1、wffrtpgHpp 節(jié)點(diǎn)流入節(jié)點(diǎn)流入順流向計(jì)算上游壓力順流向計(jì)算上游壓力psp節(jié)點(diǎn)流出節(jié)點(diǎn)流出逆流向計(jì)算下游壓力逆流向計(jì)算下游壓力rp rPrP以井系統(tǒng)下游端點(diǎn)以井系統(tǒng)下游端點(diǎn) P Psp sp 為節(jié)點(diǎn)為節(jié)點(diǎn)以井系統(tǒng)上游端點(diǎn)以井系統(tǒng)上游端點(diǎn)PrPr為節(jié)點(diǎn)為節(jié)點(diǎn)逆流向計(jì)算逆流向計(jì)算spPrPspPrP沿流向計(jì)算沿流向計(jì)算節(jié)點(diǎn)流入節(jié)點(diǎn)流入節(jié)點(diǎn)流出節(jié)點(diǎn)流出nodeseppppnoderppprp油管地面管線ppppsepwfPPwfrPsepppppout地面管線油管inrppp油層油層到巖面流壓油層到巖面流壓分離器到油管吸入口分離器到油管吸入口rpconstrsepppppp地面管線油管油層地面

2、管線pppsepwh油管油層pppprwhqiptipwfiqp0IPRB 假設(shè)油井以不同產(chǎn)量假設(shè)油井以不同產(chǎn)量q qi i生產(chǎn)生產(chǎn), ,由流入動(dòng)態(tài)關(guān)系由流入動(dòng)態(tài)關(guān)系, ,得出相應(yīng)井底得出相應(yīng)井底流壓流壓P Pwfiwfi, ,由壓力梯度計(jì)算方法由壓力梯度計(jì)算方法, ,計(jì)算出相應(yīng)的井口壓力計(jì)算出相應(yīng)的井口壓力P Ptiti。qiptipwfiqp0IPRB 假設(shè)油井以不同產(chǎn)量假設(shè)油井以不同產(chǎn)量q qi i生產(chǎn)生產(chǎn), ,由流入動(dòng)態(tài)關(guān)系由流入動(dòng)態(tài)關(guān)系, ,得出相應(yīng)井底得出相應(yīng)井底流壓流壓P Pwfiwfi, ,由壓力梯度計(jì)算方法由壓力梯度計(jì)算方法, ,計(jì)算出相應(yīng)的井口壓力計(jì)算出相應(yīng)的井口壓力P P

3、titi。地面管線pppsepwh油管油層pppprwhd dqpptpwfB BqcC CIPRIPR1.1.如如P Pwf wf Pwf1 q q1 Pt Pt1而使而使q q1 1通過(guò)該油嘴需要通過(guò)該油嘴需要P PT T的油壓，的油壓， 所以，所以，q q1 1不能完全通過(guò)油嘴，不能完全通過(guò)油嘴， 而地層又以而地層又以q q1 1繼續(xù)供給，繼續(xù)供給， 造成井底流體堆積造成井底流體堆積 P Pwf wf 回到回到C C點(diǎn)。點(diǎn)。協(xié)調(diào)點(diǎn)的分析協(xié)調(diào)點(diǎn)的分析pt1q1pwf1PTd dpwfpIPRIPRB BC CptAqq2.2.如Pwf Pwf1 q q1 Pt Pt1而使q1通過(guò)該油嘴只需

4、要PT的油壓， 引起大于q1的流量通過(guò)油嘴， 而地層又以q1繼續(xù)供給， 造成井底虧空。 Pwf 回到C點(diǎn)。C CqPwfPqd dIPRIPRB BPtPTAq1Pwf1Pt1pt1q1pwf1PTd dpwfpIPRIPRB BC CptAqq翻越高點(diǎn)后是何情況？翻越高點(diǎn)后是何情況？q q5 5q q4681016p pq q4 4q q3 3q q2 2q q1 1d2q1qd1pq21. 1. 井筒內(nèi)的壓力關(guān)系井筒內(nèi)的壓力關(guān)系油管系統(tǒng)油管系統(tǒng)：P Pt t油壓油壓P Pfrfr沿油管流動(dòng)時(shí)的摩阻損失沿油管流動(dòng)時(shí)的摩阻損失 gHgH油管中的全部重力損失油管中的全部重力損失套管系統(tǒng)套管系統(tǒng)：

5、P Pwfwf=P=Pc c+P+PG G+L+L L Lg g L L液面以下液體的平均密度液面以下液體的平均密度LL環(huán)空中的液柱高度環(huán)空中的液柱高度P PG G環(huán)空氣柱所造成的壓力環(huán)空氣柱所造成的壓力 tfrwfPPgHP PtPBPcLH忽略忽略P PG G ， 則：則：P Pwf wf =P=Pc c+L+L L Lg gP Pwf wf P P Pb b時(shí)，氣體在某一高度處分離出來(lái)。時(shí)，氣體在某一高度處分離出來(lái)。套壓和油壓的關(guān)系：套壓和油壓的關(guān)系： m mgH+PgH+Pfrfr+P+Pt t=P=Pc c+L+L L Lg g當(dāng)當(dāng) P Pwf wf P P Pt t自噴井正常生產(chǎn)時(shí)

6、，各壓力之間的關(guān)系為：自噴井正常生產(chǎn)時(shí)，各壓力之間的關(guān)系為： P Pwf wf P Pc c PPt t P PB B2 2生產(chǎn)分析生產(chǎn)分析a.a.井筒中流動(dòng)阻力和液柱重力增大井筒中流動(dòng)阻力和液柱重力增大, ,導(dǎo)致導(dǎo)致P Pt t 如：油管中結(jié)蠟、原油脫氣、含水增多。如：油管中結(jié)蠟、原油脫氣、含水增多。b.b.油嘴被刺大時(shí)，油嘴被刺大時(shí)， P Pt t ; ; 油嘴被堵時(shí)，油嘴被堵時(shí)， P Pt t 油管受堵油管受堵油嘴受阻油嘴受阻c.c.套壓變化反映井底流壓的變化。套壓變化反映井底流壓的變化。 若：若： P Pt t P Pc c P Pwfwf q q ， 一般認(rèn)為是出油管線被堵所致。一般

7、認(rèn)為是出油管線被堵所致。流壓與油管內(nèi)徑的關(guān)系流壓與油管內(nèi)徑的關(guān)系 為什么？為什么？各地層壓力下油管敏感性分析各地層壓力下油管敏感性分析機(jī)械采油機(jī)械采油( (人工舉升人工舉升) )連續(xù)氣舉連續(xù)氣舉間歇?dú)馀e間歇?dú)馀e 氣舉氣舉泵舉泵舉動(dòng)力泵動(dòng)力泵( (電潛泵、電潛泵、 射流泵射流泵) )柱塞氣舉柱塞氣舉容積泵容積泵( (有桿泵、螺桿泵、水力活塞泵有桿泵、螺桿泵、水力活塞泵) )腔室氣舉腔室氣舉氣舉注采系統(tǒng)氣舉注采系統(tǒng)高壓高壓氣體氣體高壓高壓氣體氣體混氣液混氣液peptpohhepg hh222citotiddhdh22cietidpghd2222citotitiddhhdd (2-1)(2-2)(2

8、-1a)epgLeghpgLepghhLh(2-3)(2-1b)(2-1c)peptpo安裝氣舉閥后氣舉啟動(dòng)過(guò)程安裝氣舉閥后氣舉啟動(dòng)過(guò)程對(duì)比兩種啟動(dòng)過(guò)程對(duì)比兩種啟動(dòng)過(guò)程tppepope*t1t2 作用作用注氣通道；注氣通道；舉升管柱上注氣孔的開關(guān)；舉升管柱上注氣孔的開關(guān)；降低啟動(dòng)壓力；降低啟動(dòng)壓力；氣舉閥可靈活的改變注氣點(diǎn)深度，以適應(yīng)井的氣舉閥可靈活的改變注氣點(diǎn)深度，以適應(yīng)井的供液能力；供液能力；間歇?dú)馀e中，氣舉閥可控制周期注氣量；間歇?dú)馀e中，氣舉閥可控制周期注氣量；利用氣舉閥改變舉升深度，增大油井生產(chǎn)壓差，利用氣舉閥改變舉升深度，增大油井生產(chǎn)壓差，以清潔油層解除污染；以清潔油層解除污染； 氣

9、舉閥的單流閥可以防止產(chǎn)液從舉升管倒流。氣舉閥的單流閥可以防止產(chǎn)液從舉升管倒流。二、氣舉閥的作用與分類二、氣舉閥的作用與分類。節(jié)流閥在關(guān)閉狀態(tài)時(shí)與氣壓閥相同，但一旦打開后，僅對(duì)。節(jié)流閥在關(guān)閉狀態(tài)時(shí)與氣壓閥相同，但一旦打開后，僅對(duì)油壓敏感。打開閥，需要提高套壓，關(guān)閉閥則降低油壓油壓敏感。打開閥，需要提高套壓，關(guān)閉閥則降低油壓或套壓；或套壓；。氣壓閥在關(guān)閉狀態(tài)時(shí)，有。氣壓閥在關(guān)閉狀態(tài)時(shí)，有50-100%50-100%對(duì)套壓敏感，而打開后對(duì)套壓敏感，而打開后，僅對(duì)套壓敏感。為了開、關(guān)氣舉閥，必須分別提高或，僅對(duì)套壓敏感。為了開、關(guān)氣舉閥，必須分別提高或降低套壓；降低套壓；。液壓閥與氣壓閥正好相反，為了

10、開、關(guān)氣舉閥，必須分別液壓閥與氣壓閥正好相反，為了開、關(guān)氣舉閥，必須分別降低或提高油壓；降低或提高油壓；。復(fù)合控制閥，也稱液壓打開，氣壓關(guān)閉閥。即提高油壓則復(fù)合控制閥，也稱液壓打開，氣壓關(guān)閉閥。即提高油壓則打開閥，降低套壓則關(guān)閉閥。打開閥，降低套壓則關(guān)閉閥。所謂套壓控制或油壓控制是指氣舉凡爾對(duì)所謂套壓控制或油壓控制是指氣舉凡爾對(duì)Pt或或Pc 哪哪個(gè)更敏感。與凡爾接觸面積大的壓力就是凡爾的支配個(gè)更敏感。與凡爾接觸面積大的壓力就是凡爾的支配壓力。壓力。用于連續(xù)氣舉的凡爾用于連續(xù)氣舉的凡爾,要在打開狀態(tài)時(shí)對(duì)要在打開狀態(tài)時(shí)對(duì)Pt敏感一些，敏感一些，油壓下降，凡爾關(guān)閉一些，減小進(jìn)氣量；油壓上升，油壓下降

11、，凡爾關(guān)閉一些，減小進(jìn)氣量；油壓上升，凡爾打開一些，增大進(jìn)氣量，以保持凡爾打開一些，增大進(jìn)氣量，以保持Pt趨于穩(wěn)定。趨于穩(wěn)定。用于間歇?dú)馀e的凡爾，在打開時(shí)，應(yīng)最大限度擴(kuò)張孔用于間歇?dú)馀e的凡爾，在打開時(shí)，應(yīng)最大限度擴(kuò)張孔眼，并在關(guān)閉前一直保持全開狀態(tài)。以保證注氣期間眼，并在關(guān)閉前一直保持全開狀態(tài)。以保證注氣期間把液體段塞舉出地面。把液體段塞舉出地面。 充氣波紋管氣舉閥結(jié)構(gòu)充氣波紋管氣舉閥結(jié)構(gòu)AbpdAppcpcpt封包充氣室在波紋管內(nèi)預(yù)先充在波紋管內(nèi)預(yù)先充入氮?dú)猓瑯?gòu)成加載單入氮?dú)?，?gòu)成加載單元元由可伸縮的封由可伸縮的封包和充氣室組成，起包和充氣室組成，起到類似于彈簧加載的到類似于彈簧加載的作用。

12、作用。三、氣舉閥的結(jié)構(gòu)與工作原理三、氣舉閥的結(jié)構(gòu)與工作原理反舉反舉AbpdAp生生產(chǎn)產(chǎn)通通道道氣氣正舉正舉AbpdAp氣氣生生產(chǎn)產(chǎn)通通道道AbpdAppcpcpt(2-4)(2-5)AbpdAppcpcptpbptpbbdvoAAApAAAppRRpRptd11TEFpRptd1 (2-6)(2-9)AbpdAppcpcpt(2-10)試圖打開凡爾的力試圖打開凡爾的力: F: Fo o=P=Pc c(A(Ab b-A-Ap p)+P)+Pt tA Ap p 保持凡爾關(guān)閉的力保持凡爾關(guān)閉的力: F: Fc c=P=Pd dA Ab b+S+St t(A(Ab b-A-Ap p) )S St t由

13、彈簧張力所產(chǎn)生的等效壓力。由彈簧張力所產(chǎn)生的等效壓力。以以P Pvovo表示凡爾開啟瞬間凡爾處的套管表示凡爾開啟瞬間凡爾處的套管壓力。壓力。雙元件套壓操作凡爾雙元件套壓操作凡爾( (了解了解) )比套壓操作凡爾多了一個(gè)彈簧，由彈簧和比套壓操作凡爾多了一個(gè)彈簧，由彈簧和氣室共同提供關(guān)閉力。氣室共同提供關(guān)閉力。AbPdApPcPcPt封封包包充氣室充氣室St開啟瞬間：開啟瞬間：F Fo o= = F Fc c 于是，凡爾開啟壓力為于是，凡爾開啟壓力為: : P Pvovo=(P=(Pd dA Ab b-P-Pt tA Ap p)/(A)/(Ab b-A-Ap p)+S)+St tAbPdApPcP

14、cPt封封包包充氣室充氣室StttdvoSRRPPP1當(dāng)凡爾打開時(shí)：當(dāng)凡爾打開時(shí)：保持凡爾開啟的力保持凡爾開啟的力: : F Fo o=P=Pc c(A(Ab b-A-Ap p)+P)+Pc c A Ap p=P=Pc cA Ab b欲使凡爾關(guān)閉的力欲使凡爾關(guān)閉的力: F: Fc c=P=Pd dA Ab b+S+St t(A(Ab b-A-Ap p ) ) 欲使凡爾關(guān)閉，則：欲使凡爾關(guān)閉，則：F Fc cFFo o 即：即：P Pd dA Ab b+S+St t(A(Ab b-A-Ap p)P)Pc cA Ab b以以P Pvcvc表示凡爾關(guān)閉瞬間凡爾表示凡爾關(guān)閉瞬間凡爾處的套管壓力處的套管

15、壓力: : 關(guān)閉瞬間：關(guān)閉瞬間：F Fo o= = F Fc c 即：即：P Pvcvc= = P Pd d +S+St t(1-R)(1-R) AbPdApPcPcPt封封包包充氣室充氣室St彈簧凡爾（壓差式凡爾）彈簧凡爾（壓差式凡爾） 正常情況下，在彈簧的作用下正常情況下，在彈簧的作用下, ,凡爾坐凡爾坐在下凡爾座上，處于開啟狀態(tài)。在下凡爾座上，處于開啟狀態(tài)。因孔眼節(jié)流，因孔眼節(jié)流，P Pt tPP P Pc c( (即即S St t) )時(shí)，凡爾關(guān)閉。時(shí)，凡爾關(guān)閉。AdPcPcPtAu關(guān)閉狀態(tài)下：關(guān)閉狀態(tài)下：試圖打開凡爾的力試圖打開凡爾的力: F: Fo o=A=Ad dS St t+P

16、+Pt tA Au u 保持凡爾關(guān)閉的力保持凡爾關(guān)閉的力: F: Fc c=P=Pc cA Au u欲使凡爾打開則：欲使凡爾打開則：F Fo oFFc c, A, Ad dS St t+P+Pt tA Au u PPc cA Au u 即即:A:Ad d/A/Au uS St t+P+Pt tPPc c凡爾開啟壓力：凡爾開啟壓力：(P(Pt t) )o o=P=Pc c- - tudSAAtudSAA由于由于A Ad d/ /A Au u11， P Po o (P (Pt t) )c c凡爾開啟壓差：凡爾開啟壓差： P Po o=P=Pc c-(P-(Pt t) )o o= =AdPcPcPt

17、Au 此凡爾通常用作啟動(dòng)（卸載）凡爾，一旦關(guān)閉，此凡爾通常用作啟動(dòng)（卸載）凡爾，一旦關(guān)閉，就完成了使命就完成了使命, ,再不容易打開。正常氣舉過(guò)程中再不容易打開。正常氣舉過(guò)程中, ,希希望它一直關(guān)閉。望它一直關(guān)閉。 為了減少井下凡爾數(shù)，要求凡爾有盡量大的為了減少井下凡爾數(shù)，要求凡爾有盡量大的 P Pc c，可增大可增大S St t ； 為使啟動(dòng)后凡爾有可靠的關(guān)閉狀態(tài)，要獲得小的為使啟動(dòng)后凡爾有可靠的關(guān)閉狀態(tài)，要獲得小的 P Po o，則應(yīng)減小則應(yīng)減小A Ad d/ /A Au u，即增加孔徑差。，即增加孔徑差。 )80(02048. 011)80(vFtTCoo60 F110.021560tv

18、CTh圖圖2-21氣舉閥卸載過(guò)程氣舉閥卸載過(guò)程封隔器封隔器固定閥固定閥 eSccsP hP 21822321.324 101eSscSccscitocitof TZqeP hPDdDd0.03415ghSTZ環(huán)形空間靜氣柱壓力分布環(huán)形空間靜氣柱壓力分布: :環(huán)形空間流動(dòng)氣柱壓力分布環(huán)形空間流動(dòng)氣柱壓力分布: :0.9121.251.142lgRecitoeDdfHagendorn-Brown(1963)垂直油井或高含水氣井垂直油井或高含水氣井Orkiszewski(1967)垂直油井垂直油井Duns-Ros垂直油井垂直油井Mukherjee-Brill(1985)垂直、定向井或地面管線；高含水

19、氣井垂直、定向井或地面管線；高含水氣井Beggs-Brill(1973)垂直、定向井或地面管線；高含水氣井垂直、定向井或地面管線；高含水氣井Aziz (1992)垂直油、氣井垂直油、氣井Hasan-Kaber(1985)垂直油井垂直油井Ansari機(jī)理模型機(jī)理模型(1990)垂直油井垂直油井QGIqLpwfqingqLqingqL最大產(chǎn)量最大產(chǎn)量最經(jīng)濟(jì)產(chǎn)量最經(jīng)濟(jì)產(chǎn)量pwf11A20koIpLg壓井液222020koIsspdLhxhgD壓井液A1ABBAABBpwhpkopsoTwhA ABCD1#2#3#注氣點(diǎn)注氣點(diǎn)柱塞氣舉柱塞氣舉柱塞氣舉（柱塞氣舉（了解了解） 為常規(guī)間歇?dú)馀e生產(chǎn)的一種變型

20、。為常規(guī)間歇?dú)馀e生產(chǎn)的一種變型。 油管中的活動(dòng)柱塞形成氣液間的固體界面，油管中的活動(dòng)柱塞形成氣液間的固體界面，不僅可不僅可降低間歇?dú)馀e的液體回落，增加每周期的產(chǎn)液，還能降低間歇?dú)馀e的液體回落，增加每周期的產(chǎn)液，還能阻止或減緩氣體竄流阻止或減緩氣體竄流, ,降低氣體注入量，提高氣體舉降低氣體注入量，提高氣體舉升效率。還能防止油管結(jié)蠟和結(jié)垢。升效率。還能防止油管結(jié)蠟和結(jié)垢。 柱塞氣舉分為：柱塞氣舉分為： 普通柱塞氣舉普通柱塞氣舉 注氣柱塞氣舉注氣柱塞氣舉 地層氣液比大于最小氣液比，小于等于最佳氣液比地層氣液比大于最小氣液比，小于等于最佳氣液比時(shí)，可采用普通柱塞氣舉。時(shí)，可采用普通柱塞氣舉。 其循環(huán)過(guò)程分為三個(gè)階段：其循環(huán)過(guò)程分為三個(gè)階段： 柱塞上行柱塞上