第二节 节点系统分析节点系统分析 (Nodal Systems Analysis)简称节点分析 。
（ 1） 最初用于分析和优化设计复杂的电路或管汇系统
（ 2） 1954年吉尔伯特 (Gilbert)提议把该方法用于油井生产系统,后来布朗 (Brown)等对此进行了比较全面,系统的研究,建立了油气井节点系统分析的基础 。
（ 3） 80年代以来,随着计算机技术的发展,它在油气井生产系统设计及生产动态预测中得到了广泛应用 。
节点系统分析的定义,是通过任一选定的节点把从油气藏到地面分离器 (或用户 )所构成的整个油气井生产系统按计算压力损失的公式或相关式 分成几个部分,将整个系统中各部分的压力损失互相关联起来,对整个生产系统进行设计分析和动态预测,
实现油井生产最优化的一种分析方法 。
一,概 述
1,基本概念
(1) 油气井生产系统亦称油气井生产模型，是指一个宏观的研究对象 。例如，从油气层、完井段、油管、井口油嘴、地面集输管线到分离器这一完整的自喷井生产系统 。
最简单的油气井生产系统应由 油气层、井筒及地面集输管线 三部分组成。实际油气井生产系统都比较复杂。对系统的各组成部分的压力损失分析是节点系统分析的一个重要内容。
（ 2）节点定义：各流动过程的分界点，是一个位置的概念。
包括：普通节点和函数节点两类。
（ 1） 普通节点 。 两段不同流动规律的衔接点属普通节点 。 普通节点本身不产生与流量相关的压力损失 。
（ 2） 函数节点 。 压力不连续的节点称为函数节点 (压力函数节点 )。 流体通过该节点时,
会产生与流量相关的压力损失,
（ 3） 解节点 。 使问题获得解决的节点称为求解节点 (简称解节点或求解点 )。
选定某一节点,将系统分为流入和流出两部分求解 。 从而使问题获得解决 。
2,可求解的问题对于自喷井生产系统,应用节点分析方法可求解以下几方面的问题 。
1）对新完钻的井，据预测的流入动态曲线，
选择完井方式，确定油管尺寸，选择合理生产压差。
2）对已投产的生产井系统，找出影响产量的因素，采取措施使之达到合理利用自身压力，
取得最大产量。
3）改善现有生产井的某些条件，预测产量变化，如更换油嘴，油管以后的产量变化。
4）预测未来油井的生产动态，根据地层压力变化，预测未来的开采动态及停喷时间。
5）对各种生产方案进行经济分析，寻求最佳经济方案和最大经济效益，系统优化设计。
3,必备的数学模型必须具备能够准确描述各部分流量与压力损失的数学模型,以及流体物性参数的计算公式或相关式 。 例 （ 1） 自喷井生产系统中的油井流入动态方程,（ 2） 井筒及地面管线压力梯度计算公式,（ 3） 油嘴流动相关式,
（ 4） 流体在不同压力温度下的物性参数等 。
4,解题步骤对自喷井生产系统进行节点分析,一般步骤如下,1) 建立生产井模型 。 按油气井生产的逻辑关系,合理设置节点,建立生产井模型 。
2) 选择解节点 。 通常应选尽可能靠近分析对象的节点作为解节点 。
3) 计算解节点上,下游的供,排液特性 。 流入部分 ====从油层开始到解节点为；流出部分 ===从解节点到分离器 。 根据有关数学模型分别计算给定条件下解节点上,下游的压力与流量的关系 。
4,解题步骤
4) 确定生产协调点 。 根据解节点上,下游的压力与流量的关系,绘制流入动态曲线和流出动态曲线 。
流入,流出曲线的交点 （ 称协调工作点 ）
即是所给条件下系统可提供的产量与解节点处的压力 。 如果流入,流出曲线不相交,则流入,流出部分无协调点,说明系统不能按给定的条件正常生产 。
4,解题步骤
5) 进行动态拟合 。 对数学模型及有关参数进行调整,拟合,使建立的数学模型和计算程序能正确反映油井生产系统的实际情况 。
6) 程序应用。 拟合后的计算程序，既可以用于对整个生产系统的分析，也可以围绕所要解决的问题进行敏感参数分析，通过分析，优选出生产参数，实现油气井生产系统的优化运行。
二,普通节点分析以简单的自喷井生产系统为例,说明选取不同解节点时进行节点系统分析的方法 。
1,井底为解节点整个生产系统分成两部分,（ 1） 油藏中的流动； （ 2） 从油管入口到分离器 。
预测 未来油井产量。Rp 举地 QQpp j,
举地 QQpp j,
作用：
研究油井由于污染或采取措施后引起完善性变化对 q的影响。
2,井口为解节点用途：
研究不同直径油管和出油管线对生产动态的影响。
选择油管及出油管直径
3,平均油藏压力为解节点用途：
研究不同 对
Q的影响。 Rp
预测不同 下的 Q，油井停喷压力
Rp
三,函数节点分析步骤：
(1)以系统两端为起点分别计算不同流量下解节点上,下游的压力,求得节点压差并绘出压差 -流量曲线 。
(2)根据描述节点设备 (油嘴,安全阀等 )的流量 -压差公式或相关式,求得设备工作曲线 。
(3)由两条压差 -流量曲线的交点便可求得问题的解,即节点设备产生的压差及相应的油井产量 。
（ 1） 最初用于分析和优化设计复杂的电路或管汇系统
（ 2） 1954年吉尔伯特 (Gilbert)提议把该方法用于油井生产系统,后来布朗 (Brown)等对此进行了比较全面,系统的研究,建立了油气井节点系统分析的基础 。
（ 3） 80年代以来,随着计算机技术的发展,它在油气井生产系统设计及生产动态预测中得到了广泛应用 。
节点系统分析的定义,是通过任一选定的节点把从油气藏到地面分离器 (或用户 )所构成的整个油气井生产系统按计算压力损失的公式或相关式 分成几个部分,将整个系统中各部分的压力损失互相关联起来,对整个生产系统进行设计分析和动态预测,
实现油井生产最优化的一种分析方法 。
一,概 述
1,基本概念
(1) 油气井生产系统亦称油气井生产模型，是指一个宏观的研究对象 。例如，从油气层、完井段、油管、井口油嘴、地面集输管线到分离器这一完整的自喷井生产系统 。
最简单的油气井生产系统应由 油气层、井筒及地面集输管线 三部分组成。实际油气井生产系统都比较复杂。对系统的各组成部分的压力损失分析是节点系统分析的一个重要内容。
（ 2）节点定义：各流动过程的分界点，是一个位置的概念。
包括：普通节点和函数节点两类。
（ 1） 普通节点 。 两段不同流动规律的衔接点属普通节点 。 普通节点本身不产生与流量相关的压力损失 。
（ 2） 函数节点 。 压力不连续的节点称为函数节点 (压力函数节点 )。 流体通过该节点时,
会产生与流量相关的压力损失,
（ 3） 解节点 。 使问题获得解决的节点称为求解节点 (简称解节点或求解点 )。
选定某一节点,将系统分为流入和流出两部分求解 。 从而使问题获得解决 。
2,可求解的问题对于自喷井生产系统,应用节点分析方法可求解以下几方面的问题 。
1）对新完钻的井，据预测的流入动态曲线，
选择完井方式，确定油管尺寸，选择合理生产压差。
2）对已投产的生产井系统，找出影响产量的因素，采取措施使之达到合理利用自身压力，
取得最大产量。
3）改善现有生产井的某些条件，预测产量变化，如更换油嘴，油管以后的产量变化。
4）预测未来油井的生产动态，根据地层压力变化，预测未来的开采动态及停喷时间。
5）对各种生产方案进行经济分析，寻求最佳经济方案和最大经济效益，系统优化设计。
3,必备的数学模型必须具备能够准确描述各部分流量与压力损失的数学模型,以及流体物性参数的计算公式或相关式 。 例 （ 1） 自喷井生产系统中的油井流入动态方程,（ 2） 井筒及地面管线压力梯度计算公式,（ 3） 油嘴流动相关式,
（ 4） 流体在不同压力温度下的物性参数等 。
4,解题步骤对自喷井生产系统进行节点分析,一般步骤如下,1) 建立生产井模型 。 按油气井生产的逻辑关系,合理设置节点,建立生产井模型 。
2) 选择解节点 。 通常应选尽可能靠近分析对象的节点作为解节点 。
3) 计算解节点上,下游的供,排液特性 。 流入部分 ====从油层开始到解节点为；流出部分 ===从解节点到分离器 。 根据有关数学模型分别计算给定条件下解节点上,下游的压力与流量的关系 。
4,解题步骤
4) 确定生产协调点 。 根据解节点上,下游的压力与流量的关系,绘制流入动态曲线和流出动态曲线 。
流入,流出曲线的交点 （ 称协调工作点 ）
即是所给条件下系统可提供的产量与解节点处的压力 。 如果流入,流出曲线不相交,则流入,流出部分无协调点,说明系统不能按给定的条件正常生产 。
4,解题步骤
5) 进行动态拟合 。 对数学模型及有关参数进行调整,拟合,使建立的数学模型和计算程序能正确反映油井生产系统的实际情况 。
6) 程序应用。 拟合后的计算程序，既可以用于对整个生产系统的分析，也可以围绕所要解决的问题进行敏感参数分析，通过分析，优选出生产参数，实现油气井生产系统的优化运行。
二,普通节点分析以简单的自喷井生产系统为例,说明选取不同解节点时进行节点系统分析的方法 。
1,井底为解节点整个生产系统分成两部分,（ 1） 油藏中的流动； （ 2） 从油管入口到分离器 。
预测 未来油井产量。Rp 举地 QQpp j,
举地 QQpp j,
作用：
研究油井由于污染或采取措施后引起完善性变化对 q的影响。
2,井口为解节点用途：
研究不同直径油管和出油管线对生产动态的影响。
选择油管及出油管直径
3,平均油藏压力为解节点用途：
研究不同 对
Q的影响。 Rp
预测不同 下的 Q，油井停喷压力
Rp
三,函数节点分析步骤：
(1)以系统两端为起点分别计算不同流量下解节点上,下游的压力,求得节点压差并绘出压差 -流量曲线 。
(2)根据描述节点设备 (油嘴,安全阀等 )的流量 -压差公式或相关式,求得设备工作曲线 。
(3)由两条压差 -流量曲线的交点便可求得问题的解,即节点设备产生的压差及相应的油井产量 。
