賈友亮　李　辰　惠艷妮　李　麗

（1.中國石油長慶油田公司油氣工藝研究院，陜西　西安　710018；2.低滲透油氣田勘探開發(fā)國家工程實驗室，陜西　西安　710018）

氣井井筒積液量計算方法研究

賈友亮1，2李辰1，2惠艷妮1，2李麗1，2

（1.中國石油長慶油田公司油氣工藝研究院，陜西西安710018；2.低滲透油氣田勘探開發(fā)國家工程實驗室，陜西西安710018）

對井筒積液情況的準(zhǔn)確判斷是氣井開展排水采氣作業(yè)的重要前提，目前的積液診斷方法主要通過氣井臨界攜液流量理論進(jìn)行定性判斷，利用井口油套壓差進(jìn)行積液量的估算，計算精度低，現(xiàn)場實測方法實施費用高且難以掌握積液量的動態(tài)變化。通過對氣井生產(chǎn)過程中井筒壓力分析，建立了一種新的積液量計算方法，可通過氣井油套壓、產(chǎn)氣量等生產(chǎn)數(shù)據(jù)計算任意時間點的井筒積液量，為氣井排水采氣措施的選擇及工藝參數(shù)的優(yōu)化提供依據(jù)。

氣井積液計算方法排水采氣

0　引言

氣田開發(fā)中后期，井筒積液是影響氣井正常生產(chǎn)的重要因素，為提高氣井采收率，多采用泡排、氣舉等排水采氣技術(shù)維持氣井的穩(wěn)定生產(chǎn)。對氣井井筒積液情況的準(zhǔn)確判斷是開展排水采氣措施的重要前提。目前的井筒積液診斷方法包括理論分析法及實測法：理論分析法首先利用氣井臨界攜液流量理論結(jié)合采氣曲線特征對氣井是否存在井筒積液進(jìn)行定性判斷，再利用井口油套壓差估算井筒液量，該方法只能計算出關(guān)井狀態(tài)下油管與環(huán)空的相對液位差，實際應(yīng)用時誤差較大［1-3］；實測法是利用壓力計算測試井筒壓力分布，進(jìn)而分析獲得油管內(nèi)的液面深度數(shù)據(jù)，其投資成本高、無法實現(xiàn)連續(xù)監(jiān)測。針對上述問題，筆者根據(jù)氣井生產(chǎn)過程中井筒壓力分析，建立了一種新的積液量診斷方法，結(jié)合環(huán)空液面實時監(jiān)測，可計算任意時間點的井筒積液量，并通過現(xiàn)場應(yīng)用對該方法的準(zhǔn)確性進(jìn)行了驗證。

1　積液量計算模型的建立

氣水同產(chǎn)井井筒積液主要由3部分組成：油管積液、油套環(huán)空積液、油管鞋以下井筒底部積液［4-5］，見圖1。

圖1　氣水同產(chǎn)井井筒積液示意圖

1.1油套環(huán)空液量

根據(jù)環(huán)空液面深度的實時測試結(jié)果及油套管尺寸參數(shù)計算：

式中，Qc為；D1為套管內(nèi)徑，m；d2為油管外徑，m；H為油管下深，m；hc為環(huán)空液面深度，m。

1.2油管液量

首先根據(jù)井口套壓及環(huán)空液面深度計算管鞋處的井底流壓，然后根據(jù)井口油壓采用流動氣柱計算方法試算油管液面深度，確定油管積液量。

1）計算井底流壓（油管鞋處壓力）。根據(jù)環(huán)空內(nèi)壓力平衡關(guān)系，管鞋處壓力為氣液界面處壓力（根據(jù)井口套壓按靜氣柱方法計算）與下部靜液柱壓力之和：

式中，pwf為管鞋處壓力，MPa；pc為井口套壓，MPa；pw為井筒積液密度，kg/；γg為天然氣相對密度，無因次；為氣體平均絕對溫度，K；為天然氣平均偏差系數(shù)，無因次。

2）計算油管液面深度。假設(shè)油管積液深度為ht（油管液面至井口距離），采用流動氣柱方法計算井底流壓，通過反復(fù)比較與pwf，確定ht，計算流程見圖2。

圖2　油管積液深度計算流程圖

摩阻系數(shù)f按Jain公式計算：

式中，μg為天然氣黏度，mPa·s；Re為雷諾系數(shù)；r為管壁粗糙度，m。

3）計算油管積液量

1.3油管鞋以下井筒積液量

根據(jù)油管下深、人工井底深度及套管規(guī)格參數(shù)計算：

綜上，井筒內(nèi)總液量為3部分積液量之和：

根據(jù)上述方法建立井筒積液量計算流程見圖3。

圖3　井筒積液量計算程序框圖

2　應(yīng)用實例

根據(jù)上述流程編制井筒積液量計算軟件，選取長慶氣田兩口井進(jìn)行現(xiàn)場試驗（表1），試驗過程中采用聲波測試獲取環(huán)空液面深度數(shù)據(jù)，為了驗證該方法的準(zhǔn)確性，利用壓力計實測油管液面深度，將實測數(shù)據(jù)與軟件計算結(jié)果進(jìn)行對比（表2），以此作為驗證該方法準(zhǔn)確性的依據(jù)。

表1　兩口試驗井基礎(chǔ)數(shù)據(jù)及生產(chǎn)數(shù)據(jù)表

蘇**2井積液量計算結(jié)果及油管壓力梯度測試曲線見圖4和圖5。

表2數(shù)據(jù)表明，采用該方法的計算結(jié)果與實測數(shù)據(jù)誤差小于10%，能夠滿足現(xiàn)場井筒積液量監(jiān)測的應(yīng)用要求。

圖4　蘇**2井積液量計算結(jié)果圖

圖5　蘇**2井油管壓力梯度測試曲線圖

表2　油管液面深度計算結(jié)果與壓力計實測數(shù)據(jù)對比表

3　結(jié)論

1）通過氣井井筒壓力分析結(jié)合環(huán)空液面測試建立了一種新的井筒積液計算方法，可根據(jù)氣井生產(chǎn)數(shù)據(jù)計算任意時間點的井筒積液量

2）現(xiàn)場應(yīng)用計算結(jié)果與實測數(shù)據(jù)平均誤差小于10%，為積液氣井排水采氣措施選擇及制度優(yōu)化提供了準(zhǔn)確依據(jù)。

［1］康成瑞，徐斌，李興.天然氣井井筒積液預(yù)測方法解析［J］.新疆石油天然氣，2009，5（2）：74-76.

［2］李寶昌，楊逸，趙哲軍，等.泡排工藝臨界點分析及現(xiàn)場試驗［J］.天然氣技術(shù)，2009，3（2）：28-30.

［3］徐曉玲，嚴(yán)煥德，朱化勇，等.澀北一號氣田井筒積液因素診斷模式［J］.天然氣技術(shù)與經(jīng)濟(jì)，2012，6（3）：40-41.

［4］金忠臣，楊川東，張守良，等.采氣工程［M］.北京：石油工業(yè)出版社，2004.

［5］溫守國.氣井出水與積液動態(tài)分析研究［D］.北京：石油大學(xué)石油天然氣工程學(xué)院，2000.

（編輯：李臻）

B

2095-1132（2016）04-0041-03

10.3969/j.issn.2095-1132.2016.04.011

修訂回稿日期：2016-04-01

中國石油天然氣股份有限公司項目：“長慶油田油氣當(dāng)量上產(chǎn)5000萬噸關(guān)鍵技術(shù)”（項目編號：2011E-1306）。

賈友亮（1981-），從事采氣工藝研究工作。E-mail：jyoul_cq@petrochina.com.cn。