氣井井筒積液量計算方法研究

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國家工程實驗室，陜西西安710018）

對井筒積液情況的準確判斷是氣井開展排水采氣作業的重要前提，目前的積液診斷方法主要通過氣井臨界攜液流量理論進行定性判斷，利用井口油套壓差進行積液量的估算，計算精度低，現場實測方法實施費用高且難以掌握積液量的動態變化。通過對氣井生產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、產氣量等生產數據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的優化提供依據。

氣井積液計算方法排水采氣

0　引言

氣田開發中后期，井筒積液是影響氣井正常生產的重要因素，為提高氣井采收率，多采用泡排、氣舉等排水采氣技術維持氣井的穩定生產。對氣井井筒積液情況的準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合采氣曲線特征對氣井是否存在井筒積液進行定性判斷，再利用井口油套壓差估算井筒液量，該方法只能計算出關井狀態下油管與環空的相對液位差，實際應用時誤差較大［1-3］；實測法是利用壓力計算測試井筒壓力分布，進而分析獲得油管內的液面深度數據，其投資成本高、無法實現連續監測。針對上述問題，筆者根據氣井生產過程中井筒壓力分析，建立了一種新的積液量診斷方法，結合環空液面實時監測，可計算任意時間點的井筒積液量，并通過現場應用對該方法的準確性進行了驗證。

1　積液量計算模型的建立

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

圖1　氣水同產井井筒積液示意圖

1.1油套環空液量

根據環空液面深度的實時測試結果及油套管尺寸參數計算：

式中，Qc為；D1為套管內徑，m；d2為油管外徑，m；H為油管下深，m；hc為環空液面深度，m。

1.2油管液量

首先根據井口套壓及環空液面深度計算管鞋處的井底流壓，然后根據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）。根據環空內壓力平衡關系，管鞋處壓力為氣液界面處壓力（根據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，無因次。

2）計算油管液面深度。假設油管積液深度為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f按Jain公式計算：

式中，μg為天然氣黏度，mPa·s；Re為雷諾系數；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

根據油管下深、人工井底深度及套管規格參數計算：

綜上，井筒內總液量為3部分積液量之和：

根據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　應用實例

根據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行現場試驗（表1），試驗過程中采用聲波測試獲取環空液面深度數據，為了驗證該方法的準確性，利用壓力計實測油管液面深度，將實測數據與軟件計算結果進行對比（表2），以此作為驗證該方法準確性的依據。

表1　兩口試驗井基礎數據及生產數據表

蘇**2井積液量計算結果及油管壓力梯度測試曲線見圖4和圖5。

表2數據表明，采用該方法的計算結果與實測數據誤差小于10%，能夠滿足現場井筒積液量監測的應用要求。

圖4　蘇**2井積液量計算結果圖

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果與壓力計實測數據對比表

3　結論

1）通過氣井井筒壓力分析結合環空液面測試建立了一種新的井筒積液計算方法，可根據氣井生產數據計算任意時間點的井筒積液量

2）現場應用計算結果與實測數據平均誤差小于10%，為積液氣井排水采氣措施選擇及制度優化提供了準確依據。

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

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

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（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：“長慶油田油氣當量上產5000萬噸關鍵技術”（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。