一种井下超声雾化排水采气效果评价新方法技术

本发明专利技术涉及一种井下超声雾化排水采气效果评价新方法，属于气井排水采气技术领域。所述方法包括：计算井下超声雾化排水采气工艺介入前井筒压降

【技术实现步骤摘要】
一种井下超声雾化排水采气效果评价新方法


[0001]本专利技术属于气井排水采气
，具体涉及一种井下超声雾化排水采气效果评价新方法。

技术介绍

[0002]天然气作为一种用途广泛的清洁能源，在国家的能源战略地位不断提升。而我国各大气田开发均进入中后期，导致气井积液问题频发，严重影响气井的正常生产。因此及时实施排水采气工艺措施是气井稳产的关键。超声雾化排水采气是利用拉伐尔喷管将天然气加速到超音速，一方面利用高速气体对进入喷管出口处的液体进行剪切；另一方面由于喷管出口处压力降低甚至变成负压，加上井底温度较高，将液体汽化。在这两种方法的共同作用下液体被雾化，然后天然气依靠自身动能将液滴带出井口。该技术与现有排水采气工艺技术相比，具有结构简单，使用方便，应用成本低等优点。
[0003]现有的超声雾化排水采气效果评价方法是比较雾化后液滴直径与相同条件下液滴模型计算出的最大液滴直径的大小。但是实际情况下，当雾化后液滴直径远远小于液滴模型计算结果时，现场雾化器的携液效果仍然不佳。此外，目前雾化后液滴直径的测量方法存在缺陷，实验过程中液滴直径是在雾化器下游为敞放情况下测量，没有考虑到井下工况条件，雾化器下游存在上千米油管的情况。从可视化实验结果来看，雾化器下游油管内液体应该是以液滴和液膜两种形式共同携带的情况而不仅仅是以液滴的形式携带。因此，目前缺乏能够直观有效的井下超声雾化排水采气工艺效果评价方法。
[0004]井下雾化排水采气的本质是将井筒中原有的积液，通过超声雾化的方式，使得液体能够连续被携带至地面，以减小井筒的内举升压降，起到延长气井生命周期的作用。为此，本专利技术通过将井下超声雾化排水采气工艺介入前后的井筒举升压降进行对比，以措施后井筒举升压降减小幅度作为雾化排水采气效果的评价指标，能够从现场应用的角度，更为直观的评价该工艺的应用效果，提出了一种井下超声雾化排水采气效果评价新方法。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于克服现有井下超声雾化排水采气效果评价方法不准确，没有充分考虑现场气井实际工况的缺点，提出了一种井下超声雾化排水采气效果评价新方法，能够从现场应用的角度，更为直观的评价该工艺的应用效果，并为井下超声雾化排水采气工艺设计和工艺选井提供理论依据。
[0006]为达到上述目的，本专利技术所述的一种井下超声雾化排水采气效果评价新方法，包括以下步骤：
[0007]步骤一：计算井下超声雾化排水采气工艺介入前井筒压降
△
P；
[0008]步骤二：计算井下超声雾化排水采气工艺介入后喷嘴下游管段压降
△
P1；
[0009]步骤三：计算气液两相通过井下雾化喷嘴的局部压降
△
P2；
[0010]步骤四：确定通过喷嘴的局部压降以及喷嘴下游管段的总压降
△
P3；
[0011]步骤五：对比井下超声雾化排水采气工艺介入前井筒压降
△
P和相同条件下井下超声雾化排水采气工艺介入后井筒压降
△
P3，确定工艺介入后的井筒压降降低幅度。
[0012]有益效果：
[0013]本专利技术具有以下有益效果：
[0014]本专利技术所述的一种井下超声雾化排水采气效果评价新方法分析了井下雾化排水采气的本质，将井下超声雾化排水采气工艺介入前后的井筒举升压降进行对比，以措施后井筒举升压降减小幅度作为雾化排水采气效果的评价指标，更加符合实际情况。因此，该方法能够从现场应用的角度，更为直观的评价该工艺的应用效果，为准确评价井下超声雾化排水采气效果提供了新方法。
附图说明
[0015]图1是井下超声雾化排水采气工艺介入前井筒压降示意图；
[0016]图2是井下超声雾化排水采气工艺介入后井筒压降示意图；
[0017]图3是气液两相通过井下雾化喷嘴压降示意图。
具体实施方式
[0018]为了使本专利技术的目的、计算过程及优点更加清楚明白，以下结合附图，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。
[0019]步骤一：计算井下超声雾化排水采气工艺介入前井筒压降
△
P。其表达式为：
[0020][0021]其中G
m
＝A(V
SL
ρ
L
+V
SG
ρ
G
)(2)
[0022]式中，G
m
为气液混合物质量流量，kg/s；f
m
为两相摩阻系数；D为油管内径，m；A为油管横截面积，m2。
[0023]式(1)计算压力梯度的关键是计算气液混合物ρ
m
及气液两相摩阻系数f
m
。
[0024]首先计算出持液率H
L
，然后再计算气液混合物ρ
m
。其中持液率可以采用H
L
图版分析法得出。使用图版法确定持液率时，需要计算液体速度数、气体速度数、管径数以及液体黏度数4个无因次量，其表达式为：
[0025][0026][0027][0028][0029]式中，μ
L
为液相黏度，Pa
·
s；μ
g
为气相黏度，Pa
·
s。
[0030]然后计算平均压力和温度条件下的N
Lv
、N
gv
、N
D
和N
L
，根据N
L
查实验数据图版确定中间过程参数CN
L
值，然后计算滞留系数Φ，其表达式为：
[0031][0032]式中，P
sc
为标准大气压；为井筒内计算段的平均压力，Pa。
[0033]然后根据Φ值从持液率系数图版查出H
L
/Φ，再计算Φ
s
，表达式为：
[0034][0035]然后根据Φ与Φ
s
关系图得到中间过程参数Φ，再根据H
L
/Φ值计算持液率H
L
。
[0036]则混合物密度ρ
m
表达式为：
[0037]ρ
m
＝ρ
L
H
L
+ρ
g
(1
‑
H
L
)(9)
[0038]其两相摩阻系数f
m
计算表达式为：
[0039][0040]式中，e为管壁绝对粗糙度，m；N
Rem
为两相雷诺数。
[0041]其中两相雷诺数N
Rem
表达式为：
[0042][0043]步骤二：计算井下超声雾化排水采气工艺介入后喷嘴下游管段压降
△
P1。在实际气井中，安装井下雾化喷嘴后，雾化喷嘴下游的管段长几千米，与光管相比，在一定工况范围内，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.本发明所述的一种井下超声雾化排水采气效果评价新方法，其特征在于，所述方法包括如下计算步骤：步骤一：计算井下超声雾化排水采气工艺介入前井筒压降
△
P；步骤二：计算井下超声雾化排水采气工艺介入后喷嘴下游管段压降
△
P1；步骤三：计算气液两相通过井下雾化喷嘴的局部压降
△
P2；步骤四：确定通过喷嘴的局部压降以及喷嘴下游管段的总压降
△
P3；步骤五：对比井下超声雾化排水采气工艺介入前井筒压降
△
P和相同条件下井下超声雾化排水采气工艺介入后井筒压降
...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘永辉，袁伟，谢川，罗程程，
申请(专利权)人：西南石油大学，
类型：发明
国别省市：