pipesim节点分析和模型建立

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作业一：节点分析 (1)
任务一 (1)
任务二 (3)
作业二：模型建立 (7)
作业一：节点分析
任务一：
问题一：打开Wellhead Nodal Analysis 模型和Bottom Hole Nodal Analysis模型，观察模型的主要构成有什么部分，两者之间的区别是什么？
答：
图1 节点位于井底图2 节点位于井口这两个模型的主要构成部分是：完井段、解节点、垂直（水平）井筒和节点。

俩者之间的区别是：
（1）当节点位于井底时，整个油藏系统被分为了两部分，分别是油藏中的流动部分和油管鞋到分离器的管流系统，这时我们设定一组产量，分别求两个系统的压力，得到的是该系统在给定条件下的油井产量和井底流压；
（2）当节点位于井口时，整个油藏系统被分为了从油藏到井口和从井口到分离器这两部分，这时同样设定一组压力，得到的是该井在所给条件下的产量和井口压力。

问题二：对Wellhead Nodal Analysis 模型、Bottom Hole Nodal Analysis模型打开节点分析，观察其流入流出敏感参数分别是什么？
答：
图3 节点在井口的敏感性参数图4 节点在井底的敏感性参数节点在井口的模型，流入的敏感性参数是采油指数，流出的敏感性参数是油管直径。

节点在井底的模型，流入的敏感性参数是地层压力，流出的敏感性参数是出口压力。

问题三：分别运行节点分析，观察两个模型的输出结果图的形状，并思考为什么？
答：
图5 井口为求解点结果图
图6 井底为求解点结果图
当以井口为求解点时：对于流入曲线，采油指数为单位生产压差下的日生产量，设定相同的产量，采油指数越大，所需要的生产压差越小，井口压力就越高，当产量较低时，气体的滑脱损失占主导地位，不同采油指数的生产方式所消耗的压降相同，所以各条曲线在起初重合；对于流出曲线，管径越小，对流体的摩擦阻力越大，所需要的井口压力越大。

当以井底为求解点时：对于流入曲线，原始地层压力越小，曲线与Y轴的交点越低；对于流出曲线，井口压力越高，所需要的井底压力也越高。

任务二：
图7 单井模型图
问题一：使用Hagedorn and Brown多相流相关式确定该井是否能够自喷？
答：
图8 压力产量剖面
由图片可知，该井的流入和流出曲线无交点，说明在给定一组产量分别从油层和井口向节点计算的过程中，所得到的两组井底流压不能相匹配，说明该井不能自喷。

问题二：该变模型中的地层压力参数，将地层静压设置为5000psia，确定该井能否发生自喷？
答：
图9 地层静压为5000psia时的压力产量剖面
更改地层压力后，流入和流出曲线出现了交点，当配产为16040.3 STB/d时，井底流压为3712.3psia，说明该井在合适的配产下能够自喷。

问题三：增加流入敏感参数和流出敏感参数，将流入敏感参数设置为地层静压，设置值为3500，4000psia，4500psia和5000psia。

流出敏感参数中设置气油比为敏感参数，值为100，300，500，700。

运行模型观察节点分析图发生了什么变化？
答：
图10 设置敏感参数的压力产量剖面
地层静压逐渐升高，导致流入曲线整体上移；当产量较低时，溶解气油比大的流体气体的举升作用占主导地位，这时可以将流体认为是雾流，由于举升的影响使得消耗的压降低，井底流压小；随着给定产量的逐渐增高，井底流压逐渐增大，流出曲线整体上翘，在混合流体上升的过程中，由于溶解气油比大的流体气体析出较多，滑脱效应明显，需要消耗更多的压力，压降变化大，所以需要更高的井底流压，因此溶解气油比高的曲线在后期上翘的速度快于溶解气油比低的曲线。

问题四：将解节点移动到井口，保持流入敏感参数不变，并将流出敏感参数设置为出口压力，设置值为2，10，20，30bara，运行模型观察节点分析图发生了什么变化，为什么？
这个图说明了什么？
答：
图11 节点在井口的模型
图12 节点在井口的压力产量剖面
从图中可以看到，流入曲线先上升后下降，是因为产量较低时，气体滑脱损失大，随着产量的增加，滑脱损失逐渐降低，所以曲线逐渐升高。

产量升高后，摩擦损失增大，导致压力下降。

流出曲线一直不变，说明当井口压力给定时，产量不受到井口压力的影响。

问题五：将观察此时的模型与Wellhead Nodal Analysis模型运行相比较，节点分析的结果是否存在差别？为什么？
答：
图13 Wellhead Nodal Analysis模型结果图14 更改后的模型
对于两个模型的流入曲线，设置的敏感参数不同，分别是采油指数和油藏静压，导致线型不同，由于气体滑脱损失的影响，且随着产量的增加这种影响逐渐变小，当产量增大到一定程度时，摩擦损失开始占主导地位，所以流入曲线均为先增大后减小。

对于两个模型的流出曲线，设置的敏感参数分别为油管直径和出口压力，油管直径越小，摩擦阻力越大，消耗的压降越高，井口压力越低。

虽然节点设在出口，但Wellhead Nodal Analysis模型的井口与更改后模型的井口有差异，前者的井口与节点不同，后者的井口为节点，所以后者出口压力不会变化，因此更改后的模型流出曲线时一条直线。

两个模型中，流动曲线变化的本质规律是相同的，但由于敏感参数的不同和节点相对位置的差异导致线型的不同。

作业二
1、绘制组分模型的相图。

图1 组分模型的定义
图2 组分模型相图2、当液量分别为0；10；20；30；40；50时的PT相图。

图3 不同液量下的组分模型相图3、定义黑油模型属性
图4 定义黑油物性
4、高压物性校正
图5 高压物性校正
5、求解绝对无阻流量
表1 试油试采数据
q omax =
q o(test)
1−0.2p wf(test)p r ̅̅̅̅−0.8(p wf(test)
p r
̅̅̅̅)2
式1
解得q omax =50.31 m 3
/d 8、初始状态下出口压力：
根据采油指数计算公式：
J =q
o p r
̅̅̅−p wf
式2
计算得采油指数为6 m 3
/d/Mpa 。

运行压力温度剖面，分析压力和深度的关系，得到结果如下：
图6 结果数据
图7 结果图像
初始状态下的出口压力为：0.717Mpa
9、流量为5、10、20m 3
/d 时的出口压力：
图8 改变流量后的结果数据
图9 改变流量后的结果图像
10、运行节点分析：
图10 产量压力剖面（油层静压和含水率为敏感参数）
从图中可以看出，流出曲线油藏静压越大，曲线的纵截距越高；流出曲线因为水的密度比油的密度大，含水率越高，需要的井底流压越高，相同含水率的条件下，产量越高，需要的井底流压有所下降，原因是油管较粗，产量的变化无法反映出对压力的需求。

11、改变流出敏感参数为气油比：
图11 产量压力剖面（油层静压和气油比为敏感参数）
由于管径较粗，产量的变化对流出曲线的影响不占主导因素，当溶解气油比过大时，气体的举升作用有利于流体在垂直井筒中的运输，使得需要的井底流压下降。

12、系统分析计算液体流量
图12 气油比产量剖面（敏感参数为含水率和静压）
图13 各条件下的液体流量数据
液体流量（m3
敏感变量GOR
含水率10%
地层静压20Mpa
含水率20%
地层静压15Mpa
含水率30%
地层静压10Mpa
10 65.04378 33.52671 1.976243 20 70.29905 35.43816 2.444086 30 78.91305 39.97907 3.095836 40 87.94811 49.27587 3.904383。