节点分析在气井中的应用课件.ppt
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- 节点 分析 气井 中的 应用 课件
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1、节点分析在气井中的应用节点分析在气井中的应用生产系统分析生产系统分析 节点系统分析(节点系统分析(nodal systems analysis)方法简称节点)方法简称节点分析,是把油气从地层到用户的流动作为一个研究对象,分析,是把油气从地层到用户的流动作为一个研究对象,对全系统的压力损耗进行综合分析。对全系统的压力损耗进行综合分析。基本思想:基本思想:在系统中某部位(如井底)设置节点,将在系统中某部位(如井底)设置节点,将油气井系统各部分的压力损失相互关联起来,对每一部分油气井系统各部分的压力损失相互关联起来,对每一部分的压力损失进行定量评估,对影响流入和流出解节点能量的压力损失进行定量评估,
2、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,从而实现全系统的优化的各种因素进行逐一评价和优选,从而实现全系统的优化生产,发挥井的最大潜能。生产,发挥井的最大潜能。核心内容:核心内容:分析系统分析系统各组成部分的压力损失各组成部分的压力损失。气体气体增压机增压机分离器分离器液体液体地层渗流地层渗流垂垂直直管管流流嘴流嘴流地面管流地面管流稳定流动后,每个流动过程衔接处的质量稳定流动后,每个流动过程衔接处的质量流量相等;前一过程的剩余压力等于下一过程流量相等;前一过程的剩余压力等于下一过程的起点压力,是前一过程的阻力,而是下一过的起点压力,是前一过程的阻力,而是下一过程的动力。程的动力。
3、气井基本流动过程气井基本流动过程节点分析在气井中的运用节点分析在气井中的运用 节点系统分析方法同样是研究气井生产系统的得力工节点系统分析方法同样是研究气井生产系统的得力工具。其分析方法同油井类似,只是渗流和管流压降规律有具。其分析方法同油井类似,只是渗流和管流压降规律有所不同。所不同。气井中油管至少有四种作用:首先,如果在靠近井底气井中油管至少有四种作用:首先,如果在靠近井底处下有封隔器,则可以保护套管不受油管内流体的处下有封隔器,则可以保护套管不受油管内流体的高压作高压作用用。其次,它可以保护套管不受液体的。其次,它可以保护套管不受液体的腐蚀作用腐蚀作用。第三,。第三,如果油管尺寸合理,可使
4、井内不会如果油管尺寸合理,可使井内不会滞留液体滞留液体,可避免发生,可避免发生冲蚀作用冲蚀作用。第四,油管尺寸应该足够大,使气井能。第四,油管尺寸应该足够大,使气井能通过最通过最大的气量大的气量。例例10 某低产气井平均地层压力某低产气井平均地层压力30MPa,井深,井深H=3000m,井底温度,井底温度Twf=90,井口温度井口温度Twh=10,井口压力,井口压力pwh=6MPa,不含水,天然气相对密度,不含水,天然气相对密度g=0.6,气井产能方程为气井产能方程为 ,分析不同油管尺寸下的产气量。分析不同油管尺寸下的产气量。解:解:采用类似于例采用类似于例4的计算方法,选井底为解节点,先从地
5、层压力开始,的计算方法,选井底为解节点,先从地层压力开始,按二项式产能方程计算流入动态曲线按二项式产能方程计算流入动态曲线IPR;从井口压力开始,按;从井口压力开始,按H-B方法方法计算不同油管尺寸计算不同油管尺寸1.315in(内径(内径26.6mm)、)、1.660in(内径内径35.1mm)、1.900in(内径内径40.9mm)、23/8in(内径内径50.7mm)、27/8in(内径内径62.0mm)、31/2in(内径内径76.0mm)、4in(内径内径88.3mm)下的井底压力,得到下的井底压力,得到7条流出动态条流出动态曲线曲线TPR。222504wfggrppqq节点分析在气
6、井中的运用节点分析在气井中的运用 由图可知,当油管内径从由图可知,当油管内径从26.6mm增加到增加到62mm时,产量增幅很大;时,产量增幅很大;当管径增加到当管径增加到76mm时,产量增幅减小。时,产量增幅减小。油管尺寸对低产气井动态的影响油管尺寸对低产气井动态的影响油管尺寸对低产气井产量的影响油管尺寸对低产气井产量的影响 节点分析在气井中的运用节点分析在气井中的运用例例11 某中产气井某中产气井气井产能方程为气井产能方程为 ,其它参数同例,其它参数同例10,分析不同油管尺寸下的产气量。分析不同油管尺寸下的产气量。解:解:采用类似于例采用类似于例10的计算方法,计算不同油管尺寸的计算方法,计
7、算不同油管尺寸1.900in(内径内径40.9mm)、23/8in(内径内径50.7mm)、27/8in(内径内径62.0mm)、31/2in(内径内径76.0mm)、4in(内径内径88.3mm)、41/2in(内径内径100.5mm)、5in(内径内径115.8mm)、51/2in(内径内径127mm)下下的系统分析曲线。的系统分析曲线。0 8220 216.gwfrq.pp节点分析在气井中的运用节点分析在气井中的运用 由图可知,当油管内径从由图可知,当油管内径从40.9mm增加到增加到88.3mm时,产量增幅很大;时,产量增幅很大;当管径增加到当管径增加到100.5mm时,产量增幅减小。
8、时,产量增幅减小。前两例说明较高产量的气井应前两例说明较高产量的气井应比低产气井采用更大的油管,以保证气井通过最大气量比低产气井采用更大的油管,以保证气井通过最大气量。油管尺寸对中产气井动态的影响油管尺寸对中产气井动态的影响油管尺寸对中产气井产量的影响油管尺寸对中产气井产量的影响 节点分析在气井中的运用节点分析在气井中的运用 对于高产气井油管尺寸优选,对于高产气井油管尺寸优选,除了考虑尽量通过大的气量外,还应考除了考虑尽量通过大的气量外,还应考虑气井不发生冲蚀。虑气井不发生冲蚀。0.5/cgvC防冲蚀产量防冲蚀产量20.04cgpqDZT油管壁的临界冲蚀速度油管壁的临界冲蚀速度式中式中 qc冲
9、蚀临界流量,冲蚀临界流量,104m3/d;p压力,压力,MPa;T温度,温度,K;D油管内径,油管内径,mm;Z气体偏差系数;气体偏差系数;g气体密度气体密度,kg/m3;C常数,常数,=122。节点分析在气井中的运用节点分析在气井中的运用例例12 克拉克拉2井为一高产气井,井为一高产气井,井深井深H=3670m,井底温度,井底温度Twf=103.5,井口温,井口温度度Twh=76.2,井口压力,井口压力pwh=50MPa,气液比,气液比GLR=14.5104m3/m3,含水率,含水率fw=0.8,天然气相对密度,天然气相对密度g=0.6,凝析油相对密度,凝析油相对密度o=0.843,地层水相
10、对密度,地层水相对密度w=1.01,其产能方程为,其产能方程为 ,选择合理的油选择合理的油管尺寸,使之不发生冲蚀。管尺寸,使之不发生冲蚀。22411273.892.4033 103.4 10wfggpqq解:解:(1)采用类似于例采用类似于例10的计算方法,计算不同油管尺寸的计算方法,计算不同油管尺寸5in(内径内径112.0mm)、51/2in(内径内径124.2mm)、65/8in(内径(内径147.2mm)、)、7in(内径(内径154.0mm)、)、75/8in(内径(内径177.0mm)下的系统分析曲线。下的系统分析曲线。(2)计算不同油管尺寸下的协调产量和临界冲蚀流量。其中临界冲蚀
11、)计算不同油管尺寸下的协调产量和临界冲蚀流量。其中临界冲蚀流量根据井口压力、井口温度、天然气相对密度,流量根据井口压力、井口温度、天然气相对密度,按防冲蚀产量公式计算按防冲蚀产量公式计算。节点分析在气井中的运用节点分析在气井中的运用 由图可知,只有油管内径大于等于由图可知,只有油管内径大于等于154.0mm时,产气量才低于冲蚀气时,产气量才低于冲蚀气量,因此量,因此防冲蚀的最小油管尺寸为防冲蚀的最小油管尺寸为7in(内径(内径154.0mm)。此例说明,高此例说明,高产气井油管尺寸不宜过小,否则容易发生冲蚀。产气井油管尺寸不宜过小,否则容易发生冲蚀。油管尺寸对克拉油管尺寸对克拉2高产气井动态的
12、影响高产气井动态的影响井口油压井口油压50MPa下的冲蚀气量下的冲蚀气量 节点分析在气井中的运用节点分析在气井中的运用 气井出水后,如果气体携液能力不足,将会造成气井积液。因此气井出水后,如果气体携液能力不足,将会造成气井积液。因此油管油管尺寸的选择应保证气流速度大于气体临界携液流速。尺寸的选择应保证气流速度大于气体临界携液流速。临界携液流量临界携液流量临界携液流速临界携液流速式中式中 qc临界携液流量,临界携液流量,104m3/d;p压力,压力,MPa;T温度,温度,K;A油管截面积,油管截面积,m2;Z气体偏差系数;气体偏差系数;g、L气、液密度气、液密度,kg/m3;气液间表面张力,气液
13、间表面张力,N/m。0.252()Lgcrgua ZTApu.qcrcr41052关系式关系式TurnerColeman李闽李闽模型系数模型系数a6.65.52.5携液模型系数携液模型系数 节点分析在气井中的运用节点分析在气井中的运用例例13 大牛地大牛地某产水气井,井深某产水气井,井深H=2795m,井底温度,井底温度Twf=86.96,井口温度,井口温度Twh=10,井口压力,井口压力pwh=8MPa,生产气液比,生产气液比GLR=2.0421104m3/m3,水、气,水、气相对密度分别为相对密度分别为w=1.04,g=0.58,产能测试得无阻流量,产能测试得无阻流量qAOF=32750m
14、3/d,产,产能方程为能方程为 ,选择合理的油管尺选择合理的油管尺寸,使之不发生积液。寸,使之不发生积液。2221 0 87930 1207wfgAOFgAOFrp/p.q/q.q/q 解:解:(1 1)采用类似于)采用类似于例例10的方法,计算不同油管尺寸下的系统分析曲线。的方法,计算不同油管尺寸下的系统分析曲线。(2)计算不同油管尺寸下的协调产量和临界携液流量。其中临界携液)计算不同油管尺寸下的协调产量和临界携液流量。其中临界携液流量根据井口压力、井口温度、天然气相对密度,流量根据井口压力、井口温度、天然气相对密度,按李闽模型计算按李闽模型计算。节点分析在气井中的运用节点分析在气井中的运用
15、 由图可知,由图可知,保证气井不积液的油管尺寸不能超过保证气井不积液的油管尺寸不能超过27/8(内径(内径62mm)。此例说明,产水气井油管尺寸不宜过大,否则容易造成井底积液。此例说明,产水气井油管尺寸不宜过大,否则容易造成井底积液。油管尺寸对产水气井动态的影响油管尺寸对产水气井动态的影响不同油管下的临界携液气量不同油管下的临界携液气量 节点分析在气井中的运用节点分析在气井中的运用例例14 某气井油管内径为某气井油管内径为62mm,其它数据同例,其它数据同例10,预测不同地层压力预测不同地层压力和井口压力下的气井产量。和井口压力下的气井产量。解:解:与例与例10计算方法类似,取井底为解节点,先
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