一种高液气比气井用井下节流工艺参数计算方法技术

本发明专利技术涉及井下节流技术领域，具体涉及一种高液气比气井用井下节流工艺参数计算方法。本发明专利技术修正了单相流体井下节流模型未考虑产液量对节流压差影响的缺陷，在优化节流器嘴径大小过程中引入了液柱压降这一因素，不仅有效防治水合物生成，而且改善了排液效果，满足了高液气比气井连续排液稳定生产要求，有效指导现场生产，计算过程简单方便，易于现场操作。

【技术实现步骤摘要】
一种高液气比气井用井下节流工艺参数计算方法
本专利技术涉及井下节流
，具体涉及一种高液气比气井用井下节流工艺参数计算方法。
技术介绍
天然气是一种多组分的混合气态化石燃料，在高压低温条件下容易生成天然气水合物，天然气水合物容易堵塞管道，故在天然气开采过程中需要防止形成天然气水合物，即在天然气开采过程中升温或者降压，现场通过井下节流技术来对管道内的天然气节流降压。井下节流技术是将节流器安装在油管适当位置，使天然气的节流降压膨胀过程发生在井内，同时利用地温对节流后的气流进行加热，使节流后的气流温度能得到大幅度回升，高于节流后气流压力条件下的水合物生成温度，从而达到防治水合物在井筒和地面管线生成的目的。节流器的下入深度和节流嘴径是井下节流是否成功的关键因素，为了有效防治水合物生成，合理的井下节流工艺参数设计至关重要。授权公告号为CN103114828A的中国专利技术专利公开了一种井下节流工艺参数的设置方法。该方法包括井下节流器下入深度的设置,该方法对干气藏和凝析气藏均有较强适用性，为凝析气藏高效开发提供重要保障，有效解决了气井冻堵问题。但是，该方法设计理论依据仅仅只考虑防治水合物影响，没有考虑产液量对节流压差和气井连续携液的影响，导致高液气比井的节流工艺参数设计与实际结果误差较大，造成高产液气井无法完成配产要求，在生产过程中容易出现井筒积液现象，严重时会发生井下节流气井水淹停产，限制了气井产能发挥。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种高液气比气井用井下节流工艺参数计算方法，用以解决现有的井下节流技术没有考虑产液量的影响导致节流工艺参数的计算结果不符合实际需求的问题。为实现上述目的，本专利技术的方案包括一种高液气比气井用井下节流工艺参数计算方法，包括以下步骤：在节流器合理下深范围内确定节流器的下入深度，当所述节流器当前位置与储层底部充满液柱时，计算对应的液柱压降ΔPi，计算公式为：其中，ΔPi单位为MPa；Hi为所述节流器当前位置与储层底部的垂直距离；为当前配产气量条件下对应的积液产生的压降梯度；确定井底流压，根据所述井底流压和所述液柱压降计算得到节流器的入口压力P1＝所述井底流压-所述液柱压降ΔPi；确定井口流压并根据所述井口流压计算得到所述节流器的出口压力P2；根据所述节流器的入口压力P1和出口压力P2得到流体通过节流器时的流态的类型；根据所述流态的类型计算所述节流器的嘴径值。本专利技术的有益效果是：通过在计算节流器入口压力时引入了液柱压降，修正了单相流体井下节流模型未考虑产液量对节流压差影响的缺陷，优化了节流器嘴径大小，不仅有效防治水合物生成，而且改善了排液效果，满足了高液气比气井连续排液稳定生产要求，有效指导现场生产，计算过程简单方便，易于现场操作。进一步的，所述下深范围的最大值不大于水平井造斜点所在位置的深度值。进一步的，所述积液产生的压降梯度▽P根据产气量与积液产生压降的统计图版求得。进一步的，根据所述井口流压并结合管流模型计算得到所述出口压力P2。进一步的，计算P2/P1，根据计算结果判断所述流态的类型，所述流态的类型包括临界流态和亚临界流态。进一步的，当所述流态为临界流态时，所述节流器的嘴径计算公式为：当所述流态为亚临界流态时，所述节流器的嘴径计算公式为：其中，qmax是在临界流态时气体通过所述节流器油嘴的体积流量；γg为天然气的相对密度；k为气体绝热指数；qsc是在亚临界流态时气体通过所述节流器油嘴的体积流量(标准状态下)，单位为104m3/d；P1是节流器的入口压力，单位为MPa；P2是节流器的出口压力，单位为MPa；d为油嘴孔眼直径，单位为mm；T1为节流器入口温度，单位为K；Z1为气体偏差系数。附图说明图1是本专利技术一种高液气比气井用井下节流工艺参数计算方法的流程图；图2是本专利技术中产气量与积液产生压降的统计图。具体实施方式下面结合附图对本专利技术做进一步详细的说明。本专利技术提供了一种简单方便且适合两相流的井下节流工艺参数设计方法，所述工艺参数包括节流器下入深度和节流器嘴径，节流器下入深度可根据现有技术计算得到；而在计算节流器嘴径时本专利技术考虑了液柱压降的影响，修正了产液量对节流压差和井筒携液的影响，对节流器嘴径的计算更加合理，更加符合实际，不仅有效防治水合物生成，而且有效改善了排液效果，满足了高液气比气井连续排液稳定生产要求，有效指导现场生产。为实现上述内容，本专利技术提供了一种高液气比气井用井下节流工艺参数计算方法，其流程图如图1所述，包括以下步骤：(1)为了保证高液气比气井稳定排液，在节流器投劳工艺允许的深度下，确定了尽可能将节流器下至较深位置的设计原则。随着节流器安装位置下移，施工难度越来越大，对于产液水平井来说，一般节流器最大下深不超过水平井造斜点位置Lm，此时井筒水合物生成难度更大，更有利于避免水合物生成；(2)计算节流器有效合理下深最小值L0；(3)确定节流器有效合理下深范围为L0-Lm；(4)在有效合理下深范围内，当节流器任意下深Li确定后，得到节流器所在位置与储层底部的垂直距离Hi，为了避免产液量对节流压差的影响，保证高液气比气井的正常稳定排液，将节流器至井筒底部间的井段考虑为全部充满液柱，相当于给节流器提前考虑了一个额外的积液压降，从而降低了节流器入口压力。由于节流器出口压力不变(根据井口压力、配产气量求得)，流体通过节流器的压差就减小了，在保证配产气量不变的条件下，就相当于增加了节流器嘴径，从而不仅有效防治水合物生成，而且给气井排液额外提供了压力空间，增大了排液通道，有助于气井稳定排液生产。计算对应的液柱压降ΔPi：其中，ΔPi为所述液柱压降，单位为MPa；Hi为所述节流器当前位置与储层底部的垂直距离；为当前配产气量条件下对应的积液产生压降梯度，单位为MPa/100m；可根据产气量与积液产生压降的统计图版求得，见附图2；(5)根据气井产能方程、配产气量计算当前配产气量下井底流压Pwf；或者是根据气井套压、环空静气柱压力求解井底流压Pwf，计算节流器入口压力P1i＝Pwf-△Pi；(6)根据井口流压值结合管流模型计算节流器出口压力P2i；(7)基于节流器入口压力P1i和出口压力P2i，计算临界压力比P2i/P1i，判断流体通过节流器的流态，从而合理选择节流压降模型，计算节流器嘴径大小di；从而得到节流器下深Li和嘴径di；当临界压力时，为临界流；否则为亚临界流；一般取k＝1.25；临界流条件下压力与产量关系：亚临界流条件下压力比与产量关系：其中，qmax是在临界流态时气体通过所述节流器油嘴的体积流量；γg为天然气的相对密度；k为气体绝热指数；qsc是在亚临界流态时气体通过所述节流器油嘴的体积流量(标准状态下)，单位为104m3/d；P1是节流器的入口压力，单位为MPa；P2是节流器的出口压力，单位为MPa；d为油嘴孔眼直径，单位为mm；T1为节流器入口温度，单位为K；Z1为气体偏差系数。图2是产气量与积液产生压降的统计图，其中横坐标是产气量，单位是m3/d，纵坐标是积液产生的压力梯度，单位是MPa/100m；图2中曲线方程为：y＝-0.1253Ln(x)+1.4305(4)现有的井下节流工艺参数设计方法仅适用于单相气体计算，而没有考虑含水对节流压差的影响，导致节流器气嘴直径设计出本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种高液气比气井用井下节流工艺参数计算方法，其特征在于，包括以下步骤：在节流器合理下深范围内确定节流器的下入深度，当所述节流器当前位置与储层底部充满液柱时，计算对应的液柱压降ΔPi，计算公式为：ΔPi＝Hi*▽P其中，ΔPi单位为MPa；Hi为所述节流器当前位置与储层底部的垂直距离；▽P为当前配产气量条件下对应的积液产生的压降梯度；确定井底流压，根据所述井底流压和所述液柱压降计算得到节流器的入口压力P1＝所述井底流压‑所述液柱压降ΔPi；确定井口流压并根据所述井口流压计算得到所述节流器的出口压力P2；根据所述节流器的入口压力P1和出口压力P2得到流体通过节流器时的流态的类型；根据所述流态的类型计算所述节流器的嘴径值。

【技术特征摘要】
1.一种高液气比气井用井下节流工艺参数计算方法，其特征在于，包括以下步骤：在节流器合理下深范围内确定节流器的下入深度，当所述节流器当前位置与储层底部充满液柱时，计算对应的液柱压降ΔPi，计算公式为：ΔPi＝Hi*▽P其中，ΔPi单位为MPa；Hi为所述节流器当前位置与储层底部的垂直距离；▽P为当前配产气量条件下对应的积液产生的压降梯度；确定井底流压，根据所述井底流压和所述液柱压降计算得到节流器的入口压力P1＝所述井底流压-所述液柱压降ΔPi；确定井口流压并根据所述井口流压计算得到所述节流器的出口压力P2；根据所述节流器的入口压力P1和出口压力P2得到流体通过节流器时的流态的类型；根据所述流态的类型计算所述节流器的嘴径值。2.根据权利要求1所述一种高液气比气井用井下节流工艺参数计算方法，其特征在于：所述下深范围的最大值不大于水平井造斜点所在位置的深度值。3.根据权利要求1或2所述一种高液气比气井用井下节流工艺参数计算方法，其特征在于：所述积液产生的压降梯度▽P根据...

【专利技术属性】
技术研发人员：周舰，王锦昌，陈付虎，刘岳龙，周瑞立，陈旭，赵润冬，李璇，谭苗，张立强，
申请(专利权)人：中国石油化工股份有限公司华北油气分公司石油工程技术研究院，中国石油化工股份有限公司，
类型：发明
国别省市：河南,41