通过油嘴直径的大小控制产量
地面管线总压力损失，包括 P5 和 P6 穿过井下 安全阀的 压力损失
回压
油管总压 力损失， 包括 P3 和 P4 穿过井下 节流器的 压力损失 穿过井壁 (射孔孔眼、 污染区)的 压力损失 穿过地面 油嘴的压 力损失 地面出油 管线的压 力损失 油压
套压 井底流压
(3)采油树 • 采油树是指油管头以上的部分，它的作用是控制和 调节油井的生产，引导从井中喷出的油气进入出油 管线，实现下井工具设备的起下等。采油树的主要 部件如下： • ①总闸门 • ②生产闸门 • ③清蜡闸门 • ④节流阀其作用是控制 自喷井的产量，有可调式节流阀 和固定式节流阀两种。 采气树上使用可调式节流阀， 采油树上使用固定节流阀（油嘴）。
三、自喷井分层开采生产管柱
（1）分层开采的目的意义 • 油井分层开采，水井分层配注，都是为 了在开发好高渗透层的同时，充分发挥 中、低渗透层的生产能力、调整层间矛 盾。
（2）分层开采的方法
• 自喷分层开采可分为单管封隔器分采、 双管分采和油套分采三种方式。 • 单管分层开采钢材消耗较少，分采的层 数较多，我国油田仍然多采用单管分层 开采。
IPR曲线
节点（井口）流入曲线： 油压与产量的关系曲线 应用：计算出任意 产量下的井口油压压与产量的关系曲线
(二)从油藏到分离器无油嘴系统的节点分析方法
给定的已知条件：分离器压力；油藏深度；油藏压力；饱和 压力(低于油层压力)及单相流时的采油指数J等。
1)井底为求解点
生产系统从井底分成两部分：
油藏中的流动； 从油管入口到分离器的管流系统。 由于选取中间节点(井底)为求解点，
求解时，要从两端(井底和分离器)开
始，设定一组流量，对这两部分分别 计算至求解点上的压力(井底流压，亦
即油管鞋压力)与流量的关系曲线。
简单管流系统
节点（井底）流入 曲线：油藏中流动 的IPR曲线；
油井自喷生产的条件
油气水混合物从地层流至计量站分离器总的压力损失为：
生产压差＋井筒损失＋油嘴损失＋地面管线损失
P总 P生 P井筒 P嘴 P管线
油井自喷生产的条件
Pe P总
• （1）从油层到井底的地下渗流 该阶段压力损失占整个流动过积压力总损失的10%～15%。 • （2）从井底到井口的垂直或倾斜管流 该阶段压力损失占总压降的30%～80%。 • （3）经油嘴流出井口的嘴流 井筒流体通过油嘴节流后的压力损失一般占总压降的 5%～30% • （4）通过地面出油管线流至集油站分离器的近似水平 管流 该阶段压力损失一般占总压降的5%～10%。
(一)油藏与油管两个子系统的节点分析
给定已知条件：油藏深度；油管直径；气油比；含水；油、气、 水密度；油藏压力；饱和压力(低于油层压力)及单相流时的采 油指数。 节点（井底）流入曲线:IPR曲线
1)井底为求解点
当油压已知时，可 以井底为求解点。 交点：该系统 在所给条件下 可获得的油井 产量及相应的 井底流压。
（2）油管头： 装在套管头的上面，它包括油管悬挂器和套管四通。油管悬 挂器的作用是悬挂井内油管柱，密封油管与油层套管间的环形 空间。目前油田上普遍采用的油管头如图2-3所示。顶丝法兰 盘装在套管四通上，油管挂坐在顶丝法兰的座上，并起到挤压 盘根密封油、套环形空间的作用，同时起到卡住油管，防止井 内压力太高时将油管柱顶出的作用。
利用油层自身能 量将原油举升到 地面的采油方式。 人工给井筒流体 增加能量将井底 原油举升至地面 的采油方式。
人工举升采油
常规有杆泵采油
有杆泵采油
地面驱动螺杆泵采油 人工举升采油
气举采油
电动潜油离心泵采油 无杆泵采油 水力活塞泵采油 电动潜油螺杆泵采油 水力射流泵采油
柱塞泵采油
第一节 自喷井生产设备及工艺流程
• （1）什么是自喷采油？
• （2）最经济的采油方式是什么？
第一节 自喷井生产设备及工艺流程
为了使自喷井保持正常生产，必须在井口安 装能够控制、调节油气产量的井口装置。能控 制和调节自喷井油气产量并把产出的油气进行 集输的设备称为自喷井的井场流程。在多油层 开采条件下，需要进行分层开采。本节介绍自 喷井的生产设备、工艺流程和分层开采生产管 柱。 本节主要介绍以下内容： • （1）自喷井井口装置； • （2）自喷井流程； • （3）自喷井分层开采生产管柱。
二、自喷井流程
• 油、气在井口所通过的能控制和调节油、气产量并把产 出的油、气进行集输的一套设备称为自喷井的井场流程。 • 一般自喷井井场流程有以下的作用：控制和调节油井的 产量；录取油井的动态资料。 • 一般最简单的井口流程是一套能控制、调节油、气产量 的采油树，及油、气混输的管线和设备，如图2-6所示。
一、自喷井井口装置
目前现场使用的井口装置种类较多，其结构都是由套管 头、油管头和采油树三部分组成
（1）套管头 • 套管头是连接套管和各种井口装置的一种部件。用以支持技术 套管和油层套管的重力，密封各层套管间的环形空间，为安装 防喷器、油管头和采油树等上部井口装置提供过渡连接。套管 头在井口装置的下端，由本体、套管悬挂器和密封组件组成。 图2-2为连接两层套管的套管头结构。
2)井口为求解点
设定一组产量，通 过IPR曲线A可计算 出一组井底流压， 然后通过井筒多相 流计算可得一组井 口油压曲线B。
Pa-Pb是在油管 中消耗的压力 曲线B的形状：油管的上下压 差(Pa-Pb)并不总是随着产量 的增加而加大。产量低时，管 内流速低，滑脱损失大；产量 高时，摩擦损失大，这两种情 况均可造成管内压力损耗大。
求解点在井口的解
求解点选在井口的目的：
研究不同直径油管 和出油管线对生产 动态的影响，便于
选择油管及出油管
线的直径。
不同直径的油管和出油管线的井口解
3)分离器为求解点
以油藏为起点，分离器为终点，计算并绘制 分离器压力与产量关系曲线 交点：给定 分离器压力 下的产量
分离压力与产量关系
求解点选在分离器处的目的： 研究分离器压力油井生产的影响 说明：
节点系统分析实质：协调理论在采油应用方面的发展
协 调 条 件
质量守恒
能量(压力)守恒 热量守恒
• 节点可分为普通节点和函数节点两类。 • 普通节点：一般指两段不同流动过程的 衔接点，在这类节点处不产生与流量有 关的压降。 • 函数节点：在函数节点上的压力是不连 续的，液流穿过函数节点时产生压降， 其压降的大小为流量的函数，故这类节 点称为函数节点。
• （4）分层开采可分为单管封隔器分采、双管分采和油套分采三种 方式，我国油田多采用单管分层开采。
• （5）单管分层开采生产管柱主要是由封隔器、配产器和油管串接 起来的管柱结构。
第二节 自喷井节点系统分析
一、自喷井生产系统组成
地层渗流 自喷井生产 的四个基本 流动过程 井筒多相管流 地面水平或倾斜管流 嘴流 —生产流体通过油嘴(节流器)的流动,
• 单管分层开采生产管柱主要是 由封隔器、配产器和油管串接 起来的管柱结构。 • 封隔器的主要作用是：封隔油、 套环形空间，把各油层封隔成 独立的开采系统。 • 配产器的主要作用是：控制所 对应油层的生产压差，实现各 层段的定量配产开采。
本节小结
• （1）目前现场使用的井口装置种类较多，其结构都是由套管头、 油管头和采油树三部分组成。 • （2）一般自喷井井场流程的作用是控制和调节油井的产量、录取 油井的动态资料。 • （3）油井分层开采，水井分层配注，都是为了在开发好高渗透层 的同时，充分发挥中、低渗透层的生产能力、调整层间矛盾。
二、自喷井节点分析
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。
自喷井生产系统节点位置
节点系统分析对象：整个油井生产系统
油藏渗流子系统
自喷井生产系统组成：
井筒流动子系统
油嘴(节流器)流动子系统 地面管流子系统
分离器压力对后 续工程设备选择 和效率有影响， 需要进行经济技 术的综合考虑。
分离器压力对不同油井产量的影响
4)平均油藏压力为求解点
假设一组产量 分离器压力→井口压力→井底压力→油藏平均压力,油藏平均 压力与流量关系曲线。
以油藏压力为求解点的 目的：
①研究在给定条件下油藏平 均压力对油井生产的影响
求解点：为使问题获得解决的节点。
求解点的选择：主要取决于所要研究解决的问题。
25
¦ ¹ Á Ñ
20 15 10 5 0 0 10 20 30 40 50 60 70
协调点 节点流出曲线 节点流入曲线 协调曲线示意图
ú ² ¿ Á
流入段的产量等于流出段的排量，并且流入段的剩余压力等于流出段所需要的起点压力 协调点上下游能够稳定协调工作。
增产措施对油井产量的影响
预测未来产量
油井流动效率改变的影响
2)井口为求解点
生产系统分为地面管线和分离器、 油管和油藏两个子系统。
地面管线和分离器部分 油管和油藏部分
流入曲线：油藏压力为起点计算不同流量下 的井口压力，即油管及油藏的动态曲线。 流出曲线： 以分离器压 力为起点计 算地面管流 动态曲线。 交点： 产量及 井口压 力。
节点（井底）流出曲线: 由井口油压所计算的井 底流压与产量的关系曲 线。
管鞋压力与产量关系曲线
代表在Pwf1下 代表在Pwf2下 有产量为q1的 有能把产量为 油流到井底 q2的油举升到 地面 Pwf1 Pwf2 q1<q2 供小于求， 油井不协调
q3<q4，供大于求， 油井不协调
q3
q1
q4 q2
节点（井底）流 出曲线：以分离 器压力为起点通 过水平或倾斜管 流计算得井口油 压，再通过井筒 多相流计算得油 管入口压力与流 量的关系曲线。