水平气井泡沫排水剂性能的评测方法技术

本发明专利技术水平气井泡沫排水剂性能的评测方法，包括向由水平管段、倾斜管段和垂直管段构成的泡沫发生器中的水平管段通入高压气，并通过泡沫发生器中的工况气量Qg、气体压力P、气体温度T、水平管段压差ΔP1和垂直管段压差ΔP2计算出泡沫摩擦阻力系数λ和计算得到泡沫质量Γ；对泡沫排水剂评测时，泡沫摩擦阻力系数λ越小则泡沫的摩擦阻力越小，泡沫排水剂的性能越优；泡沫质量Γ越高，泡沫排水剂性能越优。本发明专利技术水平气井泡沫排水剂性能的评测方法，能够优选出泡沫摩擦阻力低和泡沫质量高的泡沫排水剂，满足了对水平气井的泡沫排水剂的要求，对传统的倾注法和气流法形成了有益补充。

Evaluation method for performance of foam drainage agent in horizontal gas well

The performance evaluation method of the invention of horizontal well foam drainage agent, including to the horizontal pipe section, inclined pipe and vertical pipe in a bubble generator in the horizontal pipe section into high pressure gas, and the pressure difference P1 and vertical pipe pressure difference P2 the calculated bubble friction coefficient lambda and calculated foam quality by gamma foam generator condition of gas Qg, gas pressure and gas temperature of T and P on horizontal tube; foam drainage agent evaluation, friction coefficient of foam is smaller then the friction resistance of foam is small, the performance of foam drainage agent is better; the higher the quality of gamma foam, foam drainage agent more performance excellent. The evaluation method of the performance of the foam drainage agent of the horizontal gas well can select foam drainage agent with low foam friction resistance and high foam quality, which satisfies the requirements of foam drainage agent for horizontal gas well, and forms a beneficial supplement to traditional pour method and air flow method.

【技术实现步骤摘要】
水平气井泡沫排水剂性能的评测方法
本专利技术涉及对泡沫排水剂的评测方法，具体的将是水平气井泡沫排水剂性能的评测方法。
技术介绍
在石油、天然气开采工程中，增加水平气井的井眼与地层的接触面积，以提高气藏动用程度，已经广泛应用于致密气藏、页岩气藏的开发，近年来甚至用于超深层气藏的开发，取得了良好的增产效果。然而随着产量递减、水侵加剧、积液等问题已经逐步威胁气田稳产，需要采取排水稳产措施。泡沫排水采气由于成本低、设备简单、见效快，是应用最广泛的一类排水采气工艺，其中如何评价优选适宜于水平气井的泡排剂成为了泡排工艺成败的关键。目前业内广泛采用的有两种评价方法：一种是罗氏米尔倾注法(GB/T13173.6)，是将一定浓度的起泡剂溶液从罗氏米尔仪上端的细孔滴下，冲入下方相同浓度的起泡剂溶液，记下试液流完时的泡沫高度和5分钟后的泡沫高度，用于测试起泡能力与稳泡能力。另一种是气流法(SY/T5761-1995)，将气流通入事先盛有起泡剂溶液的发泡器中，产生泡沫并排至泡沫收集器，排出液占原始液体的体积比例即为携液率，用来反映泡沫携液能力。在已公开的专利中，包括公开号为CN201810294U，名称为“高温气井泡沫排水室内模拟实验装置”、公开号为CN202228059U，名称为“排水采气用起泡剂实验系统”、公开号为CN205175982U，名称为“泡沫动态性能评价装置”等均是延用了上述类似的方法，其改进点只是将评价装置的耐温、耐压、耐硫化氢等性能进行了提升。上述的评价方法只是针对直井条件提出的，并且主要是关注泡沫生成量的多少、泡沫的消泡速度、以及泡沫的携液率，这种评价方式存在如下缺陷：(1)只关注泡沫生成量的多少，而忽略了泡沫流动阻力的大小。泡沫排水的核心问题是降低井筒压降，泡沫作为非牛顿流体，与管壁的摩阻系数远大于水，尤其对于水平井，其管段长度远大于直井，摩阻压降不容忽略，若选择的泡沫排水剂摩阻过高，即使起泡能力良好，也不利于降低井筒压降，甚至增加井筒压降，抑制地层产气。(2)注重泡沫生成量而忽略了泡沫质量。泡沫质量指泡沫中气体体积的百分比。当泡沫质量大于64％时为干泡沫，否则为湿泡沫。只有当形成干泡沫时，普拉托交界处的液膜滑脱才少，泡沫结构才稳定。尤其对于水平井，其流动距离远大于直井，要求更长时间的维持干泡沫的流动状态，避免携液上升途中发生明显滑脱，降低携液效率。(3)现有方法均是针对垂直井提出的，未考虑水平井倾斜段、水平段对泡沫生成的影响。
技术实现思路
本专利技术提供了一种水平气井泡沫排水剂性能的评测方法，有助于优选出沿程摩擦阻力小、泡沫结构稳定的适用于水平井条件的泡沫排水剂。本专利技术水平气井泡沫排水剂性能的评测方法，步骤为：步骤一：在由水平管段、倾斜管段和垂直管段构成的泡沫发生器中设有压力传感器、温度传感器和气体流量计，以及在水平管段中安装水平压差传感器，垂直管段安装垂直压差传感器；步骤二：通过气瓶、气体增压泵、高压储气罐等设备向水平管段中注入设定浓度的泡沫排水剂溶液，并通过水平管段向泡沫发生器中通入高压气，通过所述的气体流量计显示泡沫发生器中的工况气量Qg，通过所述的压力传感器显示泡沫发生器中的压力P，通过所述温度传感器显示泡沫发生器中的温度T；步骤三：通过所述的高压气搅动水平管段中的泡沫排水剂溶液使其产生泡沫，所述泡沫流经所述水平管段、倾斜管段和垂直管段后，进入泡沫收集器消泡，并通过水平压差传感器检测水平管段的压差ΔP1；通过垂直压差传感器检测垂直管段的压差ΔP2；得到所述的高压气体在所述的压力P和温度T下的气体密度ρg；根据工况气量Qg和泡沫发生器管段的截面积A，求得气体流速vg＝Qg/A；根据水平管段的压差ΔP1和气体流速vg计算得到泡沫摩擦阻力系数λ；根据垂直管段的压差ΔP2、气体流速vg和泡沫摩擦阻力系数λ计算得到泡沫重力压降ΔG2；根据泡沫重力压降ΔG2和所述的气体密度ρg计算得到泡沫质量Γ；步骤四：根据泡沫摩擦阻力系数λ对泡沫排水剂进行评测：泡沫摩擦阻力系数λ越小则泡沫的摩擦阻力越小，泡沫排水剂的性能越优；采用泡沫摩擦阻力系数λ作为评测指标，有助于优选出沿程摩擦阻力小的泡沫排水剂，符合水平气井泡排井筒低摩阻压降需要；步骤五：根据泡沫质量Γ对泡沫排水剂进行评测：泡沫质量Γ越高，泡沫排水剂性能越优。采用泡沫质量Γ作为评测指标，有助于优选出泡沫质量高、泡沫结构稳定的泡沫排水剂，符合水平气井泡排井筒低液体滑脱需要。可选的，步骤三中通过气体密度表得到所述的高压气体在所述的压力P和温度T下的气体密度ρg。具体的，步骤三中计算泡沫摩擦阻力系数λ的公式为：其中：λ：泡沫摩擦阻力系数，无单位；ΔP1：水平管段测试压差，单位：Pa；L1：水平管段测压段段长，单位：m；ρL：溶液密度，单位：kg/m3；vg：气体流速，单位：m/s；d：泡沫发生器内径，单位：m。具体的，步骤三中计算泡沫重力压降ΔG2的公式为：其中：ΔG2：泡沫重力压降，单位：Pa；ΔP2：垂直管段测试压差，单位：Pa；λ：泡沫摩擦阻力系数，无单位；L2：垂直管段测压段段长，单位：m；ρL：泡沫排水剂溶液密度，单位：kg/m3；vg：气体流速，单位：m/s；d：泡沫发生器内径，单位：m。具体的，步骤三中计算泡沫质量Γ的公式为：其中：Γ：泡沫质量，单位：％；ΔG2：泡沫重力压降，单位：Pa；L2：垂直管段测压段段长，单位：m；ρg：压力P、温度T下的气体密度，单位：kg/m3；ρL：溶液密度，单位：kg/m3；g：重力加速度，值：9.8m/s2。本专利技术水平气井泡沫排水剂性能的评测方法，能够优选出泡沫摩擦阻力低和泡沫质量高的泡沫排水剂，满足了对水平气井的泡沫排水剂的要求，对传统的倾注法和气流法形成了有益补充。以下结合实施例的具体实施方式，对本专利技术的上述内容再作进一步的详细说明。但不应将此理解为本专利技术上述主题的范围仅限于以下的实例。在不脱离本专利技术上述技术思想情况下，根据本领域普通技术知识和惯用手段做出的各种替换或变更，均应包括在本专利技术的范围内。具体实施方式本专利技术水平气井泡沫排水剂性能的评测方法，步骤为：步骤一：在由水平管段、倾斜管段和垂直管段构成的泡沫发生器中设有压力传感器、温度传感器和气体流量计，以及在水平管段中安装水平压差传感器，垂直管段安装垂直压差传感器；步骤二：通过气瓶、气体增压泵、高压储气罐等设备向水平管段中注入设定浓度的泡沫排水剂溶液，并通过水平管段向泡沫发生器中通入高压气，通过所述的气体流量计显示泡沫发生器中的工况气量Qg，通过所述的压力传感器显示泡沫发生器中的压力P，通过所述温度传感器显示泡沫发生器中的温度T；步骤三：通过所述的高压气搅动水平管段中的泡沫排水剂溶液使其产生泡沫，所述泡沫流经所述水平管段、倾斜管段和垂直管段后，进入泡沫收集器消泡，并通过水平压差传感器检测水平管段的压差ΔP1；通过垂直压差传感器检测垂直管段的压差ΔP2。根据气体密度表，查得所述的高压气体在所述的压力P和温度T下的气体密度ρg；根据工况气量Qg和泡沫发生器管段的截面积A，求得气体流速vg＝Qg/A；由于水平管段的压差ΔP1全部来自泡沫摩擦阻力ΔF1，即ΔP1＝ΔF1，根据摩擦阻力定义式，计算泡沫摩擦阻力系数λ：其中：λ：泡沫摩擦阻力系数，无单位；ΔP1：水平管段测试本文档来自技高网...

【技术保护点】
水平气井泡沫排水剂性能的评测方法，其特征为：步骤一：在由水平管段、倾斜管段和垂直管段构成的泡沫发生器中设有压力传感器、温度传感器和气体流量计，以及在水平管段中安装水平压差传感器，垂直管段安装垂直压差传感器；步骤二：向水平管段中注入设定浓度的泡沫排水剂溶液，并通过水平管段向泡沫发生器中通入高压气，通过所述的气体流量计显示泡沫发生器中的工况气量Qg，通过所述的压力传感器显示泡沫发生器中的压力P，通过所述温度传感器显示泡沫发生器中的温度T；步骤三：通过所述的高压气搅动水平管段中的泡沫排水剂溶液使其产生泡沫，所述泡沫流经所述水平管段、倾斜管段和垂直管段后，进入泡沫收集器消泡，并通过水平压差传感器检测水平管段的压差ΔP1；通过垂直压差传感器检测垂直管段的压差ΔP2；得到所述的高压气体在所述的压力P和温度T下的气体密度ρg；根据工况气量Qg和泡沫发生器管段的截面积A，求得气体流速vg＝Qg/A；根据水平管段的压差ΔP1和气体流速vg计算得到泡沫摩擦阻力系数λ；根据垂直管段的压差ΔP2、气体流速vg和泡沫摩擦阻力系数λ计算得到泡沫重力压降ΔG2；根据泡沫重力压降ΔG2和所述的气体密度ρg计算得到泡沫质量Γ；步骤四：根据泡沫摩擦阻力系数λ对泡沫排水剂进行评测：泡沫摩擦阻力系数λ越小则泡沫的摩擦阻力越小，泡沫排水剂的性能越优；步骤五：根据泡沫质量Γ对泡沫排水剂进行评测：泡沫质量Γ越高，泡沫排水剂性能越优。...

【技术特征摘要】
1.水平气井泡沫排水剂性能的评测方法，其特征为：步骤一：在由水平管段、倾斜管段和垂直管段构成的泡沫发生器中设有压力传感器、温度传感器和气体流量计，以及在水平管段中安装水平压差传感器，垂直管段安装垂直压差传感器；步骤二：向水平管段中注入设定浓度的泡沫排水剂溶液，并通过水平管段向泡沫发生器中通入高压气，通过所述的气体流量计显示泡沫发生器中的工况气量Qg，通过所述的压力传感器显示泡沫发生器中的压力P，通过所述温度传感器显示泡沫发生器中的温度T；步骤三：通过所述的高压气搅动水平管段中的泡沫排水剂溶液使其产生泡沫，所述泡沫流经所述水平管段、倾斜管段和垂直管段后，进入泡沫收集器消泡，并通过水平压差传感器检测水平管段的压差ΔP1；通过垂直压差传感器检测垂直管段的压差ΔP2；得到所述的高压气体在所述的压力P和温度T下的气体密度ρg；根据工况气量Qg和泡沫发生器管段的截面积A，求得气体流速vg＝Qg/A；根据水平管段的压差ΔP1和气体流速vg计算得到泡沫摩擦阻力系数λ；根据垂直管段的压差ΔP2、气体流速vg和泡沫摩擦阻力系数λ计算得到泡沫重力压降ΔG2；根据泡沫重力压降ΔG2和所述的气体密度ρg计算得到泡沫质量Γ；步骤四：根据泡沫摩擦阻力系数λ对泡沫排水剂进行评测：泡沫摩擦阻力系数λ越小则泡沫的摩擦阻力越小，泡沫排水剂的性能越优；步骤五：根据泡沫质量Γ对泡沫排水剂进行评测：泡...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘通，陈海龙，倪杰，黄万书，邹东来，朱国，李莉，朱江，曾兴平，
申请(专利权)人：中国石油化工股份有限公司，中国石油化工股份有限公司西南油气分公司，
类型：发明
国别省市：北京,11