油气井动态分析及管理

油气井生产分析及管理陈来勇辽东作业公司2中海2海上油田采油方式分类3中海三、人工举升井生产分析一、自喷井生产分析二、气井生产分析主要内容4（一）自喷井生产原理及特点一、自喷井生产分析油层井口装置油管套管喇叭口喷出液量油层井口装置油管套管喇叭口喷出液量井口装置油管套管喇叭口喷出液量原理：油层流体依靠本身的压力从油层流到井底，剩余能量（井底压力）举升液体由井底到达井口，通过油嘴喷出。特点地层能量大，不需要外部补充能量，地面和井的设备简单，成本低、投资少、效益高、管理方便，但时间短5自喷井生产的四个基本流动过程地面水平或倾斜管流地层渗流井筒多相管流嘴流—生产流体通过油嘴的流动（二）自喷井的流动方式及能量消耗1、自喷井的流动方式一、自喷井生产分析6井口到分离器—地面水平或倾斜管流井底到井口的流动—井筒多相管流油层到井底的流动—地层渗流—生产流体通过油嘴(节流器)的流动嘴流雾流环流段塞流泡流纯油流1、自喷井的流动方式7多相水平管流能量消耗—流体通过各种管线时产生的局部水利损失和沿管线流动的沿程水利损失等井筒多相管流能量消耗—流体克服井筒内液柱的重力和原油与井筒管壁的摩擦阻力地层渗流能量消耗是：流体克服在多孔介质-岩石中的渗硫阻力—原油经过嘴流时要消耗一定的能量嘴流2、自喷井能量消耗一、自喷井生产分析8（三）自喷井生产制度的制定自喷井合理的工作制度：1、保证油井在较长时间内以较高的产量保持稳定，使油田达到较高的采油速度。2、既能充分利用地层能量又不破坏油层结构。3、保证水线均匀推进，获得较长的无水采油期。4、对于饱和压力较高的油田，应使流饱压差控制合理。5、获得较好的经济效益。一、自喷井生产分析9（四）自喷井节点系统分析一、自喷井生产分析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，为系统优化运行及参数调控提供依据。节点系统分析对象：整个油井生产系统自喷井生产系统组成：油藏渗流子系统井筒流动子系统油嘴(节流器)流动子系统地面管流子系统10节点系统分析思路：①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，绘制压差－流量曲线。②根据描述节点设备(油嘴、安全阀等)的流量—压差相关式，求得设备工作曲线。③两条压差－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。0510152025010203040506070产量压力节点流入曲线节点流出曲线协调点（四）自喷井节点系统分析11（五）自喷井生产分析内容油井工作制度是否合理，合理的工作制度应能使产量、压力、油气比、含水、含砂量等平稳，充分发挥各层的作用；分析产量、压力、采油指数、含水、含砂等的变化及其原因；油井井筒及地面流程、设备的技术状况；对于注水开发的油田，分析油井是否见到注水效果，见水与生产压差、采出地下体积、累积注水量、注采比的关系；修井等增产措施后的效果分析。一、自喷井生产分析12关系曲线)/(12PPfG1、油嘴规律分析①当油嘴直径和气油比一定时，产量和井口油压成线性关系。②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。d1d2d3d1d2d3ptq油嘴、油压与产量的关系曲线（五）自喷井生产分析内容一、自喷井生产分析132、井筒分析1）压力间的关系：Pf=Pt+△Pf+10-6ρgLPf=Pc+Pg+10-6ρgHPt+△Pf+10-6ρgL=Pc+10-6ρgH油井正常生产时，各压力之间的关系为：PrPfPcPtPB，PB为油嘴后的压力（井口回压）。（五）自喷井生产分析内容一、自喷井生产分析142）生产分析（1）油压的变化油压降低的原因有：油管结蜡、原油脱气、含水增多，增加了井筒中的流动阻力或加大了液柱的重力，换大油嘴（或油嘴被刺大）也会使油压减小；油压增加的原因有：换小油嘴（或油嘴被堵）、地面流程中出现故障引起回压变化。例如，地面管线结蜡，油流不畅，都会使油压增加，影响油井生产。在生产管理中，应尽可能在油压两倍于回压下工作。（五）自喷井生产分析内容一、自喷井生产分析2、井筒分析15（2）套压的变化油嘴换小（或被堵）使油压上升，也导致井底流压升高，因此套压也随之升高；如井底发生堵塞，环形空间中由于砂桥、稠油、结蜡的堵塞，都会使套压下降。（五）自喷井生产分析内容一、自喷井生产分析2、井筒分析2）生产分析16（3）油井产量、气油比等参数的突然变化当流压高于饱和压力时，每生产1t油所产出的天然气量，应保持在溶解气油比的数值上，当井底流压低于饱和压力时，气油比将上升，井筒和井底发生堵塞时，产量会下降，气油比会升高。（五）自喷井生产分析内容一、自喷井生产分析2、井筒分析2）生产分析17主要分析油层内能量供耗平衡中压力变化对自喷井生产的影响；注入与采出的平衡情况；多油层非均质对油井生产的影响；油层生产能力的变化；见水前后有关参数变化等。（五）自喷井生产分析内容一、自喷井生产分析3、油层分析18问题现象处理方法油嘴堵塞1.油压上升；2.产量下降；3.气油比基本不变；4.含水基本不变。更换或活动油嘴解堵油嘴被刺刷变大1.油压下降；2.产量上升；3.气油比基本不变；4.含水基本不变。更换油嘴油井结蜡1.油压下降；2.产量下降；3.原油含蜡高；4.通井遇阻。采用机械或化学清蜡井底积水1.油压下降；2.产量下降；3.油井含水下降；4.用柴油反替会反替出大量游离水。定期用柴油反替积水或转机采；关井恢复后进行放喷；投泡沫捧关井后放喷。（六）工作中的实际问题－生产过程问题及处理一、自喷井生产分析19地层堵塞1.油压下降；2.产量下降；3.含水基本不变；4.油气油比基本不变；5.静压不变。解堵作业（如酸化、压裂和化学解堵等）地层能量下降1.油压下降；2.产量下降；3.含水基本不变；4.静压下降。加强油田注水或转机采油井气窜1.油压上升；2.产量上升；3.气油比上升。卡气作业井下安全阀关闭1.油压突然降至回压；2.无产量开安全阀（六）工作中的实际问题－生产过程问题及处理一、自喷井生产分析20（七）自喷井的管理(2)取全取准资料，搞好油井动态分析。(3)管好油井设备保，证油井生产。(1)管好生产压差，使油井在合理的压差下生产。一、自喷井生产分析21三、人工举升井生产分析一、自喷井生产分析二、气井生产分析主要内容22二、气井生产分析（一）气井原理及组成尽管各气井由于结构不同，气井生产系统模型因井而异。开采过程中，天然气从地层流经气井系统的气层供气子系统、井筒子系统和地面子系统。天然气作为流体，应该遵循流体流动的基本定律——质量守衡和能量守衡定律。质量守衡定律在气井系统中可以表达为：通过各部分（子系统）的流体质量相等；而能量守衡则表现为：各部分的压力具有累加性，即流体从前一子系统的流出压力正好等于下一子系统的流入压力。根据质量守衡和能量守衡定律，就可以将油层子系统、井筒子系统和地面子系统的模型组合成气井系统的模型。23气井生产工作制度，又称工艺制度，是指适应气井产层地质特征和满足生产需要时产量和压力应遵循的关系。（二）气井生产工作制度分析序号工作制度名称适用条件1定产量制度气藏开采初期2定井底渗流速度制度C=const疏松的砂岩地层，防止流速大于某值时砂子从地层中产出3定井壁压力梯度制度气层的岩石不紧密，易坍塌的气井4定井口（井底）压力制度凝析气井，防止井底压力低于某值时油在地层中凝析出来；当输气压力一定时，要求一定的井口压力，以保证输入管网5定井底压差制度气层岩石不紧密、易坍塌的井；有边、底水的井，防止生产压差过大引起水锥二、气井生产分析24影响气井生产工作制度的因素1．自然因素1）产层由非胶结的砂子或胶结很差的砂岩构成时2）在凝析气藏开发中3）底水锥进2．工艺因素影响气井生产工作制度的工艺因素有很多，如：1）延长无压缩机开采阶段；2）防止气井过早水淹；3）减少输气干线前压缩机站和人工制冷装置的功率；二、气井生产分析（二）气井生产工作制度分析25当一口气井在多相流动条件下生产时，存在一个最小流量，低于这个最小流量，液体将积聚在井底，这样将增大井底回压，最后导致停产。42)(5.2ggLguuZTApuqg4min105.2气体携液临界流速：气体携液临界流量：(三)气井携液能力分析在温度和压力一定时，临界携液流量与油管的大小成正比，并且井底压力越大，油管越大，临界携液流量也越大。二、气井生产分析26(四)气井生产系统分析的用途对新井，选择完井方式，确定油套管尺寸、合理生产压差；对生产井，找出限制气井的不利因素，提出改造及调整措施；优选气井的最佳控制产量；分析气井的停喷原因；确定排水采气时机，优选排水采气方式；进行经济分析，寻求最佳方案；预测未来气井产量随时间的变化；找出提高气井产量的途径。二、气井生产分析27三、人工举升井生产分析一、自喷井生产分析二、气井生产分析主要内容28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升方式。气举定义：海上采油，高产量的深井、斜井、气油(液)比较高的油井；定向井和水平井等。适用条件：（一）气举井生产分析①必须有足够的气源；②需要压缩机组和地面高压气管线，地面设备系统复杂；③一次性投资较大；④系统效率较低。优点：井口和井下设备比较简单,管理调节方便缺点：三、人工举升井生产分析291、气举采油原理依靠从地面注入井内的高压气体与油层产出流体在井筒中混合，利用气体的膨胀使井筒中的混合液密度降低，将流到井内的原油举升到地面。53(一）气举井生产分析302、气举系统组成(一）气举井生产分析31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。主要用于油层供给能力差，产量低的油井。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。适应于供液能力较好、产量较高的油井。间歇气举3、气举分类（按注气方式分）(一）气举井生产分析324、气举启动①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环形空间注入高压气体时，环空液面将被挤压下降。(1)启动过程气举井（无凡尔）的启动过程a—停产时(一）气举井生产分析33②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（注气点）处，此时的井口注入压力为启动压力。气举井（无阀）的启动过程b—环形液面到达管鞋启动压力:当环形空间内的液面达到管鞋(注气点)时的井口注入压力。(1)启动过程4、气举启动(一）气举井生产分析34③当高压气体进入油管后，由于油管内混合液密度降低，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，也将不断降低，最后达到一个协调稳定状态。气举井（无阀）的启动过程c—气体进入油管(1)启动过程4、气举启动(一）气举井生产分析35改变注气量，注气压力，注气深度和管径控制气举液量5、气举节点分析已知注气点以下的流动压力分布线（已知井底流压和产量），注气点的深度愈深，注入气液比愈低，工作注气压力愈高。当已知注气压力和产量时，需要注气点的深度愈深，则注入气液比愈高。在相同的静压和已知产量下采油指数愈低，注气工作点就愈深，注入气液比也愈高，直到在这个产量下需要的井底流压不再能达到连续流动气举为止。(一）气举井生产分析36（1）油井的产能、地层压力油井的产能和地层压力是决定油井产量最关键的因素。气举完井以此为依据进行设计，使气举井的产量满足开发要求。如果油井的实际产能、地层压力与设计所选用的产能和地层压力差别较大，就会造成气举工作不正常。当实际产能、地层压力高于设计值时，高的油管压力就会造成进气量不够，套压增加，工作阀上移和多点注气现象，使气举效率降低。严重的话，上一级气举阀可能间歇开关，造成生产不稳定。当实际产能、地层压力低于设计值时，会消耗比设计多的气量，才能满足产量要求；气举效率低