一种确定致密低渗气藏低压低产积液气井临界携液能力的方法技术

本发明专利技术属于气藏工程评价领域，公开了一种确定致密低渗气藏低压低产积液气井临界携液能力的方法。该方法包括如下步骤：S1：对待测积液气井进行模拟实验，确定待测积液气井难于携液部位；S2：获取待测积液气井的实际生产与结构数据，确定步骤S1确定的待测积液气井难于携液部位的实际压力；S3：建立n维球形携液模型，根据已知待测气田的积液气井与非积液井的统计资料拟合，确定n维球形携液模型的维度n，进而确定适合待测气田的n维球形携液模型，从而计算待测气田的各个积液气井临界携液流量，判断各个积液气井的积液情况。本发明专利技术方法考虑了井筒中管流流速径向差异作用下气液流动型态的变化，建立了考虑液滴变形的n维球形携液模型。型。型。

【技术实现步骤摘要】
一种确定致密低渗气藏低压低产积液气井临界携液能力的方法


[0001]本专利技术属于气藏工程评价领域，具体地，涉及一种确定致密低渗气藏低压低产积液气井临界携液能力的方法。

技术介绍

[0002]在含水气田开发中后期，地层含水量的增加和气藏压力的降低严重影响气井排液和气井的正常生产，极大增加了低孔、低渗、致密等复杂地质条件下低产气田的开发难度。准确预测气井的临界携液流速对于指导气井开发十分重要。井筒内的流动过程较复杂，流型主要呈现上雾下段塞的特点，而环雾流是井筒内较为常见的一种流型。在环雾流条件下，液相以管壁液膜和气流中夹带的液滴两种形式被携带至地面。
[0003]目前，我国常用的携液临界流量模型包括Turner模型、李闽模型和王毅忠模型。Turner假设被高速气流携带的液滴是圆球形的前提下，导出了气井携液临界流量和产量计算公式，并对其导出的临界流量和产量公式加上20％的修正系数。Turner同时指出这些公式并不适用于任何气井，它适用于气液比非常高(GLR>1367m3/m3)，流态属雾状流的气液井。MinLI(李闽)认为被高速气流携带的液滴在高速气流作用下，其前后存在一压差，这一压差的作用下液滴会变形成一椭球体。MinLI携液模型考虑了被高速气流携带液滴变形这一因素，导出了新的计算气井连续排液临界流速和产量计算公式，公式计算出的结果只有Turner公式计算出的气井携液临界流速和产量的38％。王毅忠提出了球帽液滴模型。对比发现：上述各个模型的数学表达形式完全相同；区别仅仅是公式系数不同，结果存在固定的比例关系，如表1所示。
[0004]表1常见气井临界携液液滴模型对比
[0005][0006]注：*vgc比以Turner模型为基础计算。
[0007]所述理论来自：
[0008]《Turner RG.Analysis and prediction of minimum flow rate for the continuous removeal of liquids from gas wells[J].JPT(Nov1969):1475
‑
1482》、
[0009]《李闽，气井连续携液模型比较研究，西南石油学院学报2002.8：39
‑
41》、
[0010]《王毅忠，刘庆文.计算气井最小携液临界流量的新方法.大庆石油地质与开发，2007，26(6)：82
‑
85》。
[0011]分析目前常用的携液临界流量模型可知，模型在形式上是一样的，只是临界流速公式的系数不同。前人在推导公式时，都做了必要的假设，但是实际上气体携带液滴是非常复杂的过程，液滴运动过程中不仅受到重力、浮力、气流产生的曳力等影响，而且液滴在运动过程中会发生相互碰撞、合并、分散，实际上不可能是理想的物理模型。尤其是对于生产较长的气井，产量小，井口油压低，现有携液临界流量模型与实际符合率较低，原有的模型指导性变差。据气田资料统计，当气井压力低于7MPa时，其携液临界流量较传统模型计算结果会相差较大，积液判断情况与实际积液符合率较差。
[0012]从已有模型的推导可以看出，携液模型假设液滴形状都是固定的，要么是球形，椭球形或球帽形；然而，这种假设过于理想化，实际生产过程中，井筒流态可划分为泡流、段塞流、过渡流、环雾流和雾流。理论研究和实验观察都表明，液滴变形是必然的，在管流流速径向差异作用下，液滴迎流截面受到的速度压力存在径向差异，势必会发生翻转，随后再变形、再翻转。因此，固定假设液滴的形状建立临界携液模型，根本无法对较低流速下的连续携液作出合理的解释。
[0013]因此，针对当气井压力较低时，其携液临界流量较传统模型计算结果会相差较大，积液判断情况与实际积液符合率较差；固定假设液滴的形状建立临界携液模型，根本无法对较低流速下的连续携液作出合理的解释；目前模型均难于描述液滴变形的变化过程等问题，亟待提出一种新的确定低压低产积液气井临界携液能力的方法。

技术实现思路

[0014]本专利技术的目的是针对现有技术的不足，提出一种确定致密低渗气藏低压低产积液气井临界携液能力的方法。
[0015]为了实现上述目的，本专利技术提供了一种确定致密低渗气藏低压低产积液气井临界携液能力的方法，该方法包括如下步骤：
[0016]S1：对待测积液气井进行井筒流态可视化模拟实验，确定所述待测积液气井难于携液部位；
[0017]S2：获取所述待测积液气井的实际生产与结构数据，并对所述实际生产与结构数据进行预处理，确定步骤S1确定的所述待测积液气井难于携液部位的实际压力；
[0018]S3：建立n维球形携液模型，根据已知待测气田的积液气井与非积液井的统计资料拟合，确定所述n维球形携液模型的维度n，进而确定适合所述待测气田的n维球形携液模型，从而计算所述待测气田的各个积液气井临界携液流量，判断所述各个积液气井的积液情况；
[0019]所述n维球形携液模型为：
[0020][0021]相应临界携液流量公式为：
[0022]q
sc
＝D
×
Apv/ZT
ꢀꢀꢀꢀ
(2)
[0023]其中，v—液滴在气流中的运动速度，m/s；
[0024]ρ
L
—液体的密度，kg/m3；
[0025]ρ
g
—天然气密度，kg/m3；
[0026]C
D
—曳力系数，无因次；
[0027]D—最小携液系数，无因次；
[0028]σ—气液表面张力，N/m；
[0029]A—所述待测积液气井截面积，m2；
[0030]p—所述待测积液气井难于携液部位的实际压力，MPa；
[0031]T—所述待测积液气井难于携液部位的实际温度，K；
[0032]Z—等温等压条件下的气体偏差因子；
[0033]g—重力加速度，m/s2；
[0034]q
sc
—所述待测积液气井实际产气量，m3/d。
[0035]本专利技术的技术方案具有如下有益效果：
[0036](1)本专利技术通过提出了井筒流态可视化模拟实验，可开展不同井形的气井在低压低产阶段气水两相流动模拟，用于分析气井中不同流动压力、液体流动速度的快慢及井筒不同部位积液规律，明确确定了气井难于携液井筒部位。
[0037](2)本专利技术在井筒流态可视化模拟实验的基础上，提出了致密低渗气藏低压低产积液气井临界携液能力的方法。该方法考虑了井筒中管流流速径向差异作用下气液流动型态的变化，建立了考虑液滴变形的n维球形携液模型，使之更适合用于确定生产年限较长的低压低产积液气井的生产情况。本专利技术技术已应用于新场沙溪庙低渗致密气藏118口产水气井动态分析中，效果良好。
[0038]本专利技术的其它特征和优点将在随后具体实施方式部分予以详细说明。
附图说明
[0039]通过结合附图对本发本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种确定致密低渗气藏低压低产积液气井临界携液能力的方法，其特征在于，该方法包括如下步骤：S1：对待测积液气井进行井筒流态可视化模拟实验，确定所述待测积液气井难于携液部位；S2：获取所述待测积液气井的实际生产与结构数据，并对所述实际生产与结构数据进行预处理，确定步骤S1确定的所述待测积液气井难于携液部位的实际压力；S3：建立n维球形携液模型，根据已知待测气田的积液气井与非积液井的统计资料拟合，确定所述n维球形携液模型的维度n，进而确定适合所述待测气田的n维球形携液模型，从而计算所述待测气田的各个积液气井临界携液流量，判断所述各个积液气井的积液情况；所述n维球形携液模型为：相应临界携液流量公式为：q
sc
＝D
×
Apv/ZT
ꢀꢀꢀꢀ
(2)其中，v—液滴在气流中的运动速度，m/s；ρ
L
—液体的密度，kg/m3；ρ
g
—天然气密度，kg/m3；C
D
—曳力系数，无因次；D—最小携液系数，无因次；σ—气液表面张力，N/m；A—所述待测积液气井截面积，m2；p—所述待测积液气井难于携液部位的实际压力，MPa；T—所述待测积液气井难于携液部位的实际温度，K；Z—等温等压条件下的气体偏差因子；g—重力加速度，m/s2；q
sc
—所述待测积液气井实际产气量，m3/d。2.根据权利要求1所述的确定致密低渗气藏低压低产积液气井临界携液能力的方法，其中，所述井筒流态可视化模拟实验的步骤包括：根据所述待测积液气井的井身结构特征，建立井筒可视化模拟系统；通过所述井筒可视化模拟系统，观察并分析所述待测积液气井积液规律，确定所述待测积液气井难于携液部位。3.根据权利要求2所述的确定致密低渗气藏低压低产积液气井临界携液能力的方法，其中，所述井筒可视化模拟系统包括压缩机、气体压力容器、气量测试子系统、注气阀、注水阀、放空阀、调节阀、水平段、垂直段、水平段压力传感器、水平段压降传感器、垂直段井口压力传感器、垂直段井口压降传感器、垂直段井口调压与温度测试子系统、气液分离器、计量水箱；所述水平段与所述垂直段通过软管连接，所述水平段与所述垂直段连接处的倾角根据所述待测积液气井的井身结构特征调节；
所述压缩机、气体压力容器、气量测试子系统、注气阀依次连接；所述气液分离器、计量水箱、调节阀、注水阀依次连接；所述放空阀、注气阀、注水阀、水平段压力传感器依次沿所述水平段的井口设置；所述水平段压降传感器...

【专利技术属性】
技术研发人员：贾英，于清艳，胡向阳，
申请(专利权)人：中国石油化工股份有限公司石油勘探开发研究院，
类型：发明
国别省市：