm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/d593 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2 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K1md1md。其余参数同例。其余参数同例1 1。603 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

35、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，只是流入曲线发生改变，流出曲线并不改变曲线并不改变。(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，即流入节压力和二项式产能方程计算井底压力，即流入节点压力。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。61气井的产能方程

36、一般用如下表达式进行描述气井的产能方程一般用如下表达式进行描述 :储层污染对气井产能的影响储层污染对气井产能的影响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222ggwfeBqAqpp)434.0(lg1084.844SrrkhTpTZAwescscwg)11(10966.12216ewscscwgrrThpZTB62表皮系数-50510序号产量（104m3/d)压力(MPa)产量（104m3/d)压力(MPa)产量（104m3/d)压力(MPa)产量（104m3/d)压力(MPa)103003003003025.629.232.3128.631.3728.550.9728.5

37、3312.6128.15.1926.853.0926.692.1826.64419.6126.768.0724.994.8124.753.3924.69526.6225.1910.9523.026.5222.734.6122.64633.6323.3613.8420.918.2420.575.8220.48740.6321.1916.7218.69.9618.257.0318.16847.6418.619.616.0311.6815.688.2415.58954.6415.3822.4813.0313.3912.79.4612.611061.6511.0125.379.1715.118.911

38、0.917.91168.650.128.250.116.830.111.880.13 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633 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)计算流出动态曲线计算流出动态曲线 假设一系列产量，根据井口压力和单相气体垂直假设一系列产量，根据井口压力和单相气体垂直管流方法，计算井底压力，即流出节点压力。管流方法，计算井底压力，即流出节点压力。643 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65(4)(4)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)

39、(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 66673 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 采用效果好的增产措施，井产能可大大提高。采用效果好的增产措施，井产能可大大提高。 68汇报提纲汇报提纲一、气井生产系统分析一、气井生产系统分析 二、普通节点分析二、普通节点分析 三、函数节点分析三、函数节点分析69三、函数节点分析三、函数节点分析射孔质量直接影响气井产能，影响气井射孔射孔质量直接影响气井产能，影响气井射孔产能的主要因素有：射孔方式、穿透深度、射孔

40、产能的主要因素有：射孔方式、穿透深度、射孔密度，其次是孔眼直径、相位。密度，其次是孔眼直径、相位。以射孔密度为例，介绍函数节点分析方法。以射孔密度为例，介绍函数节点分析方法。70三、函数节点分析三、函数节点分析（一）射孔密度对气井产能的影响（一）射孔密度对气井产能的影响 l l例例3 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0.43m0.43m，污染程度为，污染程度为0.20.2，射孔段厚度为，射孔段厚度为20m20m，射孔孔眼半径为，射孔孔眼半径为5mm5mm，射，射孔深度为孔深度为0.23m0.23m，压实环厚度为，压实环厚度为1.27cm1.27cm，压实程度，压实程度为

41、为0.150.15，水平，水平/ /垂直渗透率比为垂直渗透率比为0.10.1。 其余参数与例其余参数与例2 2相同。相同。71(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，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。损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

42、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响（一）射孔密度对气井产能的影响 72(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。（一）射

43、孔密度对气井产能的影响（一）射孔密度对气井产能的影响 73（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 74(5)(5)绘制流入和流出动态曲线绘制流入和流出动态曲线 (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。（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 75(7)(7)计算射孔段本身计算射孔段本身的压降与产量的关系的压降与产量的关系曲线曲线 对不同的射孔密度，对不同的射孔密度，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

44、产量，计算通过射孔段压力损失射孔段压力损失。（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 76(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) )（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 77(9)(9)将射孔密度与产量的关系作图将射孔密度与产量的关系作图 当射孔密度从当射孔密度从7 7孔孔/m/m增加到增加到1313

45、孔孔/m/m时，气时，气井产量增加幅井产量增加幅度最大，再增度最大，再增加孔密，产量加孔密，产量增幅较小。增幅较小。 （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 78（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4 4 已知气井参数与例已知气井参数与例1 1相同，气嘴下入深度为相同，气嘴下入深度为2000m2000m。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。 79(1)(

46、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。（二）井下气嘴直径对气井产能的影响（二）井下气嘴

47、直径对气井产能的影响80(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，由井口压力和假设一系列产量，对每一产量，由井口压力和单相气体垂直管流计算方法，计算气嘴处压力单相气体垂直管流计算方法，计算气嘴处压力，该压力就是流出节点压力。，该压力就是流出节点压力。 （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81（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82(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，

48、MPa流出曲线流入曲线差示曲线（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83(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，假设一系列产量，对每一产量，计，对每一产量，计算通过气嘴的压力算通过气嘴的压力损失损失 （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84(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=3mm

49、456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（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85(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 02468102468气嘴直径，mm产量，104m3/d气嘴直径增加，气嘴直径增加，气井产量增大气井产量增大 （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8687（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系统系统分析分析88（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节点节点分析分析关键：关键： 气井流入动态

50、和油管流动动态模型。气井流入动态和油管流动动态模型。气井流入动态：气井流入动态： 考虑相应的多孔介质、流体类型和完井方式。考虑相应的多孔介质、流体类型和完井方式。油管流动动态：油管流动动态： 考虑相应单相或多相流动及相态的影响。考虑相应单相或多相流动及相态的影响。用途：用途： 敏感性优化分析：敏感性优化分析：气嘴直径、井口压力、油管直径、气嘴直径、井口压力、油管直径、井壁污染、射孔密度。井壁污染、射孔密度。生产制度动态分析：生产制度动态分析：气井产量、井口压力、井底压力气井产量、井口压力、井底压力、地层压力等生产数据随时间变化规律。、地层压力等生产数据随时间变化规律。89谢谢大家！谢谢大家！9