采油工程-第二章自噴與氣舉采油課件

第二章

自噴與氣舉采油1、自噴井生產(chǎn)系統(tǒng)分析2、氣舉采油原理及油井舉升系統(tǒng)設(shè)計方法第二章1、自噴井生產(chǎn)系統(tǒng)分析人工舉升采油自噴采油采油方法分類人工給井筒流體增加能量將井底原油舉升至地面的采油方式。利用油層自身能量將原油舉升到地面的采油方式。采油方法：將流到井底的原油采到地面所用的工藝方式和方法。方法和方式。

人工舉升采油自噴采油采油方法分類人工給井筒流體增加能量將井底人工舉升采油有桿泵采油無桿泵采油常規(guī)有桿泵采油地面驅(qū)動螺桿泵采油氣舉采油電動潛油離心泵采油水力活塞泵采油電動潛油螺桿泵采油射流泵采油柱塞泵采油人工舉升采油有桿泵采油無桿泵采油常規(guī)有桿泵采油地面驅(qū)動螺桿泵第一節(jié)自噴井生產(chǎn)系統(tǒng)分析一、自噴井生產(chǎn)系統(tǒng)組成自噴井生產(chǎn)的四個基本流動過程地面水平或傾斜管流地層滲流井筒多相管流嘴流—生產(chǎn)流體通過油嘴(節(jié)流器)的流動自噴井所特有的流動第一節(jié)自噴井生產(chǎn)系統(tǒng)分析一、自噴井生產(chǎn)系統(tǒng)組成自噴井完整的自噴井生產(chǎn)系統(tǒng)的壓力損失示意圖回壓Ph油藏壓力Pe井底流壓Pwf油藏中的壓力損失＝Pe－Pwf油壓Pt井筒中的壓力損失＝Pwf－Pt地面出油管線中的壓力損失＝Ph-Psep分離器壓力Psep嘴損＝Pt－Ph完整的自噴井生產(chǎn)系統(tǒng)的壓力損失示意圖回壓Ph油藏壓力Pe井底油井自噴生產(chǎn)的條件

油氣水混合物從地層流至計量站分離器總的壓力損失為：

生產(chǎn)壓差＋井筒損失＋油嘴損失＋地面管線損失油井自噴生產(chǎn)的條件

油井自噴生產(chǎn)的條件油氣水混合物從地層流至計量站分離器總的二、自噴井節(jié)點(diǎn)分析節(jié)點(diǎn)系統(tǒng)分析法：它是應(yīng)用系統(tǒng)工程原理，以油井生產(chǎn)系統(tǒng)為對象把從油藏到地面分離器所構(gòu)成的整個油井生產(chǎn)系統(tǒng)按不同的流動規(guī)律分成若干個流動子系統(tǒng)，在每個流動子系統(tǒng)的起始及銜接處設(shè)置節(jié)點(diǎn)。在分析研究各個子系統(tǒng)流動規(guī)律的基礎(chǔ)上分析各子系統(tǒng)的相互關(guān)系及其各自對整個系統(tǒng)工作的影響，為優(yōu)化系統(tǒng)運(yùn)行參數(shù)和進(jìn)行系統(tǒng)調(diào)控提供依據(jù)。二、自噴井節(jié)點(diǎn)分析節(jié)點(diǎn)系統(tǒng)分析法：它是應(yīng)用系統(tǒng)工程原理，以油節(jié)點(diǎn)系統(tǒng)分析對象：整個油井生產(chǎn)系統(tǒng)自噴井生產(chǎn)系統(tǒng)組成：油藏滲流子系統(tǒng)井筒流動子系統(tǒng)油嘴(節(jié)流器)流動子系統(tǒng)地面管流子系統(tǒng)

自噴井生產(chǎn)系統(tǒng)節(jié)點(diǎn)位置1、分離器2、地面油嘴3、井口4、安全閥5、節(jié)流器6、Pwf7、Pwfs8、Pr9、集氣管網(wǎng)10、油罐節(jié)點(diǎn)系統(tǒng)分析對象：整個油井生產(chǎn)系統(tǒng)自噴井生產(chǎn)系統(tǒng)組成：油藏滲節(jié)點(diǎn)系統(tǒng)分析實(shí)質(zhì)：協(xié)調(diào)條件質(zhì)量守恒能量(壓力)守恒熱量守恒協(xié)調(diào)理論在采油應(yīng)用方面的發(fā)展節(jié)點(diǎn)系統(tǒng)分析實(shí)質(zhì)：協(xié)調(diào)條件質(zhì)量守恒能量(壓力)守恒熱量守恒協(xié)求解點(diǎn)的選擇：主要取決于所要研究解決的問題。求解點(diǎn)：為使問題獲得解決的節(jié)點(diǎn)。協(xié)調(diào)曲線示意圖節(jié)點(diǎn)流入曲線節(jié)點(diǎn)流出曲線協(xié)調(diào)點(diǎn)求解點(diǎn)的選擇：主要取決于所要研究解決的問題。求解點(diǎn)：為使問題

(一)油藏與油管兩個子系統(tǒng)的節(jié)點(diǎn)分析

管鞋壓力與產(chǎn)量關(guān)系曲線給定已知條件：油藏深度；油管直徑；氣油比；含水；油、氣、水密度；油藏壓力；飽和壓力(低于油層壓力)及單相流時的采油指數(shù)。節(jié)點(diǎn)（井底）流入曲線:IPR曲線節(jié)點(diǎn)（井底）流出曲線:已知井口油壓，設(shè)定一組產(chǎn)量，通過井筒多相流計算得到一組管鞋壓力。交點(diǎn)：該系統(tǒng)在所給條件下可獲得的油井產(chǎn)量及相應(yīng)的井底流壓。1)井底為求解點(diǎn)當(dāng)油壓已知時，可以井底為求解點(diǎn)。(一)油藏與油管兩個子系統(tǒng)的節(jié)點(diǎn)分析管鞋壓力與產(chǎn)量關(guān)系曲

油壓與產(chǎn)量的關(guān)系曲線2)井口為求解點(diǎn)（油壓不確定）設(shè)定一組產(chǎn)量，通過IPR曲線A可計算出一組井底流壓，然后通過井筒多相流計算可得一組井口油壓曲線B。節(jié)點(diǎn)（井口）流入曲線：油壓與產(chǎn)量的關(guān)系曲線IPR曲線Pa-Pb是在油管中消耗的壓力曲線B的形狀：油管的上下壓差(Pa-Pb)并不總是隨著產(chǎn)量的增加而加大。產(chǎn)量低時，管內(nèi)流速低，滑脫損失大；產(chǎn)量高時，摩擦損失大，這兩種情況均可造成管內(nèi)壓力損耗大。應(yīng)用：計算出任意產(chǎn)量下的井口油壓的大小，并用于預(yù)測油井能否自噴。油壓與產(chǎn)量的關(guān)系曲線2)井口為求解點(diǎn)（油壓不確定）設(shè)定(二)從油藏到分離器無油嘴系統(tǒng)的節(jié)點(diǎn)分析方法1)井底為求解點(diǎn)

給定的已知條件：分離器壓力；油藏深度；油藏壓力；飽和壓力(低于油層壓力)及單相流時的采油指數(shù)J等。由于選取中間節(jié)點(diǎn)(井底)為求解點(diǎn)，求解時，要從兩端(井底和分離器)開始，設(shè)定一組流量，對這兩部分分別計算至求解點(diǎn)上的壓力(井底流壓，亦即油管鞋壓力)與流量的關(guān)系曲線。生產(chǎn)系統(tǒng)從井底分成兩部分：油藏中的流動；從油管入口到分離器的管流系統(tǒng)。簡單管流系統(tǒng)(二)從油藏到分離器無油嘴系統(tǒng)的節(jié)點(diǎn)分析方法1)井底為求解點(diǎn)求解點(diǎn)在井底的解節(jié)點(diǎn)（井底）流入曲線：油藏中流動的IPR曲線；節(jié)點(diǎn)（井底）流出曲線：以分離器壓力為起點(diǎn)通過水平或傾斜管流計算得井口油壓，再通過井筒多相流計算得油管入口壓力與流量的關(guān)系曲線。交點(diǎn)：在所給條件下可獲得的油井產(chǎn)量及相應(yīng)的井底流壓。求解點(diǎn)在井底的解節(jié)點(diǎn)（井底）流入曲線：油藏中流動的IPR曲線②研究油井由于污染或采取增產(chǎn)措施對油井產(chǎn)量的影響選取井底為求解點(diǎn)的目的①預(yù)測油藏壓力降低后的未來油井產(chǎn)量油井流動效率改變的影響預(yù)測未來產(chǎn)量②研究油井由于污染或采取增產(chǎn)措施對油井產(chǎn)量的影響選取井底為求2)井口為求解點(diǎn)地面管線和分離器部分油管和油藏部分生產(chǎn)系統(tǒng)分為地面管線和分離器、油管和油藏兩個子系統(tǒng)。2)井口為求解點(diǎn)地面管線和分離器部分油管和油藏部分生產(chǎn)系統(tǒng)分求解點(diǎn)在井口的解流出曲線：以分離器壓力為起點(diǎn)計算地面管流動態(tài)曲線。流入曲線：油藏壓力為起點(diǎn)計算不同流量下的井口壓力，即油管及油藏的動態(tài)曲線。交點(diǎn)：產(chǎn)量及井口壓力。求解點(diǎn)在井口的解流出曲線：以分離器壓力為起點(diǎn)計算地面管流動態(tài)求解點(diǎn)選在井口的目的研究不同直徑油管和出油管線對生產(chǎn)動態(tài)的影響，便于選擇油管及出油管線的直徑。不同直徑的油管和出油管線的井口解求解點(diǎn)選在井口的目的研究不同直徑油管和出油管線對生產(chǎn)動態(tài)的影3)分離器為求解點(diǎn)

分離壓力與產(chǎn)量關(guān)系以油藏為起點(diǎn)，分離器為終點(diǎn)，計算并繪制分離器壓力與產(chǎn)量關(guān)系曲線交點(diǎn)：給定分離器壓力下的產(chǎn)量（實(shí)際生產(chǎn)中，分離器壓力通常調(diào)為定值）3)分離器為求解點(diǎn)分離壓力與產(chǎn)量關(guān)系以油藏為起點(diǎn)，分離器為分離器壓力對不同油井產(chǎn)量的影響研究分離器壓力對各類油井生產(chǎn)的影響說明：分離器壓力對后續(xù)工程設(shè)備選擇和效率有影響，需要進(jìn)行經(jīng)濟(jì)技術(shù)的綜合考慮。求解點(diǎn)選在分離器處的目的分離器壓力對不同油井產(chǎn)量的影響研究分離器壓力對各類油井生產(chǎn)的4)平均油藏壓力為求解點(diǎn)

變化的影響以油藏壓力為求解點(diǎn)的目的：①研究在給定條件下油藏平均壓力對油井生產(chǎn)的影響②預(yù)測不同油藏平均壓力下的油井產(chǎn)量。分離器壓力→井口壓力→井底壓力→油藏平均壓力,油藏平均壓力與流量關(guān)系曲線。假設(shè)一組產(chǎn)量4)平均油藏壓力為求解點(diǎn)變化的影響以油藏壓力為求解點(diǎn)的目(三)從油藏到分離器有油嘴系統(tǒng)的節(jié)點(diǎn)分析方法

臨界流動：流體的流速達(dá)到壓力波在流體介質(zhì)中的傳播速度，即聲波速度時的流動狀態(tài)圖2-19嘴流示意圖1.嘴流規(guī)律油壓回壓油氣混合物通過油嘴時，由于在此處氣體膨脹，混合物體積流量很大，而油嘴直徑又很小，因而，混合物流經(jīng)油嘴時流速極高，可能達(dá)到臨界流動(三)從油藏到分離器有油嘴系統(tǒng)的節(jié)點(diǎn)分析方法臨界流動：流體根據(jù)熱力學(xué)理論，氣體流動的臨界壓力比為：空氣流過噴管的臨界壓力比為：

天然氣流過噴管的臨界壓力比為：在臨界流動條件下，流量不受嘴后壓力(回壓)變化的影響。

關(guān)系質(zhì)量流量噴管后壓力噴管前壓力在臨界壓力比條件下最大流量，就是在聲速下的流量根據(jù)熱力學(xué)理論，氣體流動的臨界壓力比為：空氣流過噴管的臨界壓對于含水井：根據(jù)礦場資料統(tǒng)計，嘴流相關(guān)式可表示為：根據(jù)油井資料分析，常用的嘴流公式為：油嘴、油壓與產(chǎn)量的關(guān)系曲線以上的油嘴流動等式有很強(qiáng)的經(jīng)驗(yàn)性，與油田條件有關(guān)，因而在實(shí)際運(yùn)用中應(yīng)根據(jù)油田的具體情況進(jìn)行校正，得到適合本地區(qū)的計算公式當(dāng)油嘴直徑與氣油比一定時，產(chǎn)量Q和井口壓力pt成線性關(guān)系。但只有滿足油嘴的臨界流動，整個生產(chǎn)系統(tǒng)才能穩(wěn)定生產(chǎn)，即使回壓有所變化，油井產(chǎn)量也不會發(fā)生變化對于含水井：根據(jù)礦場資料統(tǒng)計，嘴流相關(guān)式可表示為：根據(jù)油井資2.有油嘴系統(tǒng)的節(jié)點(diǎn)分析方法功能節(jié)點(diǎn)：存在壓差的節(jié)點(diǎn)。壓力不連續(xù)的節(jié)點(diǎn)。一般地，功能節(jié)點(diǎn)位置上裝有起特殊作用的設(shè)備，如油嘴、抽油泵等。油井生產(chǎn)系統(tǒng)中，當(dāng)存在功能節(jié)點(diǎn)時，一般以功能節(jié)點(diǎn)為求解點(diǎn)。最大的區(qū)別在于其有油嘴，井下安全閥，井下節(jié)流器。（圖2-1）這些節(jié)點(diǎn)上的壓力是不連續(xù)的，液流穿過節(jié)點(diǎn)時產(chǎn)生壓差2.有油嘴系統(tǒng)的節(jié)點(diǎn)分析方法功能節(jié)點(diǎn)：存在壓差的節(jié)點(diǎn)。一般地功能節(jié)點(diǎn)系統(tǒng)分析思路：①以系統(tǒng)兩端為起點(diǎn)分別計算不同流量下節(jié)點(diǎn)上、下游的壓力，并求得節(jié)點(diǎn)壓差－流量曲線。②根據(jù)描述節(jié)點(diǎn)設(shè)備(油嘴、安全閥等)的流量—壓差相關(guān)式，求得設(shè)備工作曲線。③兩條壓差－流量曲線的交點(diǎn)為問題的解，即節(jié)點(diǎn)設(shè)備產(chǎn)生的壓差及相應(yīng)的油井產(chǎn)量。功能節(jié)點(diǎn)系統(tǒng)分析思路：①以系統(tǒng)兩端為起點(diǎn)分別計算不同流量下節(jié)自噴井三個流動過程關(guān)系①根據(jù)設(shè)定的一系列產(chǎn)量Q，分別從油層和分離器開始計算出油嘴處的一系列的油壓和回壓。②將滿足回壓低于油壓一半（油嘴臨界壓力比近似取0.5）的點(diǎn)繪制成pt-Q的曲線B.③油嘴直徑d一定，繪制臨界流動下油嘴特性曲線G；(油嘴的參數(shù)曲線)④油管曲線B與油嘴特性曲線G的交點(diǎn)C即為該油嘴下的產(chǎn)量與油壓。

有油嘴系統(tǒng)以油嘴為求解點(diǎn)的節(jié)點(diǎn)分析方法的步驟：油層滲流消耗的壓力油管流動消耗的壓力自噴井三個流動過程關(guān)系①根據(jù)設(shè)定的一系列產(chǎn)量Q，分別從油層和(四)節(jié)點(diǎn)分析在設(shè)計及預(yù)測中的應(yīng)用①先繪出滿足油嘴臨界流動的Pt～Q油管工作曲線B；1.不同油嘴下的產(chǎn)量預(yù)測與油嘴選擇圖2-23不同油嘴直徑時的產(chǎn)量②作出相應(yīng)的油嘴曲線；③根據(jù)交點(diǎn)所對應(yīng)的產(chǎn)量確定與之對應(yīng)的(或較接近的)油嘴直徑。注：油嘴的更換應(yīng)不引起繪制曲線B的各參數(shù)的變化(四)節(jié)點(diǎn)分析在設(shè)計及預(yù)測中的應(yīng)用①先繪出滿足油嘴臨界流動的油壓較低時（pt1），大直徑油管的產(chǎn)量比小直徑的要高；油壓較高時(pt2)，大直徑油管的產(chǎn)量比小直徑的要低。原因：大直徑管中滑脫損失使總損失增大。2.油管直徑的選擇不同油管直徑對產(chǎn)量的影響注：在某種條件下，大直徑油管不一定比小直徑油管的產(chǎn)量高油壓較低時（pt1），大直徑油管的產(chǎn)量比小直徑的要高；2.油當(dāng)油嘴直徑不變時，油藏壓力降低后產(chǎn)量隨著降低，如果要保持原來的產(chǎn)量，就必須換用較大的油嘴直徑。3.預(yù)測油藏壓力變化對產(chǎn)量的影響油藏壓力下降對產(chǎn)量的影響IPR曲線油嘴特性曲線油管工作曲線當(dāng)油嘴直徑不變時，油藏壓力降低后產(chǎn)量隨著降低，如果要保持原來地層壓力Pr連續(xù)下降，IPR曲線分別變?yōu)锳1,A2,A3.相應(yīng)的油管工作曲線要向橫軸方向移動，如B1,B2,B3.若要求油壓大于一定值生產(chǎn)(E點(diǎn))，則在縱軸上沿油壓值點(diǎn)做水平線，此時水平線與油管曲線B3不相交，則表明油藏壓力降到A3以前，油井已經(jīng)不能自噴生產(chǎn)了。4.停噴壓力預(yù)測停噴壓力預(yù)測地層壓力Pr連續(xù)下降，IPR曲線分別變?yōu)锳1,A2,A3.相實(shí)際情況在實(shí)際的自噴油井工作中，情況要復(fù)雜得多。以上的節(jié)點(diǎn)分析系統(tǒng)尚未考慮的因素有：1、多油層的情況2、油井生產(chǎn)過程中的復(fù)雜情況，如出砂、結(jié)蠟、井下節(jié)流器及安全閥等情況。注：在節(jié)點(diǎn)分析計算的過程中，多相流計算是至關(guān)重要的。但要根據(jù)油田的本身情況而定，這樣才能使計算更加準(zhǔn)確。實(shí)際情況在實(shí)際的自噴油井工作中，情況要復(fù)雜得多。以上的節(jié)點(diǎn)分小結(jié)(1)自噴井生產(chǎn)系統(tǒng)一般包括四個基本流動過程，每一過程遵循各自的流動規(guī)律。(2)自噴井生產(chǎn)系統(tǒng)設(shè)計與分析采用節(jié)點(diǎn)系統(tǒng)分析方法，求解點(diǎn)的選擇取決于需要解決的問題。(3)為了保證自噴井生產(chǎn)的穩(wěn)定性，對有油嘴系統(tǒng)的設(shè)計要求嘴流達(dá)到臨界流動條件。(4)自噴井生產(chǎn)系統(tǒng)設(shè)計的內(nèi)容主要包括產(chǎn)量的預(yù)測、油嘴的選擇、生產(chǎn)管柱的選擇、出油管線的選擇、停噴條件的預(yù)測等。小結(jié)(1)自噴井生產(chǎn)系統(tǒng)一般包括四個基本流動過程，每第二節(jié)氣舉采油原理及油井舉升系統(tǒng)設(shè)計方法①必須有足夠的氣源；②需要壓縮機(jī)組和地面高壓氣管線，地面設(shè)備系統(tǒng)復(fù)雜；③一次性投資較大；④系統(tǒng)效率較低。利用從地面向井筒注入高壓氣體將原油舉升至地面的一種人工舉升方式。氣舉定義：優(yōu)點(diǎn)：井口和井下設(shè)備比較簡單缺點(diǎn)：高產(chǎn)量的深井；氣油(液)比高的油井；定向井和水平井等。適用條件：現(xiàn)階段油田較少采用氣舉采油第二節(jié)氣舉采油原理及油井舉升系統(tǒng)設(shè)計方法①必須有足夠的氣源一.氣舉采油原理原理：依靠從地面注入井內(nèi)的高壓氣體與油層產(chǎn)出流體在井筒中混合，利用氣體的膨脹使井筒中的混合液密度降低，將流到井內(nèi)的原油舉升到地面。氣舉采油系統(tǒng)示意圖一.氣舉采油原理原理：依靠從地面注入井內(nèi)的高壓氣體與油層產(chǎn)出向井筒周期性地注入氣體，推動停注期間在井筒內(nèi)聚集的油層流體段塞升至地面，從而排出井中液體。主要用于油層供給能力差，產(chǎn)量低的油井。氣舉分類（按注氣方式分類）氣舉連續(xù)氣舉將高壓氣體連續(xù)地注入井內(nèi)，排出井筒中液體。適應(yīng)于供液能力較好、產(chǎn)量較高的油井。間歇?dú)馀e向井筒周期性地注入氣體，推動停注期間在井筒內(nèi)聚集的油層流體段氣舉井與自噴井氣舉井主要依靠外來高壓氣體的能量。自噴井主要依靠油層本身的能量。為了獲得最大的油管工作效率，應(yīng)當(dāng)將油管下到油層中部，這樣可使油管在最大的沉沒度下工作，即使將來油層壓力下降，也能使氣體保持較高的舉油效率。氣舉井與自噴井氣舉井主要依靠外來高壓氣體的能量。自噴井主要依二、氣舉啟動①當(dāng)油井停產(chǎn)時，井筒中的積液將不斷增加，油套管內(nèi)的液面在同一位置，當(dāng)啟動壓縮機(jī)向油套環(huán)形空間注入高壓氣體時，環(huán)空液面將被擠壓下降。

(1)啟動過程氣舉井（無氣舉閥）的啟動過程a—停產(chǎn)時二、氣舉啟動①當(dāng)油井停產(chǎn)時，井筒中的積液將不斷增加，油套管內(nèi)②如不考慮液體被擠入地層，環(huán)空中的液體將全部進(jìn)入油管，油管內(nèi)液面上升。隨著壓縮機(jī)壓力的不斷提高，環(huán)形空間內(nèi)的液面將最終達(dá)到管鞋（注氣點(diǎn)）處，此時的井口注入壓力為啟動壓力。啟動壓力:當(dāng)環(huán)形空間內(nèi)的液面達(dá)到管鞋(注氣點(diǎn))時的井口注入壓力。氣舉井（無閥）的啟動過程

b—環(huán)空液面到達(dá)管鞋②如不考慮液體被擠入地層，環(huán)空中的液體將全部進(jìn)入油管，油管內(nèi)③當(dāng)高壓氣體進(jìn)入油管后，由于油管內(nèi)混合液密度降低，液面不斷升高，液流噴出地面。氣舉井的啟動過程

c—?dú)怏w進(jìn)入油管③當(dāng)高壓氣體進(jìn)入油管后，由于油管內(nèi)混合液密度降低，液面不斷升①壓縮機(jī)向油套環(huán)形空間注入高壓氣體，隨著壓縮機(jī)壓力的不斷提高，環(huán)形空間內(nèi)的液面將最終達(dá)到管鞋（注氣點(diǎn)）處，此時的井口注入壓力為啟動壓力。②當(dāng)高壓氣體進(jìn)入油管后，由于油管內(nèi)混合液密度降低，井底流壓將不斷降低。(2)氣舉過程中壓縮機(jī)壓力變化③當(dāng)井底流壓低于油層壓力時，液流則從油層中流出，這時混合液密度又有所增加，壓縮機(jī)的注入壓力也隨之增加，經(jīng)過一段時間后趨于穩(wěn)定(氣舉工作壓力)。氣舉井啟動時的壓縮機(jī)壓力隨時間的變化曲線①壓縮機(jī)向油套環(huán)形空間注入高壓氣體，隨著壓縮機(jī)壓力的不斷提高（3）啟動壓力計算第一種情況：不考慮液體被擠入地層，而且當(dāng)環(huán)空液面降低到管鞋時，液體并未從井口溢出，啟動壓力與油管液柱相平衡。即若壓縮機(jī)的最大額定壓力小于啟動壓力，則氣舉無法舉出井筒中的液體。靜液面距管鞋的深度油管液面上升的高度（3）啟動壓力計算第一種情況：不考慮液體被擠入地層，而且當(dāng)環(huán)第二種情況：不考慮液體被擠入地層，其靜液面接近井口，環(huán)形空間的液面還沒有被擠到油管鞋時，油管內(nèi)的液面已達(dá)到井口，液體中途溢出井口。此時，啟動壓力就等于油管中的液柱壓力:油管長度第三種情況：當(dāng)油層的滲透性較好，且被擠壓的液面下降很緩慢時，從環(huán)形空間擠壓出的液體有部分被油層吸收。在極端情況下，液體全部被油層吸收，當(dāng)高壓氣到達(dá)油管鞋時，油管中的液面幾乎沒有升高。在這種情況下，啟動壓力由油管中靜液面下的沉沒深度確定，即：最小啟動壓力注：一般情況下，氣舉系統(tǒng)的啟動壓力只能介于pe'和pe''之間。第二種情況：不考慮液體被擠入地層，其靜液面接近井口，環(huán)形空間三、氣舉閥(一）氣舉閥工作原理氣舉生產(chǎn)過程中，由于啟動壓力較高，這就要求壓縮機(jī)額定輸出壓力較大，但由于氣舉系統(tǒng)在正常生產(chǎn)時，其工作壓力比啟動壓力小得多，勢必造成壓縮機(jī)功率的浪費(fèi)，增加投入成本。為了降低壓縮機(jī)的啟動壓力與工作壓力之差，必須降低啟動壓力。氣舉閥的作用：逐步排出油套環(huán)形空間的液體；降低啟動壓力。氣舉閥按安裝方式可以分為繩索投入式和固定式。按使閥打開或關(guān)閉的壓力元件分為封包充氣閥，彈簧加壓閥及充氣室和彈簧聯(lián)合加壓的雙元件閥。三、氣舉閥(一）氣舉閥工作原理氣舉生產(chǎn)過程中，由于啟連續(xù)氣舉的排液過程連續(xù)氣舉的排液過程氣舉閥實(shí)質(zhì)：一種用于井下的壓力調(diào)節(jié)器(二）幾種常用的氣舉閥簡介（自學(xué)）自學(xué)要點(diǎn)：(1)結(jié)構(gòu)狀況，類型；(2)工作條件下閥的開啟壓力；(3)工作條件下閥的關(guān)閉壓力；(4)閥的工作壓差；(5)靜氣柱壓力分布計算相關(guān)式。氣舉閥實(shí)質(zhì)：一種用于井下的壓力調(diào)節(jié)器(二）幾種常用的氣舉閥簡四、氣舉設(shè)計

氣舉設(shè)計是根據(jù)給定的設(shè)備條件（可提供的注氣壓力和注氣量）和油井流入動態(tài)（IPR曲線）確定的。氣舉設(shè)計內(nèi)容包括：氣舉方式和氣舉裝置類型；氣舉點(diǎn)深度、氣液比和產(chǎn)量；閥位置、類型、尺寸及裝配要求。

一口井進(jìn)行氣舉設(shè)計時，先確定是采用連續(xù)氣舉還是間歇?dú)馀e。一般對于低壓、低采油指數(shù)的油井通常都采用間歇?dú)馀e。對于無法確定采用哪種方式最合適的井，應(yīng)該進(jìn)行不同的設(shè)計，從技術(shù)和經(jīng)濟(jì)方面進(jìn)行綜合考慮。四、氣舉設(shè)計氣舉設(shè)計是根據(jù)給定的設(shè)備條件（可提供的注（一）氣舉裝置類型在油管柱底部下一個集液箱，提高液體匯聚空間，以達(dá)到提高總產(chǎn)油量的目的。僅限于連續(xù)氣舉，下井的油管柱不帶封隔器，使氣體從油套環(huán)空注入，產(chǎn)液自油管舉出，油、套管是連通的。封隔器封隔油套環(huán)空，其余均與開式裝置相同。封隔器封隔油套環(huán)空，在油管柱上安裝了一個固定閥，其作用是防止氣體壓力通過油管作用于地層。半閉式裝置閉式裝置箱式裝置開式裝置（一）氣舉裝置類型在油管柱底部下一個集液箱，提高液體匯聚空間氣舉裝置類型設(shè)計內(nèi)容：氣舉方式和氣舉裝置類型；氣舉點(diǎn)深度、氣液比和產(chǎn)量；閥位置、類型、尺寸及裝配要求等。氣舉裝置類型設(shè)計內(nèi)容：氣舉方式和氣舉裝置類型；氣舉點(diǎn)深度、氣（二）連續(xù)氣舉設(shè)計基礎(chǔ)(1)油層數(shù)據(jù)：油藏平均壓力、油藏平均溫度、油井流入動態(tài)1.設(shè)計所需基本資料(2)油井基礎(chǔ)數(shù)據(jù)：井身結(jié)構(gòu)；油、套管尺寸(3)油井生產(chǎn)數(shù)據(jù)：產(chǎn)量、含水、生產(chǎn)氣油比、注氣壓力、注氣量、油壓（二）連續(xù)氣舉設(shè)計基礎(chǔ)(1)油層數(shù)據(jù)：油藏平均壓力、油藏平(5)流體物性：飽和壓力、地面原油密度、水的密度、天然氣的相對密度、地面原油粘度、表面張力(6)地面管線和分離器數(shù)據(jù)：地面管線尺寸及長度、分離器壓力(4)油井生產(chǎn)條件：出砂、結(jié)蠟等情況(5)流體物性：飽和壓力、地面原油密度、水的密度、天然氣的2.氣舉井內(nèi)的壓力分布②油管內(nèi)的壓力分布以注氣點(diǎn)為界，明顯的分為兩段。在注氣點(diǎn)以上，由于注入氣進(jìn)入油管而增大了氣液比，故壓力梯度明顯地低于注氣點(diǎn)以下的壓力梯度。

①套管內(nèi)的靜氣柱壓力分布(近似于直線）③氣舉井生產(chǎn)時的壓力平衡等式：氣舉井壓力及其分布2.氣舉井內(nèi)的壓力分布②油管內(nèi)的壓力分布以注氣點(diǎn)為界，明顯的（三）在給定產(chǎn)量和井口壓力下確定注氣點(diǎn)深度和注氣量已知：產(chǎn)量Q、注入壓力Pso、定油管壓力Pt和IPR曲線；計算：注氣點(diǎn)深度、氣液比和注氣量。計算步驟：2)根據(jù)產(chǎn)量Q、油層氣液比等以Pwf為起點(diǎn)，按多相垂直管流向上計算注氣點(diǎn)以下的壓力分布曲線A。1)根據(jù)要求的產(chǎn)量Q由IPR曲線確定相應(yīng)的井底流壓Pwf。（三）在給定產(chǎn)量和井口壓力下確定注氣點(diǎn)深度和注氣量已知：產(chǎn)量3)由工作壓力Pso計算環(huán)形空間氣柱壓力曲線B。此線與注氣點(diǎn)以下的壓力分布曲線A的交點(diǎn)即為平衡點(diǎn)。4)由平衡點(diǎn)沿注氣點(diǎn)以下的壓力分布曲線上移⊿P(平衡點(diǎn)氣體壓力與注氣點(diǎn)油管內(nèi)壓力之差，一般取0.50.7Mpa)所得的點(diǎn)即為注氣點(diǎn)。對應(yīng)的深度和壓力即為注氣點(diǎn)深度L和工作閥所在位置的油管壓力。3)由工作壓力Pso計算環(huán)形空間氣柱壓力曲線B。此線與注氣點(diǎn)5)注氣點(diǎn)以上的總氣液比為油層生產(chǎn)氣液比與注入氣液比之和。假設(shè)一組總氣液比，對每一個總氣液比都以注氣點(diǎn)油管壓力為起點(diǎn)，利用多相管流向上計算油管壓力分布曲線D1、D2…及確定井口油管壓力。6)繪制總氣液比與井口壓力關(guān)系曲線，找出與規(guī)定井口油管壓力相對應(yīng)的總氣液比TGLR。5)注氣點(diǎn)以上的總氣液比為油層生產(chǎn)氣液比與注入氣液比之和。假定產(chǎn)量和井口壓力確定注氣點(diǎn)深度和注氣量的協(xié)調(diào)圖7)總氣液比減去油層生產(chǎn)氣液比得到注入氣液比。根據(jù)注入氣液比和規(guī)定的產(chǎn)量計算需要的注入氣量。注入氣液比=總氣液比-生產(chǎn)氣液比注入氣量=配產(chǎn)量×注入氣液比8)根據(jù)最后確定的氣液比TGLR和其它已知數(shù)據(jù)計算注氣點(diǎn)以上的油管壓力分布曲線，可用它來確定啟動閥的安裝位置。注：以上的計算采用的是節(jié)點(diǎn)分析方法。并是以井口作為求解點(diǎn)。定產(chǎn)量和井口壓力確定注氣點(diǎn)深度和注氣量的協(xié)調(diào)圖7)總氣液（四）定井口壓力和注氣量確定注氣點(diǎn)深度和產(chǎn)量（p85自學(xué)）注：以上的討論只是涉及到了油層—井筒（包括注氣系統(tǒng)）之間的協(xié)調(diào)，若是油管線較長，還必須考慮地面出油管線中的多相流動。現(xiàn)場真實(shí)的情況還需考慮的因素更多，也更為復(fù)雜。（四）定井口壓力和注氣量確定注氣點(diǎn)深度和產(chǎn)量（p85自學(xué)）注（五）氣舉閥位置確定方法1）計算法①第一個閥的下入深度L1（根據(jù)壓縮機(jī)的最大工作壓力計算）一般采用計算法或圖解法來確定閥位置和數(shù)量。二、當(dāng)井中液面較深，中途未溢出井口：一、當(dāng)井筒中液面在井口附近，在壓氣過程中即溢出井口：減20m是為了在第一個閥處，在閥的內(nèi)外建立約0.2MPa的壓差，以保證氣體順利進(jìn)入閥。（五）氣舉閥位置確定方法1）計算法一般采用計算法或圖解法來確②第二個閥的下入深度閥Ⅱ處壓力平衡等式為：

閥深度計算示意圖當(dāng)?shù)诙€閥進(jìn)氣時，第一個閥關(guān)閉。閥Ⅱ處的環(huán)空壓力為Pa2，閥I處的油壓為Pt1。②第二個閥的下入深度閥Ⅱ處壓力平衡等式為：閥深度計算示意③第i個閥的下入深度2）圖解法(p89自學(xué))

圖解法確定閥位置Li-1:第i-1個閥的深度。Pai:第i個閥處的環(huán)空壓力，Mpa.Pti-1:第i-1閥將關(guān)閉時，油管內(nèi)能達(dá)到的最小壓力，Mpa.③第i個閥的下入深度2）圖解法(p89自學(xué))圖解法確定閥五.氣舉井試井氣舉井試井曲線氣舉井試井方法：通過改變注入氣量來改變油井產(chǎn)量，測得油井產(chǎn)量和相應(yīng)的井底流壓與注入氣量的對應(yīng)關(guān)系，以確定油井的工作條件和工作狀況。五.氣舉井試井氣舉井試井曲線氣舉井試井方法：通過改變注入氣量小結(jié)(1)氣舉是利用氣體膨脹使井筒流體密度降低的機(jī)理來采油的。(2)氣舉的類型可按注氣方式和裝置類型進(jìn)行分類。(3)氣舉閥的作用是降低氣舉啟動壓力，從而選擇小功率的壓縮機(jī)，節(jié)約投資。(4)氣舉閥的類型很多，可根據(jù)油井的具體情況進(jìn)行選擇。(5)氣舉生產(chǎn)系統(tǒng)的設(shè)計內(nèi)容主要包括：氣舉方式和氣舉裝置類型；氣舉點(diǎn)深度、氣液比和產(chǎn)量；閥位置、類型、尺寸及裝配要求等。小結(jié)(1)氣舉是利用氣體膨脹使井筒流體密度降低的機(jī)理來第二章

自噴與氣舉采油1、自噴井生產(chǎn)系統(tǒng)分析2、氣舉采油原理及油井舉升系統(tǒng)設(shè)計方法第二章1、自噴井生產(chǎn)系統(tǒng)分析人工舉升采油自噴采油采油方法分類人工給井筒流體增加能量將井底原油舉升至地面的采油方式。利用油層自身能量將原油舉升到地面的采油方式。采油方法：將流到井底的原油采到地面所用的工藝方式和方法。方法和方式。

人工舉升采油自噴采油采油方法分類人工給井筒流體增加能量將井底人工舉升采油有桿泵采油無桿泵采油常規(guī)有桿泵采油地面驅(qū)動螺桿泵采油氣舉采油電動潛油離心泵采油水力活塞泵采油電動潛油螺桿泵采油射流泵采油柱塞泵采油人工舉升采油有桿泵采油無桿泵采油常規(guī)有桿泵采油地面驅(qū)動螺桿泵第一節(jié)自噴井生產(chǎn)系統(tǒng)分析一、自噴井生產(chǎn)系統(tǒng)組成自噴井生產(chǎn)的四個基本流動過程地面水平或傾斜管流地層滲流井筒多相管流嘴流—生產(chǎn)流體通過油嘴(節(jié)流器)的流動自噴井所特有的流動第一節(jié)自噴井生產(chǎn)系統(tǒng)分析一、自噴井生產(chǎn)系統(tǒng)組成自噴井完整的自噴井生產(chǎn)系統(tǒng)的壓力損失示意圖回壓Ph油藏壓力Pe井底流壓Pwf油藏中的壓力損失＝Pe－Pwf油壓Pt井筒中的壓力損失＝Pwf－Pt地面出油管線中的壓力損失＝Ph-Psep分離器壓力Psep嘴損＝Pt－Ph完整的自噴井生產(chǎn)系統(tǒng)的壓力損失示意圖回壓Ph油藏壓力Pe井底油井自噴生產(chǎn)的條件

油氣水混合物從地層流至計量站分離器總的壓力損失為：

生產(chǎn)壓差＋井筒損失＋油嘴損失＋地面管線損失油井自噴生產(chǎn)的條件

油井自噴生產(chǎn)的條件油氣水混合物從地層流至計量站分離器總的二、自噴井節(jié)點(diǎn)分析節(jié)點(diǎn)系統(tǒng)分析法：它是應(yīng)用系統(tǒng)工程原理，以油井生產(chǎn)系統(tǒng)為對象把從油藏到地面分離器所構(gòu)成的整個油井生產(chǎn)系統(tǒng)按不同的流動規(guī)律分成若干個流動子系統(tǒng)，在每個流動子系統(tǒng)的起始及銜接處設(shè)置節(jié)點(diǎn)。在分析研究各個子系統(tǒng)流動規(guī)律的基礎(chǔ)上分析各子系統(tǒng)的相互關(guān)系及其各自對整個系統(tǒng)工作的影響，為優(yōu)化系統(tǒng)運(yùn)行參數(shù)和進(jìn)行系統(tǒng)調(diào)控提供依據(jù)。二、自噴井節(jié)點(diǎn)分析節(jié)點(diǎn)系統(tǒng)分析法：它是應(yīng)用系統(tǒng)工程原理，以油節(jié)點(diǎn)系統(tǒng)分析對象：整個油井生產(chǎn)系統(tǒng)自噴井生產(chǎn)系統(tǒng)組成：油藏滲流子系統(tǒng)井筒流動子系統(tǒng)油嘴(節(jié)流器)流動子系統(tǒng)地面管流子系統(tǒng)

自噴井生產(chǎn)系統(tǒng)節(jié)點(diǎn)位置1、分離器2、地面油嘴3、井口4、安全閥5、節(jié)流器6、Pwf7、Pwfs8、Pr9、集氣管網(wǎng)10、油罐節(jié)點(diǎn)系統(tǒng)分析對象：整個油井生產(chǎn)系統(tǒng)自噴井生產(chǎn)系統(tǒng)組成：油藏滲節(jié)點(diǎn)系統(tǒng)分析實(shí)質(zhì)：協(xié)調(diào)條件質(zhì)量守恒能量(壓力)守恒熱量守恒協(xié)調(diào)理論在采油應(yīng)用方面的發(fā)展節(jié)點(diǎn)系統(tǒng)分析實(shí)質(zhì)：協(xié)調(diào)條件質(zhì)量守恒能量(壓力)守恒熱量守恒協(xié)求解點(diǎn)的選擇：主要取決于所要研究解決的問題。求解點(diǎn)：為使問題獲得解決的節(jié)點(diǎn)。協(xié)調(diào)曲線示意圖節(jié)點(diǎn)流入曲線節(jié)點(diǎn)流出曲線協(xié)調(diào)點(diǎn)求解點(diǎn)的選擇：主要取決于所要研究解決的問題。求解點(diǎn)：為使問題

(一)油藏與油管兩個子系統(tǒng)的節(jié)點(diǎn)分析

管鞋壓力與產(chǎn)量關(guān)系曲線給定已知條件：油藏深度；油管直徑；氣油比；含水；油、氣、水密度；油藏壓力；飽和壓力(低于油層壓力)及單相流時的采油指數(shù)。節(jié)點(diǎn)（井底）流入曲線:IPR曲線節(jié)點(diǎn)（井底）流出曲線:已知井口油壓，設(shè)定一組產(chǎn)量，通過井筒多相流計算得到一組管鞋壓力。交點(diǎn)：該系統(tǒng)在所給條件下可獲得的油井產(chǎn)量及相應(yīng)的井底流壓。1)井底為求解點(diǎn)當(dāng)油壓已知時，可以井底為求解點(diǎn)。(一)油藏與油管兩個子系統(tǒng)的節(jié)點(diǎn)分析管鞋壓力與產(chǎn)量關(guān)系曲

油壓與產(chǎn)量的關(guān)系曲線2)井口為求解點(diǎn)（油壓不確定）設(shè)定一組產(chǎn)量，通過IPR曲線A可計算出一組井底流壓，然后通過井筒多相流計算可得一組井口油壓曲線B。節(jié)點(diǎn)（井口）流入曲線：油壓與產(chǎn)量的關(guān)系曲線IPR曲線Pa-Pb是在油管中消耗的壓力曲線B的形狀：油管的上下壓差(Pa-Pb)并不總是隨著產(chǎn)量的增加而加大。產(chǎn)量低時，管內(nèi)流速低，滑脫損失大；產(chǎn)量高時，摩擦損失大，這兩種情況均可造成管內(nèi)壓力損耗大。應(yīng)用：計算出任意產(chǎn)量下的井口油壓的大小，并用于預(yù)測油井能否自噴。油壓與產(chǎn)量的關(guān)系曲線2)井口為求解點(diǎn)（油壓不確定）設(shè)定(二)從油藏到分離器無油嘴系統(tǒng)的節(jié)點(diǎn)分析方法1)井底為求解點(diǎn)

給定的已知條件：分離器壓力；油藏深度；油藏壓力；飽和壓力(低于油層壓力)及單相流時的采油指數(shù)J等。由于選取中間節(jié)點(diǎn)(井底)為求解點(diǎn)，求解時，要從兩端(井底和分離器)開始，設(shè)定一組流量，對這兩部分分別計算至求解點(diǎn)上的壓力(井底流壓，亦即油管鞋壓力)與流量的關(guān)系曲線。生產(chǎn)系統(tǒng)從井底分成兩部分：油藏中的流動；從油管入口到分離器的管流系統(tǒng)。簡單管流系統(tǒng)(二)從油藏到分離器無油嘴系統(tǒng)的節(jié)點(diǎn)分析方法1)井底為求解點(diǎn)求解點(diǎn)在井底的解節(jié)點(diǎn)（井底）流入曲線：油藏中流動的IPR曲線；節(jié)點(diǎn)（井底）流出曲線：以分離器壓力為起點(diǎn)通過水平或傾斜管流計算得井口油壓，再通過井筒多相流計算得油管入口壓力與流量的關(guān)系曲線。交點(diǎn)：在所給條件下可獲得的油井產(chǎn)量及相應(yīng)的井底流壓。求解點(diǎn)在井底的解節(jié)點(diǎn)（井底）流入曲線：油藏中流動的IPR曲線②研究油井由于污染或采取增產(chǎn)措施對油井產(chǎn)量的影響選取井底為求解點(diǎn)的目的①預(yù)測油藏壓力降低后的未來油井產(chǎn)量油井流動效率改變的影響預(yù)測未來產(chǎn)量②研究油井由于污染或采取增產(chǎn)措施對油井產(chǎn)量的影響選取井底為求2)井口為求解點(diǎn)地面管線和分離器部分油管和油藏部分生產(chǎn)系統(tǒng)分為地面管線和分離器、油管和油藏兩個子系統(tǒng)。2)井口為求解點(diǎn)地面管線和分離器部分油管和油藏部分生產(chǎn)系統(tǒng)分求解點(diǎn)在井口的解流出曲線：以分離器壓力為起點(diǎn)計算地面管流動態(tài)曲線。流入曲線：油藏壓力為起點(diǎn)計算不同流量下的井口壓力，即油管及油藏的動態(tài)曲線。交點(diǎn)：產(chǎn)量及井口壓力。求解點(diǎn)在井口的解流出曲線：以分離器壓力為起點(diǎn)計算地面管流動態(tài)求解點(diǎn)選在井口的目的研究不同直徑油管和出油管線對生產(chǎn)動態(tài)的影響，便于選擇油管及出油管線的直徑。不同直徑的油管和出油管線的井口解求解點(diǎn)選在井口的目的研究不同直徑油管和出油管線對生產(chǎn)動態(tài)的影3)分離器為求解點(diǎn)

分離壓力與產(chǎn)量關(guān)系以油藏為起點(diǎn)，分離器為終點(diǎn)，計算并繪制分離器壓力與產(chǎn)量關(guān)系曲線交點(diǎn)：給定分離器壓力下的產(chǎn)量（實(shí)際生產(chǎn)中，分離器壓力通常調(diào)為定值）3)分離器為求解點(diǎn)分離壓力與產(chǎn)量關(guān)系以油藏為起點(diǎn)，分離器為分離器壓力對不同油井產(chǎn)量的影響研究分離器壓力對各類油井生產(chǎn)的影響說明：分離器壓力對后續(xù)工程設(shè)備選擇和效率有影響，需要進(jìn)行經(jīng)濟(jì)技術(shù)的綜合考慮。求解點(diǎn)選在分離器處的目的分離器壓力對不同油井產(chǎn)量的影響研究分離器壓力對各類油井生產(chǎn)的4)平均油藏壓力為求解點(diǎn)

變化的影響以油藏壓力為求解點(diǎn)的目的：①研究在給定條件下油藏平均壓力對油井生產(chǎn)的影響②預(yù)測不同油藏平均壓力下的油井產(chǎn)量。分離器壓力→井口壓力→井底壓力→油藏平均壓力,油藏平均壓力與流量關(guān)系曲線。假設(shè)一組產(chǎn)量4)平均油藏壓力為求解點(diǎn)變化的影響以油藏壓力為求解點(diǎn)的目(三)從油藏到分離器有油嘴系統(tǒng)的節(jié)點(diǎn)分析方法

臨界流動：流體的流速達(dá)到壓力波在流體介質(zhì)中的傳播速度，即聲波速度時的流動狀態(tài)圖2-19嘴流示意圖1.嘴流規(guī)律油壓回壓油氣混合物通過油嘴時，由于在此處氣體膨脹，混合物體積流量很大，而油嘴直徑又很小，因而，混合物流經(jīng)油嘴時流速極高，可能達(dá)到臨界流動(三)從油藏到分離器有油嘴系統(tǒng)的節(jié)點(diǎn)分析方法臨界流動：流體根據(jù)熱力學(xué)理論，氣體流動的臨界壓力比為：空氣流過噴管的臨界壓力比為：

天然氣流過噴管的臨界壓力比為：在臨界流動條件下，流量不受嘴后壓力(回壓)變化的影響。

關(guān)系質(zhì)量流量噴管后壓力噴管前壓力在臨界壓力比條件下最大流量，就是在聲速下的流量根據(jù)熱力學(xué)理論，氣體流動的臨界壓力比為：空氣流過噴管的臨界壓對于含水井：根據(jù)礦場資料統(tǒng)計，嘴流相關(guān)式可表示為：根據(jù)油井資料分析，常用的嘴流公式為：油嘴、油壓與產(chǎn)量的關(guān)系曲線以上的油嘴流動等式有很強(qiáng)的經(jīng)驗(yàn)性，與油田條件有關(guān)，因而在實(shí)際運(yùn)用中應(yīng)根據(jù)油田的具體情況進(jìn)行校正，得到適合本地區(qū)的計算公式當(dāng)油嘴直徑與氣油比一定時，產(chǎn)量Q和井口壓力pt成線性關(guān)系。但只有滿足油嘴的臨界流動，整個生產(chǎn)系統(tǒng)才能穩(wěn)定生產(chǎn)，即使回壓有所變化，油井產(chǎn)量也不會發(fā)生變化對于含水井：根據(jù)礦場資料統(tǒng)計，嘴流相關(guān)式可表示為：根據(jù)油井資2.有油嘴系統(tǒng)的節(jié)點(diǎn)分析方法功能節(jié)點(diǎn)：存在壓差的節(jié)點(diǎn)。壓力不連續(xù)的節(jié)點(diǎn)。一般地，功能節(jié)點(diǎn)位置上裝有起特殊作用的設(shè)備，如油嘴、抽油泵等。油井生產(chǎn)系統(tǒng)中，當(dāng)存在功能節(jié)點(diǎn)時，一般以功能節(jié)點(diǎn)為求解點(diǎn)。最大的區(qū)別在于其有油嘴，井下安全閥，井下節(jié)流器。（圖2-1）這些節(jié)點(diǎn)上的壓力是不連續(xù)的，液流穿過節(jié)點(diǎn)時產(chǎn)生壓差2.有油嘴系統(tǒng)的節(jié)點(diǎn)分析方法功能節(jié)點(diǎn)：存在壓差的節(jié)點(diǎn)。一般地功能節(jié)點(diǎn)系統(tǒng)分析思路：①以系統(tǒng)兩端為起點(diǎn)分別計算不同流量下節(jié)點(diǎn)上、下游的壓力，并求得節(jié)點(diǎn)壓差－流量曲線。②根據(jù)描述節(jié)點(diǎn)設(shè)備(油嘴、安全閥等)的流量—壓差相關(guān)式，求得設(shè)備工作曲線。③兩條壓差－流量曲線的交點(diǎn)為問題的解，即節(jié)點(diǎn)設(shè)備產(chǎn)生的壓差及相應(yīng)的油井產(chǎn)量。功能節(jié)點(diǎn)系統(tǒng)分析思路：①以系統(tǒng)兩端為起點(diǎn)分別計算不同流量下節(jié)自噴井三個流動過程關(guān)系①根據(jù)設(shè)定的一系列產(chǎn)量Q，分別從油層和分離器開始計算出油嘴處的一系列的油壓和回壓。②將滿足回壓低于油壓一半（油嘴臨界壓力比近似取0.5）的點(diǎn)繪制成pt-Q的曲線B.③油嘴直徑d一定，繪制臨界流動下油嘴特性曲線G；(油嘴的參數(shù)曲線)④油管曲線B與油嘴特性曲線G的交點(diǎn)C即為該油嘴下的產(chǎn)量與油壓。

有油嘴系統(tǒng)以油嘴為求解點(diǎn)的節(jié)點(diǎn)分析方法的步驟：油層滲流消耗的壓力油管流動消耗的壓力自噴井三個流動過程關(guān)系①根據(jù)設(shè)定的一系列產(chǎn)量Q，分別從油層和(四)節(jié)點(diǎn)分析在設(shè)計及預(yù)測中的應(yīng)用①先繪出滿足油嘴臨界流動的Pt～Q油管工作曲線B；1.不同油嘴下的產(chǎn)量預(yù)測與油嘴選擇圖2-23不同油嘴直徑時的產(chǎn)量②作出相應(yīng)的油嘴曲線；③根據(jù)交點(diǎn)所對應(yīng)的產(chǎn)量確定與之對應(yīng)的(或較接近的)油嘴直徑。注：油嘴的更換應(yīng)不引起繪制曲線B的各參數(shù)的變化(四)節(jié)點(diǎn)分析在設(shè)計及預(yù)測中的應(yīng)用①先繪出滿足油嘴臨界流動的油壓較低時（pt1），大直徑油管的產(chǎn)量比小直徑的要高；油壓較高時(pt2)，大直徑油管的產(chǎn)量比小直徑的要低。原因：大直徑管中滑脫損失使總損失增大。2.油管直徑的選擇不同油管直徑對產(chǎn)量的影響注：在某種條件下，大直徑油管不一定比小直徑油管的產(chǎn)量高油壓較低時（pt1），大直徑油管的產(chǎn)量比小直徑的要高；2.油當(dāng)油嘴直徑不變時，油藏壓力降低后產(chǎn)量隨著降低，如果要保持原來的產(chǎn)量，就必須換用較大的油嘴直徑。3.預(yù)測油藏壓力變化對產(chǎn)量的影響油藏壓力下降對產(chǎn)量的影響IPR曲線油嘴特性曲線油管工作曲線當(dāng)油嘴直徑不變時，油藏壓力降低后產(chǎn)量隨著降低，如果要保持原來地層壓力Pr連續(xù)下降，IPR曲線分別變?yōu)锳1,A2,A3.相應(yīng)的油管工作曲線要向橫軸方向移動，如B1,B2,B3.若要求油壓大于一定值生產(chǎn)(E點(diǎn))，則在縱軸上沿油壓值點(diǎn)做水平線，此時水平線與油管曲線B3不相交，則表明油藏壓力降到A3以前，油井已經(jīng)不能自噴生產(chǎn)了。4.停噴壓力預(yù)測停噴壓力預(yù)測地層壓力Pr連續(xù)下降，IPR曲線分別變?yōu)锳1,A2,A3.相實(shí)際情況在實(shí)際的自噴油井工作中，情況要復(fù)雜得多。以上的節(jié)點(diǎn)分析系統(tǒng)尚未考慮的因素有：1、多油層的情況2、油井生產(chǎn)過程中的復(fù)雜情況，如出砂、結(jié)蠟、井下節(jié)流器及安全閥等情況。注：在節(jié)點(diǎn)分析計算的過程中，多相流計算是至關(guān)重要的。但要根據(jù)油田的本身情況而定，這樣才能使計算更加準(zhǔn)確。實(shí)際情況在實(shí)際的自噴油井工作中，情況要復(fù)雜得多。以上的節(jié)點(diǎn)分小結(jié)(1)自噴井生產(chǎn)系統(tǒng)一般包括四個基本流動過程，每一過程遵循各自的流動規(guī)律。(2)自噴井生產(chǎn)系統(tǒng)設(shè)計與分析采用節(jié)點(diǎn)系統(tǒng)分析方法，求解點(diǎn)的選擇取決于需要解決的問題。(3)為了保證自噴井生產(chǎn)的穩(wěn)定性，對有油嘴系統(tǒng)的設(shè)計要求嘴流達(dá)到臨界流動條件。(4)自噴井生產(chǎn)系統(tǒng)設(shè)計的內(nèi)容主要包括產(chǎn)量的預(yù)測、油嘴的選擇、生產(chǎn)管柱的選擇、出油管線的選擇、停噴條件的預(yù)測等。小結(jié)(1)自噴井生產(chǎn)系統(tǒng)一般包括四個基本流動過程，每第二節(jié)氣舉采油原理及油井舉升系統(tǒng)設(shè)計方法①必須有足夠的氣源；②需要壓縮機(jī)組和地面高壓氣管線，地面設(shè)備系統(tǒng)復(fù)雜；③一次性投資較大；④系統(tǒng)效率較低。利用從地面向井筒注入高壓氣體將原油舉升至地面的一種人工舉升方式。氣舉定義：優(yōu)點(diǎn)：井口和井下設(shè)備比較簡單缺點(diǎn)：高產(chǎn)量的深井；氣油(液)比高的油井；定向井和水平井等。適用條件：現(xiàn)階段油田較少采用氣舉采油第二節(jié)氣舉采油原理及油井舉升系統(tǒng)設(shè)計方法①必須有足夠的氣源一.氣舉采油原理原理：依靠從地面注入井內(nèi)的高壓氣體與油層產(chǎn)出流體在井筒中混合，利用氣體的膨脹使井筒中的混合液密度降低，將流到井內(nèi)的原油舉升到地面。氣舉采油系統(tǒng)示意圖一.氣舉采油原理原理：依靠從地面注入井內(nèi)的高壓氣體與油層產(chǎn)出向井筒周期性地注入氣體，推動停注期間在井筒內(nèi)聚集的油層流體段塞升至地面，從而排出井中液體。主要用于油層供給能力差，產(chǎn)量低的油井。氣舉分類（按注氣方式分類）氣舉連續(xù)氣舉將高壓氣體連續(xù)地注入井內(nèi)，排出井筒中液體。適應(yīng)于供液能力較好、產(chǎn)量較高的油井。間歇?dú)馀e向井筒周期性地注入氣體，推動停注期間在井筒內(nèi)聚集的油層流體段氣舉井與自噴井氣舉井主要依靠外來高壓氣體的能量。自噴井主要依靠油層本身的能量。為了獲得最大的油管工作效率，應(yīng)當(dāng)將油管下到油層中部，這樣可使油管在最大的沉沒度下工作，即使將來油層壓力下降，也能使氣體保持較高的舉油效率。氣舉井與自噴井氣舉井主要依靠外來高壓氣體的能量。自噴井主要依二、氣舉啟動①當(dāng)油井停產(chǎn)時，井筒中的積液將不斷增加，油套管內(nèi)的液面在同一位置，當(dāng)啟動壓縮機(jī)向油套環(huán)形空間注入高壓氣體時，環(huán)空液面將被擠壓下降。

(1)啟動過程氣舉井（無氣舉閥）的啟動過程a—停產(chǎn)時二、氣舉啟動①當(dāng)油井停產(chǎn)時，井筒中的積液將不斷增加，油套管內(nèi)②如不考慮液體被擠入地層，環(huán)空中的液體將全部進(jìn)入油管，油管內(nèi)液面上升。隨著壓縮機(jī)壓力的不斷提高，環(huán)形空間內(nèi)的液面將最終達(dá)到管鞋（注氣點(diǎn)）處，此時的井口注入壓力為啟動壓力。啟動壓力:當(dāng)環(huán)形空間內(nèi)的液面達(dá)到管鞋(注氣點(diǎn))時的井口注入壓力。氣舉井（無閥）的啟動過程

b—環(huán)空液面到達(dá)管鞋②如不考慮液體被擠入地層，環(huán)空中的液體將全部進(jìn)入油管，油管內(nèi)③當(dāng)高壓氣體進(jìn)入油管后，由于油管內(nèi)混合液密度降低，液面不斷升高，液流噴出地面。氣舉井的啟動過程

c—?dú)怏w進(jìn)入油管③當(dāng)高壓氣體進(jìn)入油管后，由于油管內(nèi)混合液密度降低，液面不斷升①壓縮機(jī)向油套環(huán)形空間注入高壓氣體，隨著壓縮機(jī)壓力的不斷提高，環(huán)形空間內(nèi)的液面將最終達(dá)到管鞋（注氣點(diǎn)）處，此時的井口注入壓力為啟動壓力。②當(dāng)高壓氣體進(jìn)入油管后，由于油管內(nèi)混合液密度降低，井底流壓將不斷降低。(2)氣舉過程中壓縮機(jī)壓力變化③當(dāng)井底流壓低于油層壓力時，液流則從油層中流出，這時混合液密度又有所增加，壓縮機(jī)的注入壓力也隨之增加，經(jīng)過一段時間后趨于穩(wěn)定(氣舉工作壓力)。氣舉井啟動時的壓縮機(jī)壓力隨時間的變化曲線①壓縮機(jī)向油套環(huán)形空間注入高壓氣體，隨著壓縮機(jī)壓力的不斷提高（3）啟動壓力計算第一種情況：不考慮液體被擠入地層，而且當(dāng)環(huán)空液面降低到管鞋時，液體并未從井口溢出，啟動壓力與油管液柱相平衡。即若壓縮機(jī)的最大額定壓力小于啟動壓力，則氣舉無法舉出井筒中的液體。靜液面距管鞋的深度油管液面上升的高度（3）啟動壓力計算第一種情況：不考慮液體被擠入地層，而且當(dāng)環(huán)第二種情況：不考慮液體被擠入地層，其靜液面接近井口，環(huán)形空間的液面還沒有被擠到油管鞋時，油管內(nèi)的液面已達(dá)到井口，液體中途溢出井口。此時，啟動壓力就等于油管中的液柱壓力:油管長度第三種情況：當(dāng)油層的滲透性較好，且被擠壓的液面下降很緩慢時，從環(huán)形空間擠壓出的液體有部分被油層吸收。在極端情況下，液體全部被油層吸收，當(dāng)高壓氣到達(dá)油管鞋時，油管中的液面幾乎沒有升高。在這種情況下，啟動壓力由油管中靜液面下的沉沒深度確定，即：最小啟動壓力注：一般情況下，氣舉系統(tǒng)的啟動壓力只能介于pe'和pe''之間。第二種情況：不考慮液體被擠入地層，其靜液面接近井口，環(huán)形空間三、氣舉閥(一）氣舉閥工作原理氣舉生產(chǎn)過程中，由于啟動壓力較高，這就要求壓縮機(jī)額定輸出壓力較大，但由于氣舉系統(tǒng)在正常生產(chǎn)時，其工作壓力比啟動壓力小得多，勢必造成壓縮機(jī)功率的浪費(fèi)，增加投入成本。為了降低壓縮機(jī)的啟動壓力與工作壓力之差，必須降低啟動壓力。氣舉閥的作用：逐步排出油套環(huán)形空間的液體；降低啟動壓力。氣舉閥按安裝方式可以分為繩索投入式和固定式。按使閥打開或關(guān)閉的壓力元件分為封包充氣閥，彈簧加壓閥及充氣室和彈簧聯(lián)合加壓的雙元件閥。三、氣舉閥(一）氣舉閥工作原理氣舉生產(chǎn)過程中，由于啟連續(xù)氣舉的排液過程連續(xù)氣舉的排液過程氣舉閥實(shí)質(zhì)：一種用于井下的壓力調(diào)節(jié)器(二）幾種常用的氣舉閥簡介（自學(xué)）自學(xué)要點(diǎn)：(1)結(jié)構(gòu)狀況，類型；(2)工作條件下閥的開啟壓力；(3)工作條件下閥的關(guān)閉壓力；(4)閥的工作壓差；(5)靜氣柱壓力分布計算相關(guān)式。氣舉閥實(shí)質(zhì)：一種用于井下的壓力調(diào)節(jié)器(二）幾種常用的氣舉閥簡四、氣舉設(shè)計

氣舉設(shè)計是根據(jù)給定的設(shè)備條件（可提供的注氣壓力和注氣量）和油井流入動態(tài)（IPR曲線）確定的。氣舉設(shè)計內(nèi)容包括：氣舉方式和氣舉裝置類型；氣舉點(diǎn)深度、氣液比和產(chǎn)量；閥位置、類型、尺寸及裝配要求。

一口井進(jìn)行氣舉設(shè)計時，先確定是采用連續(xù)氣舉還是間歇?dú)馀e。一般對于低壓、低采油指數(shù)的油井通常都采用間歇?dú)馀e。對于無法確定采用哪種方式最合適的井，應(yīng)該進(jìn)行不同的設(shè)計，從技術(shù)和經(jīng)濟(jì)方面進(jìn)行綜合考慮。四、氣舉設(shè)計氣舉設(shè)計是根據(jù)給定的設(shè)備條件（可提供的注（一）氣舉裝置類型在油管柱底部下一個集液箱，提高液體匯聚空間，以達(dá)到提高總產(chǎn)油量的目的。僅限于連續(xù)氣舉，下井的油管柱不帶封隔器，使氣體從油套環(huán)空注入，產(chǎn)液自油管舉出，油、套管是連通的。封隔器封隔油套環(huán)空，其余均與開式裝置相同。封隔器封隔油套環(huán)空，在油管柱上安裝了一個固定閥，其作用是防止氣體壓力通過油管作用于地層。半閉式裝置閉式裝置箱式裝置開式裝置（一）氣舉裝置類型在油管柱底部下一個集液箱，提高液體匯聚空間氣舉裝置類型設(shè)計內(nèi)容：氣舉方式和氣舉裝置類型；氣舉點(diǎn)深度、氣液比和產(chǎn)量；閥位置、類型、尺寸及裝配要求等。氣舉裝置類型設(shè)計內(nèi)容：氣舉方式和氣舉裝置類型；氣舉點(diǎn)深度、氣（二）連續(xù)氣舉設(shè)計基礎(chǔ)(1)油層數(shù)據(jù)：油藏平均壓力、油藏平均溫度、油井流入動態(tài)1.設(shè)計所需基本資料(2)油井基礎(chǔ)數(shù)據(jù)：井身結(jié)構(gòu)；油、套管尺寸(3)油井生產(chǎn)數(shù)據(jù)：產(chǎn)量、含水、生產(chǎn)氣油比、注氣壓力、注氣量、油壓（二）連續(xù)氣舉設(shè)計基礎(chǔ)(1)油層數(shù)據(jù)：油藏平均壓