間歇低產氣井井筒攜液敏感性模擬分析

梁 平，郭 瑜，唐 靜，蔣 欣，盧海東

（1.重慶科技學院石油與天然氣工程學院，重慶 401331；2.西南油氣田分公司安全環保與技術監督研究院，四川成都 610000）

目前存在的臨界攜液流量模型是通過對井筒內液滴的不同形狀進行計算：Turner等[1-2]針對不同井型或頁巖氣等情況提出了一些氣井臨界攜液流量計算式。本文通過臨界攜液流量以及臨界攜液流量比來判斷井筒是否存在積液，簡便且易于實時監察氣井生產狀況。由于研究區塊大多為低壓氣井，再加上后續井筒流型預測結果顯示并非霧狀流，符合Coleman在Turner模型基礎上提出的適用于低壓氣井的臨界攜液計算條件，故考慮其進行氣井臨界攜液能力計算。

1 氣井攜液能力預測

根據現場工藝參數、流程搭建相應的井筒物理模型，使得最終的井筒多相流相關式符合實際生產情況[3]，進行氣井攜液能力與積液量預測[4]：

M井的井口油壓在生產波動時，臨界攜液產氣量應達到1.53×104～2.18×104m3/d；且井筒內的任一深度處，氣井攜液流速比值都超過1，由此初步判斷該氣井井筒出現積液，軟件運行結果與現場工況實際基本相符，進一步驗證了模型的可靠性。

2 油管尺寸對井筒流動參數的影響分析

針對氣井產生積液的情況，除了采取常規的泡排手段外，本案例還對氣井進行影響因素的敏感性參數分析，以便于在生產過程中采取與之相對應的措施進行管控，延緩氣井積液情況的產生。主要從油管尺寸和油藏壓力兩個方面進行井筒流動參數的影響分析[5]。

2.1 井筒持液率對油管尺寸的敏感性

利用軟件模擬計算了現場生產實際中的三種油管尺寸Φ73.02mm、Φ60.32mm、Φ48.26mm下，M井的井筒內持液率變化情況（井口油壓為1.0～3.0MPa）分析可知：Φ73.02mm和Φ60.32mm油管在井筒內持液率陡然增大，而后沿井筒至井口方向逐漸減小，在井口持液率為最?。欢?8.26mm油管井筒持液率逐漸增大，在井口持液率為最大?？梢娫摼畱獙⒛壳安捎玫摩?3.02mm改為Φ48.26mm油管，可增強攜液能力。

2.2 氣井產量和臨界攜液流量對油管尺寸的敏感性

氣井產量是決定氣井生產能力的重要指標，臨界攜液流量也是判斷氣井是否積液的重要參數，因此需要進一步研究這兩個參數對油管尺寸的敏感性。模擬在三種油管尺寸下氣井產量、氣井臨界攜液流量隨井口油壓的變化情況[6-7]。結果如下：

（1）該井油管在當前規格Φ73.02mm的情況下，當井口油壓超過2.0MPa時，就無法正常生產，這點與實際生產情況相符合。

（2）井口油壓越高，所需的臨界攜液流量越大，Φ73.02mm和Φ60.32mm油管均出現產氣量小于臨界攜液流量的情況，結合持液率計算結果，說明井筒內會出現積液現象，直至該井無法正常生產。

（3）改變油管尺寸，氣井產量變化幅度不大，但可維持正常生產；結合先前計算結果，小尺寸油管對持液率有好處，建議該井采用Φ48.26mm油管。

3 油藏壓力對井筒流動參數的影響分析

3.1 井筒持液率對油藏壓力的敏感性

在工程實際中，氣井在生產一段時間后，由于地層壓力下降與積液量的增加，需要間歇關井以維持產能。因此，利用軟件模擬計算了M井在油藏壓力降低后，氣井井筒內持液率的變化情況：在同一油壓情況下，油藏壓力越低，井筒截面持液率越高，當油藏壓力降低到20MPa且油壓高于2.0MPa時，或油藏壓力低于20MPa時，計算結果出現不收斂的情況，可判斷氣井在此條件下已無法正常生產。

3.2 氣井產量和臨界攜液流量對油藏壓力的敏感性

分別模擬計算了M井在油藏壓力降低后，氣井產量和氣井臨界攜液流量隨井口油壓的變化情況：

當該井油藏壓力由當前的21.85MPa降至20MPa時，僅有井口油壓為1.0MPa時氣井才能正常生產。可見，油藏壓力降低后對氣井生產影響較為顯著，需采取一定的措施，如更換小口徑的油管。

由于M井已投產十年，故只能采取一定的措施延緩積液的發生，本案例將結合敏感性分析結果，模擬計算和分析油藏壓力降低后，將油管（Φ73.02mm）換為較小管徑油管（Φ48.26mm）生產的效果（表1）：即便是油藏壓力降低至19MPa，氣井在不同井口油壓下仍能保持一定的產量，且產氣量明顯大于臨界攜液流量，具有較好的攜液能力，井筒內不易形成積液。

表1 油藏壓力降低后，M井采用Φ48.26mm油管生產的計算結果

4 結語

1）應用軟件搭建合適的井筒多相流模型，可以較好地掌握M氣井井筒積液規律，并對積液提出有效處理辦法，對蘇里格氣田的開發具有一定的指導和借鑒意義。

2）氣井產量對油管尺寸不太敏感，但小尺寸油管的持液率大，且臨界攜液流量小，與大尺寸油管相比不容易產生積液現象。

3）在同一油壓情況下，油藏壓力越低，井筒截面持液率越高。

4）為了進一步實現氣井的管理，建議在氣井生產初期就開始建模，實行“一井一?！钡姆绞剑跉饩_始出現積液現象時，及時采取措施，維持產能，保證氣井的持續生產。