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        文23儲氣庫單井注采能力分析

        2020-05-15 10:18:00李宗林
        化工設(shè)計通訊 2020年4期
        關(guān)鍵詞:攜液儲氣庫沖蝕

        李宗林

        (中原油田分公司石油工程技術(shù)研究院,河南濮陽 457000)

        文23儲氣庫承擔華北地區(qū)天然氣應(yīng)急調(diào)峰、市場保供的重要任務(wù),工作氣量高、調(diào)峰能力強,運行復雜程度高。氣庫由枯竭的文23氣田改建而成,平面上具有非均質(zhì)性、物性差異大的特點。投產(chǎn)層位是文23氣田的主力生產(chǎn)層位參考氣田生產(chǎn)歷史,不同構(gòu)造部位的井必然存在注采能力差異大的現(xiàn)象,準確地分析預測單井的注采能力,合理地配置注采產(chǎn)量,才能保障氣庫穩(wěn)定高效運行、充分發(fā)揮調(diào)峰能力。

        1 單井注采能力敏感性因素

        單井注采能力受地層滲流和井筒管流兩方面的影響。地層滲流階段,控制因素主要有注采氣指數(shù)、地層壓力、地層溫度,在實際注采過程中注采氣指數(shù)、地層溫度基本不變,敏感性因素為地層壓力。井筒管流階段,控制因素主要有氣體組分、油管內(nèi)徑、井口油壓、多相管流狀態(tài)、抗沖蝕和攜液能力要求,需要分析的敏感性因素有:油管內(nèi)徑、井口油壓、氣井的抗沖蝕能力、攜液能力。

        2 單井注采模型

        注采過程中,氣體在儲層與井底間的流動較復雜,常用的有5種流入動態(tài)模型:達西流動模型、指數(shù)式法、擬穩(wěn)態(tài)流動模型、瓊斯方程、一點法。其中瓊斯方程具有解析理論依據(jù),應(yīng)用十分普遍,推薦采用瓊斯方程(式1)。

        式中:pr為地層壓力,MPa;

        pwf為井底流壓,MPa;

        qg為井口氣產(chǎn)量,104m3/d;

        A、B為系數(shù)。

        對于井筒垂直多相管流,有較多的流動相關(guān)式,采用實際生產(chǎn)數(shù)據(jù)擬合的方法,優(yōu)選了與現(xiàn)場符合率最高的Hagedorn and Brown 流動相關(guān)式。

        采用pipesim 軟件建立單井注采分析模型,按照注采實際流動過程,設(shè)計儲層滲流、井筒多相管流、井口水平管流3個模塊,進行產(chǎn)量、壓力等的模擬分析。

        3 注采能力敏感性分析

        3.1 油管尺寸

        高、中產(chǎn)井:在同一地層壓力下,管徑越大,協(xié)調(diào)點產(chǎn)量越大。增大管徑可大幅度提高單井注采能力。如圖1和圖2所示,推薦選用內(nèi)徑76mm 的油管。

        低產(chǎn)井:管徑對注采能力影響不敏感。在滿足配產(chǎn)情況下,選用內(nèi)徑62mm 的油管。

        圖1 高產(chǎn)井采氣不同管徑流入流出曲線

        圖2 高產(chǎn)井注氣不同管徑流入流出曲線

        3.2 地層壓力

        高產(chǎn)井注采能力受壓力影響最敏感。如圖3和圖4所示,產(chǎn)量變化幅度可達到(50~100)×104m3/d,低產(chǎn)井不敏感。

        圖3 地層壓力對注氣能力的影響

        圖4 地層壓力對采氣能力的影響

        3.3 抗沖蝕能力分析

        氣井沖蝕流量計算有多種方法,常用的有API 算法、Beggs 算法和軟件計算方法。對各種算法進行比較,采用軟件計算法。

        高、中產(chǎn)井采用Φ88.9mm 油管,采氣時臨界沖蝕流量為90.3×104m3/d、55×104m3/d;注氣時臨界沖蝕流量為100.8× 104m3/d、95×104m3/d。低產(chǎn)井采用Φ73mm 油管,采氣時臨界沖蝕流量為29.3×104m3/d;注氣時臨界沖蝕流量為62.1× 104m3/d。

        3.4 攜液能力分析

        目前常用的臨界攜液模型有Turner 模型、Coleman 模型、李閩模型和王毅忠模型??紤]文23儲氣庫強注強采、注采氣量大的特點,選用Turner 模型,計算結(jié)果如表1所示。

        表3-1 不同井口壓力、油管尺寸下的氣井臨界攜液流量

        3.5 單井合理配產(chǎn)

        綜合考慮氣井抗沖蝕、攜液要求,根據(jù)敏感性分析結(jié)果,確定高、中、低產(chǎn)井的合理配注(產(chǎn))范圍,如表2所示。其中對于高產(chǎn)井,在注采初期,即地層壓力最高的采氣階段、地層壓力最低的注氣階段,沖蝕流量對注采配產(chǎn)起到了限制性作用。

        表2 不同地層壓力下配注范圍(×104m3/d)

        4 結(jié)束語

        1)建立的文23儲氣庫單井分析模型,能夠準確模擬不同地層壓力下單井的注采能力變化情況,為儲氣庫注采運行方案調(diào)控提供了依據(jù)。

        2)文23儲氣庫不同部位井的產(chǎn)能在不同運行階段變化較大,合理調(diào)配單井產(chǎn)量是提高氣庫運行效率的保障。

        3)沖蝕流量的限制在高產(chǎn)井注采初期的配產(chǎn)中起到?jīng)Q定性作用,是運行方案優(yōu)化者需要重點考慮的因素。

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