节点分析在气井中的应用

1、节点分析在气井中的应用，讲座：综合海战，2018年，生产系统分析，节点系统分析方法简称节点分析，是以从地层到用户的油流为研究对象，对整个系统的压力损失进行综合分析。基本思路：在系统的一部分(例如井底)设置节点，将油气井系统各部分的压力损失相互关联，定量评估各部分的压力损失，逐个评估和优化影响进水和出水口解决方案节点能量的各种因素，实现整个系统的最佳生产，最大限度地发挥井的潜力。核心内容：分析系统各组件的压力损失。稳定流动后，质量流动在每个流动过程的收敛中是相同的；上一进程的剩馀压力等于下一进程的启动压力，是上一进程的阻力，是下一进程的动力。气井的基本流动过程、气井节点分析的使用、节点系统分析方

2、法也是研究气井生产系统的有效工具。其分析方法类似于油井，但泄漏和管道流动压降规律不同。(a)气井油管尺寸最佳气井中，油管至少有4种效果。首先，如果底部附近有封皮，可以保护套管免受管内流体的伤害。第二，保护套管免受液体腐蚀。第三，油管大小合理，可以防止井内残留液体，避免侵蚀作用。第四，油管的大小必须足够大，以便气井通过最大的气流。(a)优化气井管道尺寸(1)低产量气井最佳管柱，实例10低产量气井平均地层压力30MPa，井深H=3000m，井底温度Twf=90，顶板温度Twh=10，顶板压力pwh=6MPa，解决方案：采用与示例4类似的计算方法，选择井底作为解决方案节点，从形成压力开始，进入二项式

3、生产率方程的动态曲线IPR计算。从顶部压力开始，其他细配管大小1.315in(内径26.6mm)、1.660in(内径35.1mm)、1.900in(内径40.9mm)、23/8in(内径50.7mm)、27，在气井中节点分析的使用如图所示，当管直径从26.6mm增加到62mm时，产量大幅度提高。管道直径增加到76mm，产量增加减少。(a)优化气井管道尺寸(1)低产量气井首选管柱，油管尺寸对低产量气井力学的影响，管道尺寸对低产量气井生产的影响，节点分析对气井使用情况，(a)优化气井管道尺寸(2)气井最佳管柱，案例11气井产能方程，解决方案：其他细配管大小1.900in(内径40.9mm)、23

4、/8in(内径50.7mm)、27/8in(内径62.0mm)、31/2in(内径76.0mm)，在气井中使用节点分析表明，油管内径从40.9mm增加到88.3mm时，产量大幅增加；管道直径增加到100.5mm时，产量增加减少。前两个例子表明，产量高的气井必须采用比低水平气井更大的油管，气井才能通过最大大气量。要考虑以下因素：(a)优化气井管线尺寸；(2)中间气井首选管、管尺寸对中间气井力学的影响；管尺寸对中间气井生产的影响；节点分析气井的使用；优化高产气井管线尺寸；除了通过尽可能多的煤气外，不会发生气井侵蚀。(a)优化气井管道尺寸(3)高产气井首选管柱，防侵蚀产量，油管壁临界侵蚀速度，类型Q

5、C侵蚀临界流量，104 m3/d；p压力，MPa；t温度，k；d细配管直径，mm；z气体偏差系数；g气体密度，kg/m3；c常数，=122。气井的节点分析(a)优化气井管道大小(3)高产气井最佳管柱，示例12克拉2井为高产气井，井深H=3670m，井底温度Twf=103.5，井温Twh=76.2，顶板压力pwh=，解决方案：(1)其他管件尺寸5英寸(内径112.0毫米)，51/2英寸(内径124.2毫米)，65/8英寸(内径147.2毫米)，7英寸(内径150毫米)(2)计算不同油管尺寸下的调整产量和临界侵蚀流量。其中，临界侵蚀流速根据顶压、顶温、天然气的相对密度，根据防腐生产公式计算。正如在

6、气井中进行节点分析表明，仅当管道内径大于154.0mm时，气流生成才会小于侵蚀气体，因此防腐蚀的最小管件大小为7in(内径为154.0mm)。这个例子说明，高产气井油管的尺寸不能太小，否则容易发生侵蚀。(a)优化气井管道尺寸(3)高产气井首选管柱，管尺寸对克拉2高产气井力学的影响，油井水力50MPa的侵蚀气体，在节点分析气井中使用，(a)优化气井管道尺寸(4)优化气井首选管柱，气井出水后的输送能力因此，选择油管尺寸时，气流速度必须大于气体的临界承载速度。临界承载流，临界承载速度，QC临界承载流，104 m3/d；p压力，MPa；t温度，k；细配管剖面面积，m2；z气体偏差系数；g、l气体、液体

7、密度、kg/m3；气液之间的表面张力，N/m .输送模型系数，在气井中使用节点分析，(a)优化气井油管大小，(4)优化气井油管大小，示例13但以理产气井，深度H=2795m，井底温度Twf=880，解决方案：(1)使用与示例10类似的方法，计算不同管件尺寸的系统分析曲线。(2)计算不同油管尺寸下的调整产量和临界承载流。其中临界承载流量根据顶压、顶温度、天然气相对密度根据移民模型计算。从气井的节点分析可以看出，气井不出水的油管尺寸不能超过27/8(内径62mm)。这个例子说明，水蒸气井油管的尺寸不应太大，否则容易发生井漏。(a)优化气井管道尺寸，(4)优化气井最佳管柱，其他管下临界输送气体，在气

8、井中使用节点分析，(b)地层压力和油井压力对气井生产率的影响，例如14气井管道直径62mm，与其他数据相同10，在不同地层压力和井口压力下生产气井，解决方案：与示例10的计算方法类似，采用地板作为解决方案节点，计算其他地层压力(30MPa6MPa)、进水口动态曲线IPR、其他顶部压力(2MPa14MPa)，计算径流动态曲线TPR，并绘制进水口和出水口动态曲线。利用节点分析在气井中，在相同井口压力下，随着地层压力的失败，气井产量逐渐减少；在相同的地层压力下，井口压力越低，气体产量越高。这个例子说明，减少油井压力是井形成压力失败时保持产量的重要手段。(b)形成压力和井口压力对气井生产率的影响，形成

9、压力和井口压力对气井力学的影响，形成压力和井口压力对生产的影响，在气井中使用节点分析，(3)井下瓦斯喷嘴直径对气井生产率的影响，井下瓦斯喷嘴主要用于井下节流压降。井下喷嘴位置确定后，影响生产率的因素是喷嘴直径。例如，分析15口气井中地下燃气喷嘴的深度为2000米，其他参数为10例，地下气井直径对气井产能的影响。解决方案：与示例3分析方法一样，使用井下喷嘴作为函数节点。(1)从形成压力开始，利用计算嘴前压力的能力方程，得到进气动态曲线。从顶压力开始，用单相燃气垂直管道流量计算方法计算出嘴后压力，得到径流动态曲线。在气井中进行节点分析，(3)井下喷嘴直径对气井产能的影响，(2)查找出差指示曲线，如

10、下图所示。(3)使用喷嘴压降公式计算p喷嘴与喷嘴直径d的关系。(4)绘制系统微分曲线和喷嘴差压曲线。井下喷嘴是气井节点分析的差异曲线，如图所示，表明由于气井产量增加，地下喷嘴可用于控制气井产量。(c)地下燃气喷嘴直径对气井产能的影响，井下燃气喷嘴的系统分析曲线，井下喷嘴直径与产量的关系，在气井中使用节点分析，(4)钻孔污染对气井产能的影响，例如16是圆形密闭地层中心的气井，平均地层压力为30MPa，气藏有效渗透率为Ko，解决方案：与示例8计算方法类似，采用地板作为解决方案节点，根据其他表皮系数(-5，0，5，10)的形成压力和Jones气井理论生产力计算公式计算流入动态曲线，然后根据顶压力和单

11、相燃气垂直管道流动方法计算流出动态曲线。绘制流入和流出动态曲线。气井的节点分析，如图所示，井壁污染(S0)可以减少气井产量，利用有效的增产措施增加s，从而显着提高产能。因此，采取效果好的增产对策，改善近场损害程度，是提高气井产能的重要方法。(4)钻孔污染对气井产能的影响，表皮系数与瓦斯生产的关系，气井使用的节点分析，(5)射孔密度对气井产能的影响，例17已知气井参数：污染带深度0.43m，污染水平0.2，射孔段厚度20m，射孔孔半径0.0055(1)根据地层压力和琼斯理论能力方程计算表皮系数S0时的岩棉流动压力，流入动态曲线；然后，通过顶压和单相气体垂直管道流动方法计算油管进气口压力，得到径流

12、动态曲线。(2)计算穿孔段自身压降与产率的关系曲线。(3)解决不同射孔密度下的调整点，绘制射孔密度和产量关系。从7孔/m增加到13孔/m时，气井产量增加到最大宽度，然后孔密度增加，产量减少。因此，气井产量会随着球磨机的增加而增加，但在球磨机增加到一定值后，气井产量不会大幅增加。(5)射孔密度对气井产能的影响，射孔完成段函数节点分析，不同射孔密度对瓦斯生产的影响，在气井中使用节点分析，(6)复合管柱的系统分析，衬管会限制细配管的底部输入直径，但衬管底部仍是直径较大的套筒，直径较大的细配管可以从顶部向下到衬管顶部。，衬，节点连接点，(7)压缩机功率HP=8.122nR1/nqg，顶压6.89MPa

13、，压缩机燃料气体消耗量6.8m3/d/HP，压缩机安装成本900 $/R20，使用3级，即n=3压缩机安装成本3013.6HP900$=271.2104$多萃取天然气1.98104m3/d所得收益：1.98104 m3/d3665d176.6 $/1000m3压缩机油耗气体6.8m3/d/HP=2.05104m3/d压缩机每日油耗2.05104m3/d大于购买量差异1.98104m3/d，井口压力从6.89MPa减少到1.379MPa的选择不经济。不同井口压力的经济效益对比方案1:井口压力降低到6.89MPa，购买一个压缩机到20.68MPa方案2:井口压力直接产生到20.68MPa，无压缩机，外部管网压力18.27MPa流入管网时输入网络压力2