自喷与气举生产系统分析及管理ppt课件

1、1第三章第三章 自喷井生产系统分析及管理自喷井生产系统分析及管理一、自喷井生产系统组成一、自喷井生产系统组成二、自喷井节点分析二、自喷井节点分析三、自喷井管理三、自喷井管理2自喷井生产系统分析及管理自喷井生产系统分析及管理一、自喷井生产系统组成一、自喷井生产系统组成油层到井底的流动油层到井底的流动地层渗流地层渗流井底到井口的流动井底到井口的流动井筒多相管流井筒多相管流井口到分离器井口到分离器地面水平或倾斜管流地面水平或倾斜管流油井生产的三个油井生产的三个基本流动过程基本流动过程自喷井生产的四个基自喷井生产的四个基本流动过程本流动过程地面水平或倾斜管流地面水平或倾斜管流地层渗流地层渗流井筒多相管

2、流井筒多相管流嘴流嘴流生产流体通过油嘴生产流体通过油嘴( (节流器节流器) )的流动的流动3自喷井生产系统分析及管理自喷井生产系统分析及管理图图2-1 2-1 完整的自喷井生产系统的压力损失示意图完整的自喷井生产系统的压力损失示意图油藏中的压力损失油藏中的压力损失穿过井壁穿过井壁( (射射孔孔眼、污孔孔眼、污染区染区) )的压力的压力损失损失穿过井下节穿过井下节流器的压力流器的压力损失损失穿过井下安穿过井下安全阀的压力全阀的压力损失损失穿过地面油穿过地面油嘴的压力损嘴的压力损失失地面出油管线的压地面出油管线的压力损失力损失地面管线总压力损失，包括地面管线总压力损失，包括 和和5P6P油管总压力

3、油管总压力损失，包括损失，包括 和和 3P4P油藏压力油藏压力井底流压井底流压油油 压压回回 压压套套 压压4自喷井生产系统分析及管理自喷井生产系统分析及管理二、自喷井节点分析二、自喷井节点分析节点系统分析法：应用系统工程原节点系统分析法：应用系统工程原理，把整个油井生产系统分成若干理，把整个油井生产系统分成若干子系统，研究各子系统间的相互关子系统，研究各子系统间的相互关系及其对整个系统工作的影响，为系及其对整个系统工作的影响，为系统优化运行及参数调控提供依据。系统优化运行及参数调控提供依据。图图2-2 2-2 自喷井生产系统节点位置自喷井生产系统节点位置节点划分依据：节点划分依据：不同的流动

4、规律相关式不同的流动规律相关式5自喷井生产系统分析及管理自喷井生产系统分析及管理节点系统分析对象：整个油井生产系统节点系统分析对象：整个油井生产系统节点系统分析实质：协调理论在采油应用方面的发展节点系统分析实质：协调理论在采油应用方面的发展协调协调条件条件质量守恒质量守恒能量能量( (压力压力) )守恒守恒热量守恒热量守恒自喷井生产系统组成：自喷井生产系统组成：油藏渗流子系统油藏渗流子系统井筒流动子系统井筒流动子系统油嘴油嘴( (节流器节流器) )流动子系统流动子系统地面管流子系统地面管流子系统6自喷井生产系统分析及管理自喷井生产系统分析及管理求解点的选择：求解点的选择：主要取决于所要研究解决

5、的问题。主要取决于所要研究解决的问题。求解点：为使问题获得解决的节点。求解点：为使问题获得解决的节点。协调曲线示意图协调曲线示意图0510152025010203040506070产 量压力节点流入曲线节点流入曲线节点流出曲线节点流出曲线协调点协调点7已知条件：油藏深度；油管直径；气油比；含水；油、气、水密度；油藏压力；饱和压力已知条件：油藏深度；油管直径；气油比；含水；油、气、水密度；油藏压力；饱和压力( (低低于油层压力于油层压力) )及单相流时的采油指数。及单相流时的采油指数。自喷井生产系统分析及管理自喷井生产系统分析及管理 ( (一一) )油藏与油管两个子系统的节点分析油藏与油管两个子

6、系统的节点分析1)1)井底为求解点井底为求解点当油压为已知时，可以井底为求解当油压为已知时，可以井底为求解点。点。图图2-4 2-4 管鞋压力与产量关系曲线管鞋压力与产量关系曲线节点（井底）流入曲线节点（井底）流入曲线:IPR:IPR曲线曲线节点（井底）流出曲线节点（井底）流出曲线: : 由井由井口油压所计算的井底流压与产口油压所计算的井底流压与产量的关系曲线。量的关系曲线。交点：该系统在所给交点：该系统在所给条件下可获得的油井条件下可获得的油井产量及相应的井底流产量及相应的井底流压。压。8自喷井生产系统分析及管理自喷井生产系统分析及管理图图2-5 2-5 油压与产量的关系曲线油压与产量的关系

7、曲线2)2)井口为求解点井口为求解点设定一组产量，通过设定一组产量，通过IPRIPR曲线曲线A A可计算出一组井底流压，然后可计算出一组井底流压，然后通过井筒多相流计算可得一组通过井筒多相流计算可得一组井口油压曲线井口油压曲线B B。节点（井口）流入曲线：油压节点（井口）流入曲线：油压与产量的关系曲线与产量的关系曲线IPRIPR曲线曲线Pa-PbPa-Pb是在油管中消耗的压力是在油管中消耗的压力使用：计算出任意产量使用：计算出任意产量下的井口油压的大小，下的井口油压的大小，并用于预测油井能否自并用于预测油井能否自喷。喷。9( (二二) )从油藏到分离器无油嘴系统的节点分析方法从油藏到分离器无油

8、嘴系统的节点分析方法1)1)井底为求解点井底为求解点 给定的已知条件：分离器压力；出油管线直径及长度；油藏深度；油管直径；气油比；含水；给定的已知条件：分离器压力；出油管线直径及长度；油藏深度；油管直径；气油比；含水；油、气密度；油藏压力；饱和压力油、气密度；油藏压力；饱和压力( (低于油层压力低于油层压力) )及单相流时的采油指数及单相流时的采油指数PIPI。2-6 2-6 简单管流系统简单管流系统 整个生产系统将从井底整个生产系统将从井底( (节点节点6)6)分成两部分成两部分：分： 油藏中的流动；油藏中的流动； 从油管入口到分离器的管流系统。从油管入口到分离器的管流系统。自喷井生产系统分

9、析及管理自喷井生产系统分析及管理10图图2-7 2-7 求解点在井底的解求解点在井底的解节点（井底）流入曲线：节点（井底）流入曲线：油油藏中流动的藏中流动的IPRIPR曲线；曲线；节点（井底）流出曲线：节点（井底）流出曲线：以分离器压力为起点通以分离器压力为起点通过水平或倾斜管流计算过水平或倾斜管流计算得井口油压，再通过井得井口油压，再通过井筒多相流计算得油管入筒多相流计算得油管入口压力与流量的关系曲口压力与流量的关系曲线。线。交点：交点：在所给条件下可获在所给条件下可获得的油井产量及相应的井得的油井产量及相应的井底流压。底流压。自喷井生产系统分析及管理自喷井生产系统分析及管理11研究油井由于

10、污染或采取增产措施对油研究油井由于污染或采取增产措施对油井产量的影响井产量的影响选取井底为求解点的目的选取井底为求解点的目的预测油藏压力降低后的未来油预测油藏压力降低后的未来油井产量井产量图图2-8 2-8 预测未来产量预测未来产量图图2-9 2-9 油井流动效率改变的影响油井流动效率改变的影响自喷井生产系统分析及管理自喷井生产系统分析及管理122)2)井口为求解点井口为求解点 整个生产系统分为地面管线和分离器部分、油管整个生产系统分为地面管线和分离器部分、油管和油藏部分两个子系统。和油藏部分两个子系统。图图2-10 2-10 地面管线和分离器部分地面管线和分离器部分图图2-11 2-11 油

11、管和油藏部分油管和油藏部分自喷井生产系统分析及管理自喷井生产系统分析及管理13图图2-12 2-12 求解点在井口的解求解点在井口的解流入曲线流入曲线：油藏压力为起点计算不同流量下的井口压力，即油管及油藏的：油藏压力为起点计算不同流量下的井口压力，即油管及油藏的动态曲线。动态曲线。流出曲线流出曲线：以分：以分离器压力为起点离器压力为起点计算地面管流动计算地面管流动态曲线。态曲线。交点交点：产量：产量及井口压力。及井口压力。自喷井生产系统分析及管理自喷井生产系统分析及管理14求解点选在井口的目的：求解点选在井口的目的： 研究不同直径油管和出油管线对研究不同直径油管和出油管线对生产动态的影响，便于

12、选择油管及出生产动态的影响，便于选择油管及出油管线的直径。油管线的直径。图图2-13 2-13 不同直径的油管和出油管线的井口解不同直径的油管和出油管线的井口解自喷井生产系统分析及管理自喷井生产系统分析及管理153)3)分离器为求解点分离器为求解点图图3-15 3-15 分离压力与产量关系分离压力与产量关系以油藏为起点，分离器为终以油藏为起点，分离器为终点，计算并绘制分离器压力点，计算并绘制分离器压力与产量关系曲线与产量关系曲线交点：已知的交点：已知的分分离器压力，所给离器压力，所给条件下分离器压条件下分离器压力及产量力及产量自喷井生产系统分析及管理自喷井生产系统分析及管理16图图2-16 2

13、-16 分离器压力对不同油井产量的影响分离器压力对不同油井产量的影响研究分离器压力油井生产的影响研究分离器压力油井生产的影响说明：说明：分离器压力对后续分离器压力对后续工程设备选择和效工程设备选择和效率有影响，需要进率有影响，需要进行经济技术的综合行经济技术的综合考虑。考虑。求解点选在分离器处的目的求解点选在分离器处的目的：自喷井生产系统分析及管理自喷井生产系统分析及管理174)4)平均油藏压力为求解点平均油藏压力为求解点图图2-18 2-18 变化的影响变化的影响rP以油藏压力为求解点的目的以油藏压力为求解点的目的：研究在给定条件下油藏平均研究在给定条件下油藏平均 压压力对油井生产的影响力对

14、油井生产的影响预测不同油藏平均压力下的预测不同油藏平均压力下的 油井油井产量。产量。 分离器压力分离器压力井口压力井口压力井底压力井底压力油藏平均压力油藏平均压力, ,油藏平均压力与流量关系曲线。油藏平均压力与流量关系曲线。假设一组产量假设一组产量自喷井生产系统分析及管理自喷井生产系统分析及管理18( (三三) )从油藏到分离器有油嘴系统的节点分析方法从油藏到分离器有油嘴系统的节点分析方法 临界流动临界流动：流体的流速达：流体的流速达到压力波在流体介质中的到压力波在流体介质中的传播速度时的流动状态。传播速度时的流动状态。图图2-19 2-19 嘴流示意图嘴流示意图1)1)嘴流规律嘴流规律自喷井

15、生产系统分析及管理自喷井生产系统分析及管理19图图2-20 2-20 关系关系)/(12PPfG 1112kkckPP根据热力学理论，气体流动的临界根据热力学理论，气体流动的临界压力比为：压力比为：528. 01PPc空气流过喷管的临界压力比为：空气流过喷管的临界压力比为：546. 01PPc天然气流过喷管的临界压力比为：天然气流过喷管的临界压力比为：在临界流动条件下，流量不受嘴后压力变化的影响。在临界流动条件下，流量不受嘴后压力变化的影响。自喷井生产系统分析及管理自喷井生产系统分析及管理20分析：分析：5 . 05 . 0214wtfPRdq对于含水井：对于含水井：根据矿场资料统计，嘴流相关

16、式可表示为：根据矿场资料统计，嘴流相关式可表示为：tnmPcRdq tPRdq5 .024根据油井资料分析，常用的嘴流公式为：根据油井资料分析，常用的嘴流公式为：图图2-21 2-21 油嘴、油压与产量的关系曲线油嘴、油压与产量的关系曲线当油嘴直径和气油比一定时，产量和井口油压当油嘴直径和气油比一定时，产量和井口油压成线性关系。成线性关系。只有满足油嘴的临界流动，油井生产系统才只有满足油嘴的临界流动，油井生产系统才能稳定生产，即油井产量不随井口回压而变化。能稳定生产，即油井产量不随井口回压而变化。自喷井生产系统分析及管理自喷井生产系统分析及管理212)2)有油嘴系统的节点分析方法有油嘴系统的节

17、点分析方法功能节点：存在压差的节点；压力不连续的节点。功能节点：存在压差的节点；压力不连续的节点。 一般地，功能节点位置上装有起特殊作用的设备，如油嘴、抽油泵等。油井生产系一般地，功能节点位置上装有起特殊作用的设备，如油嘴、抽油泵等。油井生产系统中，当存在功能节点时，一般以功能节点为求解点。统中，当存在功能节点时，一般以功能节点为求解点。节点系统分析思路：节点系统分析思路：以系统两端为起点分别计算不同流量下节点上、下游的压力，并求得节点压差流量曲以系统两端为起点分别计算不同流量下节点上、下游的压力，并求得节点压差流量曲线。线。根据描述节点设备根据描述节点设备( (油嘴、安全阀等油嘴、安全阀等)

18、 )的流量的流量压差相关式，求得设备工作曲线。压差相关式，求得设备工作曲线。两条压差流量曲线的交点为问题的解，即节点设备产生的压差及相应的油井产量。两条压差流量曲线的交点为问题的解，即节点设备产生的压差及相应的油井产量。自喷井生产系统分析及管理自喷井生产系统分析及管理22图图3-22 3-22 自喷井三个流动过程关系自喷井三个流动过程关系根据设定产量根据设定产量Q Q，在油井，在油井IPRIPR曲线上找出相曲线上找出相应的应的P Pf f；由由Q Q及及P Pf f按垂直管流得出满足油嘴临界流动按垂直管流得出满足油嘴临界流动的的Q Q P Pt t油管曲线油管曲线B B；油嘴直径油嘴直径d d

19、一定，绘制临界流动下油嘴特性一定，绘制临界流动下油嘴特性曲线曲线G G；油管曲线油管曲线B B与油嘴特性曲线与油嘴特性曲线G G的交点即为该的交点即为该油嘴下的产量与油压。油嘴下的产量与油压。 有油嘴系统有油嘴系统以油嘴为求解点以油嘴为求解点的节点分析方法的节点分析方法的步骤：的步骤：油层渗流消耗的压力油层渗流消耗的压力油管流动消耗的压力油管流动消耗的压力自喷井生产系统分析及管理自喷井生产系统分析及管理23( (四四) )节点分析在设计及预测中的应用节点分析在设计及预测中的应用先绘出满足油嘴临界流动的先绘出满足油嘴临界流动的P Pt tQ Q油管工油管工作曲线作曲线B B；1.1.不同油嘴下的

20、产量预测与油嘴选择不同油嘴下的产量预测与油嘴选择图图2-23 2-23 不同油嘴直径时的产量不同油嘴直径时的产量作出相应的油嘴曲线；作出相应的油嘴曲线；根据交点所对应的产量确定与之对根据交点所对应的产量确定与之对应的应的( (或较接近的或较接近的) )油嘴直径。油嘴直径。自喷井生产系统分析及管理自喷井生产系统分析及管理24油压较低时，大直径油管的产油压较低时，大直径油管的产量比小直径的要高；量比小直径的要高；油压高时，大直径油管的产量油压高时，大直径油管的产量比小直径的要低。比小直径的要低。原因：滑脱损失。原因：滑脱损失。2.2.油管直径的选择油管直径的选择图图2-24 2-24 不同油管直径

21、对产量的影响不同油管直径对产量的影响自喷井生产系统分析及管理自喷井生产系统分析及管理25当油嘴直径不变时，油藏压力当油嘴直径不变时，油藏压力降低后产量随着降低，如果要降低后产量随着降低，如果要保持原来的产量，就必须换用保持原来的产量，就必须换用较大的油嘴直径。较大的油嘴直径。3.3.预测油藏压力变化对产量的影响预测油藏压力变化对产量的影响图图2-25 2-25 油藏压力下降对产量的影响油藏压力下降对产量的影响自喷井生产系统分析及管理自喷井生产系统分析及管理26 油井生产过程中，油井生产过程中，PrPr连续连续下降，相应的油管曲线要向横下降，相应的油管曲线要向横轴方向移动，若要求油压大于轴方向移

22、动，若要求油压大于一定值生产，则在纵轴上沿油一定值生产，则在纵轴上沿油压值点做水平线，若水平线与压值点做水平线，若水平线与油管曲线不相交，则表明油井油管曲线不相交，则表明油井不能自喷生产。不能自喷生产。4.4.停喷压力预测停喷压力预测图图2-26 2-26 停喷压力预测停喷压力预测自喷井生产系统分析及管理自喷井生产系统分析及管理27自喷井生产系统分析及管理自喷井生产系统分析及管理三、自喷井管理三、自喷井管理1. 1. 自喷井采油设施自喷井采油设施自喷井采油设备自喷井采油设备井下管柱井下管柱井口装备：采油树和控制油井合理生产的油嘴等井口装备：采油树和控制油井合理生产的油嘴等地面油气分离与计量系统

23、：各种分离器的流量计算地面油气分离与计量系统：各种分离器的流量计算基本井身结构：套管层次、规格、水泥返高等基本井身结构：套管层次、规格、水泥返高等油管及配套的井下工具（节流阀、安全阀等）油管及配套的井下工具（节流阀、安全阀等）28自喷井生产系统分析及管理自喷井生产系统分析及管理自喷井的井口装置自喷井的井口装置采油树采油树总阀门：控制着油气流入采油总阀门：控制着油气流入采油树的通道。正常生产是打开，树的通道。正常生产是打开，需要关需要关 井时关闭。井时关闭。生产阀门：控制油气流向出油生产阀门：控制油气流向出油管线，正常生产时打开，更换管线，正常生产时打开，更换检查油检查油 嘴或油井停产时关闭嘴或

24、油井停产时关闭清蜡闸门：其上方可连接清清蜡闸门：其上方可连接清蜡方喷管等，清蜡时才打开。蜡方喷管等，清蜡时才打开。节流器：控制自喷节流器：控制自喷井产量井产量29自喷井生产系统分析及管理自喷井生产系统分析及管理2. 2. 自喷井生产管理自喷井生产管理自喷自喷井生井生产管产管理基理基本内本内容容管好生产压差：以控制地层中流体的流动管好生产压差：以控制地层中流体的流动取全取准资料：是油井分析管理的依据取全取准资料：是油井分析管理的依据保证油井正常生产：日常维护、故障排除、井保证油井正常生产：日常维护、故障排除、井 下作业等下作业等30小小 结结(1) 自喷井生产系统一般包括四个基本流动过程，每一过

25、程遵循各自的流动规律。自喷井生产系统一般包括四个基本流动过程，每一过程遵循各自的流动规律。(2) 自喷井生产系统设计与分析采用节点系统分析方法，求解点的选择取决于需要解自喷井生产系统设计与分析采用节点系统分析方法，求解点的选择取决于需要解决的问题。决的问题。(3) 为了保证自喷井生产的稳定性，对有油嘴系统的设计要求嘴流达到临界流动条件。为了保证自喷井生产的稳定性，对有油嘴系统的设计要求嘴流达到临界流动条件。(4) 自喷井生产系统设计与分析的内容主要包括产量的预测、油嘴的选择、生产管柱自喷井生产系统设计与分析的内容主要包括产量的预测、油嘴的选择、生产管柱的选择、出油管线的选择、停喷条件的预测等。

26、的选择、出油管线的选择、停喷条件的预测等。31第四章第四章 气举井生产系统分析及管理气举井生产系统分析及管理 一、气举采油原理一、气举采油原理 二、气举启动二、气举启动 四、气举设计四、气举设计五、影响气举生产的因素分析五、影响气举生产的因素分析六、气举采油的应用和发展六、气举采油的应用和发展 三、气举阀三、气举阀32必须有足够的气源；需要压缩机组和地面高压气管线，地面设备必须有足够的气源；需要压缩机组和地面高压气管线，地面设备系统复杂；一次性投资较大；系统效率较低。系统复杂；一次性投资较大；系统效率较低。 利用从地面向井筒注入高压气体将原油举升至地面的一种人工举利用从地面向井筒注入高压气体将

27、原油举升至地面的一种人工举升方式。升方式。气举定义：气举定义：优点：优点：井口和井下设备比较简单井口和井下设备比较简单缺点：缺点：高产量的深井；气油高产量的深井；气油( (液液) )比高的油井；定向井和水平井等。比高的油井；定向井和水平井等。适用条件：适用条件：气举井生产系统分析及管理气举井生产系统分析及管理 33一、气举采油原理一、气举采油原理 依靠从地面注入井内依靠从地面注入井内的高压气体与油层产出流的高压气体与油层产出流体在井筒中混合，利用气体在井筒中混合，利用气体的膨胀使井筒中的混合体的膨胀使井筒中的混合液密度降低，将流到井内液密度降低，将流到井内的原油举升到地面。的原油举升到地面。图

28、图2-27 2-27 气举采油系统示意图气举采油系统示意图气举井生产系统分析及管理气举井生产系统分析及管理 34向井筒周期性地注入气体，推动停注期间在井筒内聚集向井筒周期性地注入气体，推动停注期间在井筒内聚集的油层流体段塞升至地面，从而排出井中液体。主要用的油层流体段塞升至地面，从而排出井中液体。主要用于油层供给能力差，产量低的油井。于油层供给能力差，产量低的油井。气举分类（按注气方式分）气举分类（按注气方式分）气举气举连续气举连续气举将高压气体连续地注入井内，排出井筒中液体。适应将高压气体连续地注入井内，排出井筒中液体。适应于供液能力较好、产量较高的油井。于供液能力较好、产量较高的油井。间歇

29、气举间歇气举气举井生产系统分析及管理气举井生产系统分析及管理 35当油井停产时，井筒中的积液将不断增加，油当油井停产时，井筒中的积液将不断增加，油套管内的液面在同一位置，当启动压缩机向油套套管内的液面在同一位置，当启动压缩机向油套环形空间注入高压气体时，环空液面将被挤压下环形空间注入高压气体时，环空液面将被挤压下降。降。 (1)(1)启动过程启动过程图图2-28 2-28 气举井（无凡尔）的启动过程气举井（无凡尔）的启动过程a a停产时停产时气举井生产系统分析及管理气举井生产系统分析及管理 36如不考虑液体被挤入地层，环空中的液体将全部如不考虑液体被挤入地层，环空中的液体将全部进入油管，油管内

30、液面上升。随着压缩机压力的不进入油管，油管内液面上升。随着压缩机压力的不断提高，当环形空间内的液面将最终达到管鞋（注断提高，当环形空间内的液面将最终达到管鞋（注气点）处，此时的井口注入压力为启动压力。气点）处，此时的井口注入压力为启动压力。图图2-28 气举井（无阀）的启动过程气举井（无阀）的启动过程b环形液面到达管鞋环形液面到达管鞋启动压力启动压力: :当环形空间内的液面达到管鞋当环形空间内的液面达到管鞋( (注气点注气点) )时的井口注入压力。时的井口注入压力。气举井生产系统分析及管理气举井生产系统分析及管理 37当高压气体进入油管后，由于油管内混合液当高压气体进入油管后，由于油管内混合液

31、密度降低，液面不断升高，液流喷出地面，井密度降低，液面不断升高，液流喷出地面，井底流压随着高压气体的进一步注入，也将不断底流压随着高压气体的进一步注入，也将不断降低，最后达到一个协调稳定状态。降低，最后达到一个协调稳定状态。图图2-28 气举井（无阀）的启动过程气举井（无阀）的启动过程c气体进入油管气体进入油管气举井生产系统分析及管理气举井生产系统分析及管理 38当高压气体进入油管后，由于油管内混合液当高压气体进入油管后，由于油管内混合液密度降低，井底流压将不断降低。密度降低，井底流压将不断降低。图图2-29 2-29 气举井启动时的压缩机压力气举井启动时的压缩机压力随时间的变化曲线随时间的变

32、化曲线(2)(2)气举过程中压缩机压力变化气举过程中压缩机压力变化压缩机向油套环形空间注入高压气体，随着压缩机向油套环形空间注入高压气体，随着压缩机压力的不断提高，环形空间内的液面将压缩机压力的不断提高，环形空间内的液面将最终达到管鞋（注气点）处，此时的井口注入最终达到管鞋（注气点）处，此时的井口注入压力为启动压力。压力为启动压力。当井底流压低于油层压力时，液流则从油层当井底流压低于油层压力时，液流则从油层中流出，这时混合液密度又有所增加，压缩机中流出，这时混合液密度又有所增加，压缩机的注入压力也随之增加，经过一段时间后趋于的注入压力也随之增加，经过一段时间后趋于稳定稳定( (气举工作压力气举

33、工作压力) )。气举井生产系统分析及管理气举井生产系统分析及管理 39 三、气举阀三、气举阀气举阀工作原理气举阀工作原理 气举生产过程中，由于启动压力较高，这就要求压缩机额定输出压力较大，但气举生产过程中，由于启动压力较高，这就要求压缩机额定输出压力较大，但由于气举系统在正常生产时，其工作压力比启动压力小得多，势必造成压缩机功率由于气举系统在正常生产时，其工作压力比启动压力小得多，势必造成压缩机功率的浪费，增加投入成本。为了降低压缩机的启动压力与工作压力之差，必须降低启的浪费，增加投入成本。为了降低压缩机的启动压力与工作压力之差，必须降低启动压力。动压力。气举阀的作用：逐步排除油套环形空间的液

34、体；气举阀的作用：逐步排除油套环形空间的液体； 降低启动压力。降低启动压力。气举井生产系统分析及管理气举井生产系统分析及管理 40气举阀实质：一种用于井下的压力调节器气举阀实质：一种用于井下的压力调节器图图2-30 2-30 压力调节器结构示意图压力调节器结构示意图pdpbuAPAAPF)(阀关闭条件：阀关闭条件：FAPAAPpdpbu)(阀打开条件：阀打开条件：气举井生产系统分析及管理气举井生产系统分析及管理 41按安装方式分为：绳索投入式、固定式。按安装方式分为：绳索投入式、固定式。按使凡尔保持打开或关闭的加压元件分为：封包充气阀、弹簧加压阀、充气室和弹按使凡尔保持打开或关闭的加压元件分为

35、：封包充气阀、弹簧加压阀、充气室和弹簧联合加压的双元件阀。簧联合加压的双元件阀。按井下凡尔对套压和油压的敏感程度又分为：套压控制阀与油压控制阀。按井下凡尔对套压和油压的敏感程度又分为：套压控制阀与油压控制阀。气举阀的分类气举阀的分类气举井生产系统分析及管理气举井生产系统分析及管理 42气举阀特性参数：气举阀特性参数：(1) 结构状况，类型；结构状况，类型；(2) 工作条件下阀的开启压力；工作条件下阀的开启压力；(3) 工作条件下阀的关闭压力；工作条件下阀的关闭压力；(4) 阀的工作压差；阀的工作压差；气举井生产系统分析及管理气举井生产系统分析及管理 43设计内容：设计内容：气举方式和气举装置类

36、型；气举点深度、气液比和产量；阀位置、类型、尺寸气举方式和气举装置类型；气举点深度、气液比和产量；阀位置、类型、尺寸及装配要求等。及装配要求等。（1 1）气举装置类型）气举装置类型气举井生产系统分析及管理气举井生产系统分析及管理 44在油管柱底部下一个集液箱，提高液体汇聚空间，以达到提高总产油量的在油管柱底部下一个集液箱，提高液体汇聚空间，以达到提高总产油量的目的。目的。仅限于连续气举，下井的油管柱不带封隔器，使气体从油套环空注入，产液仅限于连续气举，下井的油管柱不带封隔器，使气体从油套环空注入，产液自油管举出，油、套管是连通的。自油管举出，油、套管是连通的。封隔器封隔油套环空，其余均与开式装

37、置相同。封隔器封隔油套环空，其余均与开式装置相同。封隔器封隔油套环空，在油管柱上安装了一个固定阀，其作用是防止气体压封隔器封隔油套环空，在油管柱上安装了一个固定阀，其作用是防止气体压力通过油管作用于地层。力通过油管作用于地层。半闭式装置半闭式装置闭式装置闭式装置箱式装置箱式装置开式装置开式装置气举井生产系统分析及管理气举井生产系统分析及管理 45（2 2）连续气举设计基础）连续气举设计基础 油层数据：油藏平均压力、油藏平均温度、油井流入动态油层数据：油藏平均压力、油藏平均温度、油井流入动态 油井基础数据：井身结构；油、套管尺寸油井基础数据：井身结构；油、套管尺寸 油井生产数据：产量、含水、生产

38、气油比、注气压力、注气量、油压油井生产数据：产量、含水、生产气油比、注气压力、注气量、油压 油井生产条件：出砂、结蜡等情况油井生产条件：出砂、结蜡等情况 流体物性：饱和压力、地面原油密度、水的密度、天然气的相对密度、地面原油粘度、流体物性：饱和压力、地面原油密度、水的密度、天然气的相对密度、地面原油粘度、表面张力表面张力 地面管线和分离器数据：地面管线尺寸及长度、分离器压力地面管线和分离器数据：地面管线尺寸及长度、分离器压力气举井生产系统分析及管理气举井生产系统分析及管理 46（3 3）定产量和井口压力确定注气点深度和注气量）定产量和井口压力确定注气点深度和注气量图图2-37 2-37 定产量

39、和井口压力确定注气点定产量和井口压力确定注气点深度和注气量的步骤示意图深度和注气量的步骤示意图图图2-38 定产量和井口压力确定注气点深定产量和井口压力确定注气点深度和注气量的度和注气量的协调协调图图求解节点：井口求解节点：井口气举井生产系统分析及管理气举井生产系统分析及管理 47（4 4）定井口压力和注气量确定注气点深度和产量）定井口压力和注气量确定注气点深度和产量图图2-39 2-39 定注气量和井口压力确定注气定注气量和井口压力确定注气点深度和产量的步骤示意图点深度和产量的步骤示意图图图2-40 2-40 定注气量和井口压力确定注气点定注气量和井口压力确定注气点深度和产量的协调图深度和产

40、量的协调图求解节点：井底求解节点：井底气举井生产系统分析及管理气举井生产系统分析及管理 48（5 5）气举阀位置确定方法）气举阀位置确定方法1 1）计算法）计算法一般采用计算法或图解法来确定阀位置和数量。一般采用计算法或图解法来确定阀位置和数量。当井中液面较深，中途未溢出井口：当井中液面较深，中途未溢出井口：gPDdgPhLIsI6226max1010gPgPLII66max1010当井筒中液面在井口附近，在压气过程中即溢出井口：当井筒中液面在井口附近，在压气过程中即溢出井口：气举井生产系统分析及管理气举井生产系统分析及管理 49阀阀处压力平衡等式为：处压力平衡等式为：图图2-41 2-41 凡尔深度计算示意图凡尔深度计算示意图当第二个阀进气时，第一个阀关闭。阀当第二个阀进气时，第一个阀关闭。阀处的环空压力处的环空压力为为P PaIIaII，阀，阀I I处的油压为处的油压为P PtItI。6101)(gPPPLLhIItIaIIIIIII II II It tI Ia aI II IP Pg gh hP PP P 6 61 10 0 g gP Pg gP PP PL LL LII IItI tIaIIaIII III II 6 66 610101010) )( ( 气举井生产系统分析及管理气举井生产系统分析及管理 50gPgPPLLitiaiii