凝析氣井井筒動態預測方法研究

（吉林油田采油工藝研究院，吉林 松原 138000）

凝析氣井井筒動態預測方法研究

王 寬

（吉林油田采油工藝研究院，吉林 松原 138000）

凝析氣井在生產過程中井筒壓力降低到露點壓力以下，會產生與一般純氣藏完全不同的相態變化。在相態變化過程中，氣相和液相隨著組分的變化而產生質量的傳遞，使用常規的井筒動態方法進行預測，必然產生較大的誤差。本文通過對凝析氣井井筒動態預測分析，完善了新的凝析氣井井筒動態預測理論和方法，同時運用凝析氣井生產系統動態優化軟件對凝析氣井的井筒動態進行預測，提高了生產系統動態優化設計方法，成功應用于現場并取得了較好的效果。

凝析氣井；井筒動態；氣液兩相；壓力梯度；井筒溫度

凝析氣藏是一類具有較高經濟價值的氣藏，它的合理開發在天然氣生產中將變得越來越重要。吉林油田凝析氣藏具有儲層埋藏深，溫度、壓力高，同時伴隨著層段多、厚度大等特點，給氣井安全開發工作增加難度。為了使產能得以合理有效的發揮，需要正確地預測氣井溫度、壓力分布等井筒動態，有利于進行氣井生產系統動態分析優化設計。

一、凝析氣井井筒動態預測方法研究

1 井筒多相流壓力梯度預測方法

（1）氣液兩相流流型研究

在氣液流動中，兩相間界面的形狀是多種多樣的，它與流量、相流體性質和系統的幾何形狀有關，而流動型態主要是用來描述這些參數的分布。一般情況下流動型態劃分為三種形式：孤立流、間歇流和分散流。影響流型的因素很多，主要有以下幾項：流體的物理性質和流量，流道的幾何形狀和內壁情況以及流動過程中的質量、熱量傳遞等。

（2）氣液兩相流的產能方程

在滿足凝析氣藏在開采過程中溫度保持不變，以及滿足地層中流體發生相態變化時，產生凝析氣、液兩相滲流等假設條件，建立了凝析氣液兩相滲流的產能方程為：

（3）氣井井筒壓力剖面預測方法研究

1）基本方程及其求解

在氣、氣液兩相管流的壓降計算中，一般是以單相流體一維穩定管流壓力梯度基本方程為基礎。壓力梯度方程為：

表1 A井開井初生產情況

解處理為常微分方程的初值問題，其中，F（z，p）為壓力梯度方程的右函數。由已知起點z0（井口或井底）處的流壓p0構成壓力梯度方程的初值條件。

2）單相氣井管流模型

氣體自井底而上運動，遵循質量守恒、動量守恒和能量守恒，同時還遵循狀態方程，所以表示壓力、溫度、流速和密度的梯度方程組：

3）Hagedorn-Brown兩相流預測模型

Hagedorn和Brown基于所假設的壓力梯度模型，根據大量的現場試驗數據反算持液率，提出了用于各種流型下的兩相垂直上升管流壓降關系式。此壓降關系式不需要判別流型，適用于產水氣井流動條件。兩相摩阻系數fm采用Jain公式計算，其中兩相雷諾數由下式確定：

Hagedorn和Brown在試驗井中進行兩相流實驗，計算出下列四個無因次量：

2 氣井井筒溫度面預測方法研究

結合實際流體的狀態方程，可得到含四個待求未知量p，T，v，ρ的方程組，方程個數等于未知量個數，方程組封閉。再加上定解條件就可計算出井筒流體壓力、溫度、流速及密度沿井深的分布。

將待求的四個未知量p，T，v，ρ記為yi（i=1，2，3，4），方程組總可以化成相應的梯度方程的形式，Fi為右函數；

（i=1，2，3，4）

起點位置z0的函數值yi（z0）記為yi0，取步長為h，節點z1= z0+ h處的解可用四階龍格－庫塔法表示為：

（i=1，2，3，4）

二、井筒動態預測方法研究的應用

1 A井生產情況（見表1）

2 對A井流溫、流壓進行預測

圖1 A井筒流溫、流壓預測圖

在上面的理論研究基礎上，通過以上生產數據，利用凝析氣井生產系統動態優化軟件對A井的流溫、流壓進行預測，預測結果與實測結果相符，對比圖如圖1。

三、結論

根據理論研究和現場應用結果，本文得出了以下的結論：

1 凝析氣井生產系統動態優化在油氣田開采過程中具有重要意義，井筒動態預測方法研究是生產系統動態優化的重中之重，為方案規劃、措施制定等提供了決策依據。

2 通過凝析氣井筒動態預測分析，完善了新的凝析氣井地層動態預測理論和方法。運用該方法進行了A井流溫、流壓預測，預測結果和實測結果相符，提高了凝析氣井生產系統動態分析優化設計。

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P631 < class="emphasis_bold"> 文獻標識碼：A

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