李品 江厚順 王萌

摘 要：氣井開采過程中，井筒中會有積液產(chǎn)生，若井底積液不能及時排出，就會影響氣井的產(chǎn)量，嚴(yán)重時甚至?xí)?dǎo)致氣井水淹停產(chǎn)。因此，預(yù)測井筒積液變得十分有必要。預(yù)測井筒積液的方法有很多，國內(nèi)外主要通過應(yīng)用氣井?dāng)y液臨界流量來進(jìn)行積液預(yù)測。目前現(xiàn)場主要應(yīng)用Turner模型進(jìn)行井筒積液的判斷，但對于不同的區(qū)塊有一定的局限性。在氣井中液滴為扁平形的基礎(chǔ)上，推導(dǎo)出了一種新的積液模型，將其與常見的幾種積液模型進(jìn)行對比。通過對延長部分區(qū)塊的54口產(chǎn)水氣井進(jìn)行積液預(yù)測，將預(yù)測結(jié)果與井的實際積液情況進(jìn)行匹配，進(jìn)而進(jìn)行積液預(yù)測模型的優(yōu)選。經(jīng)過對比分析，文中推導(dǎo)的新模型更符合該區(qū)氣井的實際情況。

關(guān) 鍵 詞：井筒積液；攜液臨界流量；積液預(yù)測；模型優(yōu)選

中圖分類號：TE 357 文獻(xiàn)標(biāo)識碼： A 文章編號： 1671-0460（2016）08-1820-04

Abstract： In gas well production process， wellbore fluid often appears. If the fluid can not be ejected， the gas production will be affected. As the condition is getting worse， the gas well might be shut down because of water-flooding. Therefore it is necessary to forecast the wellbore fluid in the well. While， there are many methods to forecast the wellbore fluid. For example， critical flow rate of liquid carrying in applicable gas well is widely used to forecast and evaluate the wellbore fluid phenomenon at home and abroad. At the moment， Turner model is mainly used to make judgment about the wellbore fluid in the wellbore， but it can not be suitable for every districts. On the basis of oval drop in the gas well， a new wellbore fluid forecasting model was developed， and it was compared with several common wellbore fluid forecasting models. Optimal selection of forecasting models was carried out by means of matching the actual wellbore fluid extent in field with forecasting results in 54 gas wells in Yanchang block. The results show that the new model is more suitable for the field condition.

Key words： wellbore fluid； critical flow rate of carrying liquid ； wellbore fluid forecasting ； model optimization

氣井井筒積液預(yù)測是氣藏工程研究和氣藏開發(fā)的重要內(nèi)容，隨著有水氣藏的不斷開發(fā)，氣井必然產(chǎn)水。隨著開采時間的延長，地層能量逐漸減少，氣體攜帶液體的能力下降，井口油壓急劇降低，井底出現(xiàn)積液現(xiàn)象[1]，嚴(yán)重時會導(dǎo)致氣井水淹停產(chǎn)。因此，提早進(jìn)行積液的判斷變得十分有必要，預(yù)測井筒積液方法多種多樣，國內(nèi)外主要通過氣井?dāng)y液臨界流量來進(jìn)行積液預(yù)測。最常用的模型包括Turner模型、Coleman模型、李閩模型和王毅忠模型，但每一種模型都有一定的局限性。文中在氣井中液滴為扁平形的基礎(chǔ)上，建立了一種新的積液模型，并且將其與常見的幾種積液模型進(jìn)行對比，進(jìn)而進(jìn)行模型的優(yōu)選。

1 幾種常用預(yù)測模型

為了檢驗氣井井筒中是否產(chǎn)生了積液，國內(nèi)外許多專家學(xué)者已經(jīng)提出了計算氣井?dāng)y液臨界流量的公式 。在現(xiàn)場施工中，常用到的臨界流速模型有Turner 模型、Coleman 模型、李閩模型、王毅忠模型，這些模型能夠?qū)ΜF(xiàn)場預(yù)測氣井積液起到幫助[2]。而文中也是通過這些模型來進(jìn)行判斷對比。判斷依據(jù)如下：氣井產(chǎn)氣量是否小于氣井?dāng)y液臨界流量（表1）[3]。

2 文中新模型

Hinze的研究表明，影響氣流中液滴運動的兩種作用力分別為使液滴趨于扁平形的速度壓力和使液滴保持為球形的表面張力，在兩種力的相互作用下，液滴會呈現(xiàn)為扁平形或球形。液滴的形狀主要由韋伯?dāng)?shù)（ ）決定：表示為速度壓力與表面張力之比。Hinze指出韋伯?dāng)?shù)對液滴的形狀其主導(dǎo)作用，對于自由降落的液滴，當(dāng) 時，液滴為扁平形；當(dāng) 時，液滴為圓球形，這個數(shù)值即為韋伯?dāng)?shù)的臨界值。

3 實例分析

為了簡化繁雜的計算過程以及大量數(shù)據(jù)的處理，通過C#編程語言和SQL Sever2008數(shù)據(jù)庫編寫程序來進(jìn)行計算和對比優(yōu)選操作，軟件流程圖如圖1所示。

現(xiàn)以延長XX區(qū)塊54口氣井為例，該區(qū)塊的54口井中，產(chǎn)量大于20 000 m3的井9口，其平均無阻流量為222 000 m3，日均產(chǎn)氣量35 600 m3，日均產(chǎn)水0.68 m3，初始平均油壓17.26 MPa，結(jié)束時平均油壓14.46 MPa，油壓下降較小，生產(chǎn)較穩(wěn)定；產(chǎn)量大于10 000 m3的井23口，其平均無阻流量為58 000 m3，日均產(chǎn)氣量14 540 m3，日均產(chǎn)水0.59 m3，初始平均油壓17.62 MPa，結(jié)束時平均油壓10.33 MPa，油壓下降程度較大，生產(chǎn)狀態(tài)相對穩(wěn)定，但是部分井已存在積液現(xiàn)象；產(chǎn)量小于10 000 m3的井22口，平均無阻流量為23 800 m3，日均產(chǎn)氣量6 580 m3，日均產(chǎn)水0.54 m3，初始平均油壓15.75 MPa，結(jié)束時平均油壓6.45 MPa，油壓下降程度大，生產(chǎn)動態(tài)不穩(wěn)定，大部分氣井都出現(xiàn)了積液現(xiàn)象。

由于井?dāng)?shù)較多，這里只列出10口井的基本參數(shù)和這10口井的對比結(jié)果。氣井基本參數(shù)表如表3所示，預(yù)測結(jié)果與實際結(jié)果對比表如表4所示。

針對于此區(qū)塊的54口氣井，在這5種積液預(yù)測模型中，其與實際積液情況的匹配率分別為：51.85%，53.7%，68.52%，75.93%，88.89%。從Turner模型、Coleman模型的預(yù)測結(jié)果來看，幾乎所有的氣井都產(chǎn)生了積液，與該區(qū)塊的現(xiàn)場情況不符合，雖然李閩模型和王毅忠模型的預(yù)測結(jié)果與現(xiàn)場積液判斷匹配率較高，但是相對于新模型與現(xiàn)場積液的匹配率為88.89%來說，誤差較大，因此新模型更適合該井區(qū)的實際情況，所以選用新模型作為該區(qū)塊攜液臨界流量模型來進(jìn)行計算。

通過分析可知：利用新模型、生產(chǎn)數(shù)據(jù)對比分析法以及部分井生產(chǎn)測試法進(jìn)行積液判斷可以初步了解氣井的積液情況，在缺少測試儀器的情況下，可以直接使用該方法判斷該區(qū)塊其它產(chǎn)水氣井的積液情況，為氣井采取下一步工藝措施提供一定的理論依據(jù)。

4 結(jié) 論

（1）由實例中的匹配結(jié)果可知，其它四種模型的匹配率對于本區(qū)塊的氣井的積液預(yù)測結(jié)果準(zhǔn)確率較低，不能很好的適應(yīng)該區(qū)的積液氣井。而文中的新模型相對來說更符合實例中區(qū)塊氣井的積液預(yù)測，驗證了新模型判斷該井區(qū)積液氣井的適用性。

（2）使用新模型計算該區(qū)塊各氣井的攜液臨界流量，并與氣井實際流量進(jìn)行對比，發(fā)現(xiàn)54口氣井中有28口氣井存在積液現(xiàn)象，比例較大。所以需要優(yōu)選相應(yīng)的排水采氣工藝排出井底積液，保證氣井正常生產(chǎn)。

（3）文中的新模型存在一定的局限性，雖然匹配率較高，達(dá)到88.89%，但仍不能很準(zhǔn)確的反映井筒中的實際情況。應(yīng)建立一個更符合實際情況的積液預(yù)測模型。

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