1、PIPESIM在氣舉優(yōu)化設(shè)計上的應(yīng)用介紹王新芳(斯倫貝謝公司)摘 要:本文主要介紹斯倫貝謝公司軟件PIPES1M進(jìn)行氣舉優(yōu)化設(shè)計的特點(diǎn)及應(yīng)用示例分 析。P1PESIM用于單井連續(xù)氣舉優(yōu)化設(shè)計，可針對不同注氣方式、不同井下管柱悄況下進(jìn)行新氣舉 方案設(shè)計或已有氣舉管柱聲新設(shè)計及診斷。P1PESIM用于氣舉采油系統(tǒng)能很好的模擬油田規(guī)模 氣舉生產(chǎn)時，在總氣赴受到限制或一定經(jīng)濟(jì)條件約束悄況下，合理分配注氣員使得單井及油田產(chǎn) 戢達(dá)到垠優(yōu)化。實(shí)例分析給出某油田單井優(yōu)化設(shè)計案例及油田規(guī)模氣舉生產(chǎn)時注氣雖分配及產(chǎn) 凰優(yōu)化設(shè)計模擬計算過程。關(guān)詞:連續(xù)氣舉注氣蜃產(chǎn)量優(yōu)化規(guī)模氣舉PIPESIM一、引言氣舉生產(chǎn)作為重要

2、的人工舉升工藝技術(shù)已經(jīng)廣泛的應(yīng)用于油田實(shí)際生產(chǎn)，油田使用氣舉技 術(shù)能否達(dá)到產(chǎn)量耍求、如何確定井下氣舉管林及各級氣舉閥參數(shù)、如何確定在油田總注氣最限制 條件下合理分配各井注氣8:從而達(dá)到最佳注氣效果及產(chǎn)量最優(yōu)化已經(jīng)成為重要的課題。在此情 況下，一套快捷、蒂確、符合油田自身特色的計算方法及工具在氣舉工作中顯得尤為重要。PIPESIM是斯倫貝謝公司研發(fā)的為油氣生產(chǎn)系統(tǒng)提供穩(wěn)定多相流模擬計算軟件系統(tǒng)，該 系統(tǒng)為單井分析、診斷、優(yōu)化設(shè)計及集輸管網(wǎng)一體化綜合軟件平臺，可以模擬從油藏到地面處 理站的整個生產(chǎn)系統(tǒng)。在氣舉優(yōu)化設(shè)計方面,PIPESIM能夠提供從疣入動態(tài)、高壓物性計算及 多相流計算先進(jìn)而精確的計算

3、方法。通過眾多計算方法的優(yōu)選和修正,可以找出符合油田自 身特點(diǎn)的計算公式或方法，使得氣舉優(yōu)化設(shè)計具有更高的可靠性;同時提供從單井氣舉特性分 析、設(shè)計及診斷到油田規(guī)模化氣舉注氣量及產(chǎn)量優(yōu)化分配方案設(shè)計一整套方法和流程，從多角 度滿足油田氣舉生產(chǎn)需要。二、PIPESIM提供的計算模型PIPESIM提供了包括流入動態(tài)、高壓物性計算、多相流計算在內(nèi)的業(yè)內(nèi)眾多的先進(jìn)計算模 型，在實(shí)際應(yīng)用中可以根據(jù)實(shí)際情況選擇符合油田特色的方法。在流入動態(tài)計算方面,PIPESIM可很好的模擬直井和水平井流入動態(tài)，并提供了公式計算 或?qū)崪y數(shù)據(jù)回歸采液指數(shù)等多種形式。其中包括：(1) 達(dá)西定律；(2) Fetkovich方程

4、式或多流量Fetkovich方程式；水力壓裂流入動態(tài)計算；135 PIPESIM在氣舉優(yōu)化設(shè)計上的應(yīng)用介紹(3) Jones方程式&多流量Jones方程式& Jones四點(diǎn)測試分析；(4) 歸一化回壓方程式；(5) 擬穩(wěn)態(tài)方程式；(6) Vogel方程式；(7) 多層油藏流入動態(tài)計算方法；(8) 多流量測試；(9) 瞬態(tài)流入動態(tài)計算。在高壓物性計算方面,PIPESIM考慮到從稀油(API大于31. 3)到稠油(API小于10),黏 度從幾個厘泊到幾萬厘泊范圍的各種流體。同時提供多達(dá)10種以上油水乳化計算方法，滿足 各種油藏流體氣舉設(shè)計時流體物性變化計算需要。在多相流計算方法上，

5、包含BJA、Tulsa、Shell、OLGA -S等6種計算軟件包,OLGA-S 2000 5.4版本計算軟件包為業(yè)內(nèi)公認(rèn)的最先進(jìn)的多相流計算包。其中包含了 20種以上垂宜管流 模型;15種以上水平管流模型，極大的加強(qiáng)了垂直及水平多相流計算的精確性。在環(huán)空注氣壓力剖面計算方面，通常僅使用靜氣柱壓力計算方法，但PIPESIM中增加環(huán)空流 動計算方法，使得對氣舉閥打開壓力計算更精確,進(jìn)而更確保氣舉設(shè)計的準(zhǔn)確性和實(shí)用性。|購定規(guī)樓化氣舉釣克條件|PIPESIM單井氣舉設(shè)計流程圖對于氣舉設(shè)計而言，注入壓力及目標(biāo)注氣量的大小對氣舉舉升有看至關(guān)重要的作用。 PIPESIM利用可以直觀、快速的判斷出注氣壓力

6、及目標(biāo)注氣量的取值范圍，進(jìn)而為下一步氣舉 設(shè)計及設(shè)備選擇提供可靠參考。三. 單井氣舉設(shè)計工藝流程油井是否能進(jìn)行氣舉考慮的因素有很多,PIPESIM是在 確定能夠進(jìn)行氣舉條件下進(jìn)行相應(yīng)的分析及優(yōu)化設(shè)計，見 圖I。從流程圖可以看出，流體奇壓物性計算、多相流計算及 流入動態(tài)計算是進(jìn)行氣舉設(shè)計的基礎(chǔ)，利用該基礎(chǔ)建立單 井計算模型。在建立好的模型基礎(chǔ)上分析油井氣舉特性曲 線，以確定氣舉是否能夠達(dá)到配產(chǎn)要求。對于氣舉能夠達(dá) 到配產(chǎn)要求的井，進(jìn)一步確定其合適的注入壓力及目標(biāo)注 氣量，最終確定氣舉優(yōu)化設(shè)計結(jié)果。遵循該流程，可以確保 氣舉設(shè)計結(jié)果可靠性。四. 規(guī)模化氣舉優(yōu)化流程所謂規(guī)模化氣舉是指油田成規(guī)模地進(jìn)行

7、氣舉生產(chǎn)。此時，由于油田總的注氣倉、地面管 網(wǎng)、經(jīng)濟(jì)評價等因素限制，如何將有限的氣量分配到單井,并獲得油田最佳產(chǎn)量指標(biāo)成為研究 課題。利用PIPESIM - GOAL或PIPESIM - GLO可以很好地解決這個問題。PIPESIM規(guī)模化氣舉優(yōu)化充分考慮到地面集輸管網(wǎng)系統(tǒng)及各井之間影響因素，加之其對 135 全國氣舉技術(shù)研討會論文集(2007)簡單經(jīng)濟(jì)因素的考慮，使規(guī)模化氣舉分配氣量及產(chǎn)量優(yōu)化更能適應(yīng)尬田實(shí)際生產(chǎn)需要。五、單井氣舉設(shè)計示例某油田地層壓力：21. 37MPa，地層溫度：93弋，采液指數(shù)：140. 66m3/(d MPa),油藏中部 深度：4247.4m,地面原油密度：0. 846

8、2 g/cm3，天然氣相對密度：0. 84,氣油比：89m7m3，含水 率60%，泡點(diǎn)壓力：17. 2MPa,地層原油體積系數(shù):1. 25,地層原油黏度；0. 51cPo目前采用5in 油管生產(chǎn),井口回壓要求：1.4MPa,注入氣相對密度：0. 6O首先建立單井計算模型,根據(jù)高壓物性數(shù)據(jù)進(jìn)行擬合計算，得到流體高壓物性計算方法如 表1。表1潦體克壓精性計算計算指標(biāo)計算公式計算折標(biāo)計算公式地面脫代原油為度Beggs & Robimon溶解氣油比Lasater飽和原油黏度Chew & Connally原油體枳系數(shù)Standing未飽和原油黏度VaMjuezA Beggn垂直多相流計算

9、公式選用BJA軟件包中的Hagedom & Brown方法,水平多相流計算公式 選擇BJA軟件包的Beggs & Brill Revised方法。其次對單井代舉特性進(jìn)行分析，分析不同含水率情況下，不同注入量下產(chǎn)量變化。計算結(jié) 果如圖2所示。可以看出：當(dāng)注氣量為零時，油井無法自噴生產(chǎn)。陰注氣暈增加，單井產(chǎn)量增 大，但增幅逐漸滅小,氣舉單井最大產(chǎn)量在800m3/d左右,而且滿足配產(chǎn)700m3/d的要求。圖2某油田某井氣舉物性曲線136 PIPESIM在氣舉優(yōu)化設(shè)計上的應(yīng)用介紹通過軟件計算得到注入壓力.注氣巌.注氣深度及產(chǎn)量關(guān)系如圖3所示。 * 個4-r I B -: 00 . ,:

10、 *?.1:«:,-卅 : >；： s ! :仝.寧以1:5 9 x 9 :1 : ! «6789注代10W/d:': "e 1* ; X I <i 1: 1 1<” <' <1 (”(19> 1:L.：I.JULJi-ii-ii”;Le J « jr ： r-j:13100 3150 3200 3250 3300 3350 3400 345083500 蓄 3550 ft 3600 3650 3700 3750 3800!3850 3900 (3950 r4000405011121314PIPESIM

11、在氣舉優(yōu)化設(shè)計上的應(yīng)用介紹壓力為 104 43X108 Y-壓力為 125.12X108 T壓力為 138 9IX2PA圖3注入壓力.注氣量.注氣深度及產(chǎn)量關(guān)系由圖3看出注氣壓力增加后，最大注入深度明顯升高。產(chǎn)量為700m3/d時，注入壓力 12.5MPa及139MPa下注入氣量基本相同，為：7. 69 xl04m3/d,而注入壓力為10. 44MPa 時注入量為9.32xl04m5/do綜合分析認(rèn)為，氣舉設(shè)計時選用注入壓力為12.5MPa比較 合適。經(jīng)過設(shè)計得到結(jié)果,如表2所示。表2氣舉優(yōu)化設(shè)計結(jié)果氣舉閥深度m閥系列閥孔尺寸地面調(diào)試壓力105Pa注入氣量104m3/d卸載流量 m3/d貝處溫

12、度5C1147.2R201/4129.35.6170032.62126.5R201/4114.85.65700S4.82797.2R201/41175.6670089.33209.5R205/1612L35.6570091.53424.5R205/16121.45.6670092六. 規(guī)模化氣舉示例已知某油田16 口油井氣舉生產(chǎn),另其中4 口油井最大產(chǎn)水量限制分別為:WELL.11為 1590m3/d,WELLJ2 為 5OOm3/d,WELL_24 為 1000m'/d,WELL31 為 1000m'/d。各井已下井 137 PIPESIM在氣舉優(yōu)化設(shè)計上的應(yīng)用介紹下注氣閥，

13、分析在總注氣量限制為141.563 xl06m3/d,集輸管網(wǎng)外輸壓力為0.7MPa,總處理 水能力為15898m3/d時優(yōu)化分配注氣方案，得到最佳產(chǎn)量分配方案(圖4)。圖4某油田油井集輸系統(tǒng)分布圖 經(jīng)過計算得到優(yōu)化結(jié)果如圖5和表3。P、卞«<圖5規(guī)模氣舉優(yōu)化注氣量與單井最佳產(chǎn)瑩關(guān)系表3單井注氣及產(chǎn)關(guān)系表井名含水奉 %產(chǎn)油n>3/d產(chǎn)液量 tn3/d產(chǎn)水值 m3/d注氣* 106m3/dWELL.114089149602WELLJ210303431WELLJ 37525642WELL.145808442WELLJ21205670142WELLJ22176578132WEL

14、L.23211611822WELL JA10114127133WELLJ19118130122WELLJ2314514942WELL.33513013773WELL.34455091411WELL.418758272WELL_42015015003WELL.432081101201WELL_44572456321七、結(jié)論通過上述論述我們可以得知,PIPESIM是一套較為全面而方便氣舉優(yōu)化設(shè)計軟件，不僅能 進(jìn)行單井氣舉注入壓力優(yōu)選，氣舉優(yōu)化設(shè)計,還能進(jìn)行規(guī)模化氣舉在限定條件下注氣量合理分 配，并得到最佳產(chǎn)凰分配方案。一 139 PIPESIM在氣舉優(yōu)化設(shè)計上的應(yīng)用介紹作者：王新芳作者單位：斯倫貝

15、謝公司本文讀者也讀過10條)1. 張繼峰.王振松.吳劍.敬魏 鄰井氣氣舉技術(shù)在蘇丹六區(qū)油田的應(yīng)用會議論文-20072. 倪斌.何帆.丁亮.祝萬斌 氣舉采油工藝技術(shù)在石西油田的應(yīng)用會議論文-20073. 鐘海全.李穎川.劉永輝.榮寧.ZHONG HaiquanLI Yingchuan . LIU Yonghui . RONG Ling氣舉井組及油田優(yōu)化配氣方法 研究期刊論文-鉆采工藝2005,28(5)4. 馮琦中原油田氣舉采油工藝技術(shù)會議論文-20075. 牛瑞云 國內(nèi)外氣舉技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)簡介會議論文-20076. 鐘海全.李穎川.劉永輝多相管流計算方法對氣舉工藝設(shè)計影響分析會議論文-20077. 張澤華