【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及采油工程，具体地涉及一种稠油掺稀井注天然气降粘举升最小注气质量流量确定方法。
技术介绍
1、国民经济发展对石油的需求飞速增加，2014年原油进口量3.08亿吨，居全球第二，年需求达4.8亿吨，对外依赖度超60％，石油产量已经成为影响国家安全的重要因素。而我国稠油份额占石油剩余可采储量的40％，研发高效、环保、低成本的稠油开采新技术是必然趋势。但是稠油开采难度极大，稠油与常规轻质原油相比主要有以下特点：①粘度高、密度大、流动性差。这不仅增加了开采难度和成本，而且降低了油田的最终采收率。稠油开采的关键是提高其在油层、井筒和集输管线中的流动能力。②稠油中轻质组分含量低，而胶质、沥青质含量高。③稠油粘度对温度敏感。稠油井掺稀油降粘工艺在各种降粘工艺中应用效果良好，其适用性也最广。
2、目前，塔河油田采取掺稀降粘的方法，即以稀油作为动力液的水力喷射泵，向井筒内注入稀油，同时入口注入天然气，在压力的作用下与井筒底部的稠油进行掺混。在稠油中掺入适量稀油后其黏度将明显降低，混合液密度下降，可以改善井筒流通环境。但是稀油与稠油在井底仅仅依靠泵的抽吸作用来混合，基本上是在静态工况下与稠油混合，其混合均匀程度低。在实际生产中，利用注入稀油降粘的经济效益较差，主要有以下几点原因：
3、1、不注气时，稠油黏聚成一团，稠油与稀油的混合过程不明显；当注入气时，气体对稠油和稀油产生了明显的搅拌作用。实验证明，气举不仅为井筒的举升提供了能量，并且增加了稠油与稀油的混合程度，提高了产出效率。然而，当天然气进入油管内，未与稠油均
4、2、必须有充足便利的稀油(轻质油)来源；把稀油掺入稠油，对稠油和稀油的品质都有较大影响。
5、3、采用掺稀虽然基本上降低了稠油混合液的粘度，但是稀油在掺入前须经过预处理，一定程度上增加了能源消耗；而且稀油和稠油混合共管外输时，增加了输送量；在价格方面，稀油也高于稠油，严重影响经济效益。
6、随着掺稀降粘工艺的推广应用，稠油掺稀生产时常面临着稀油资源供应不足的问题。为了缓解这些问题，达到增加掺稀降粘幅度，提高稀油利用率的目标，急需对目前掺稀工艺进行合理优化。因此，我们提出将天然气伴随稀油同时注入，在井底稀油、天然气与稠油混合，利用天然气溶解于稠油后的降粘作用及天然气的气体举升作用提高稠油流动性，从而为后续降低稀油用量提供流动性和井筒能量基础。
7、然而，对于丧失自喷能力的稠油井，首先需要保证注天然气后能够形成稳定的井筒气举连续流动，因此需要在掺稀油量不变的条件下找到最小的注气质量流量，而如何确认最小注气质量流量至今仍是一个难题。
技术实现思路
1、本专利技术实施方式的目的是提供一种稠油掺稀井注天然气降粘举升最小注气质量流量确定方法，以解决现有技术中无法确定井筒连续流动启动所需的最小注气质量流量等问题。
2、为了实现上述目的，本专利技术提供一种稠油掺稀井注天然气降粘举升最小注气质量流量确定方法，包括：
3、计算在原始不注气掺稀生产条件下的最小油管管鞋压力p1；
4、假设一个环空注气质量流量的初始值，计算在注气掺稀生产条件下的环空井口到油管管鞋深度压力p2；
5、增加注气质量流量，当最小油管管鞋压力p1与环空井口到油管管鞋深度压力p2相同时，取当前注气质量流量作为最小注气质量流量。
6、可选的，所述最小油管管鞋压力计算过程包括：
7、基于井口油气管线输送最小回压与井筒静液柱的压力计算掺稀生产过程中最小油管管鞋压力，计算公式如下：
8、p1＝p回+(ρωsω+ρoso)gh
9、其中，p1为最小油管管鞋压力；ρω为水密度；sω为井口含水饱和度；ρo为井口油密度；so为井口含油饱和度；g为重力加速度；h为油管管鞋垂深。
10、可选的，所述计算在注气掺稀生产条件下的环空井口到油管管鞋深度压力p2，包括：
11、基于注气质量流量的初始值，分析在稀油与天然气混合后沿井筒环空注入时井筒内的下降流压力分布情况；
12、基于井筒内的下降流压力分布情况，分析确认环空井口到油管管鞋深度压力p2。
13、可选的，所述分析在稀油与天然气混合后沿井筒环空注入时井筒内的下降流压力分布情况，包括；
14、利用beggs-brill模型分析井筒内的水平状态下气液两相流的流动型态；
15、基于流动型态分析确定倾斜状态下气液两相流的持液率、混合物密度以及阻力系数；
16、基于持液率、混合物密度以及阻力系数分析计算沿井筒环空压力。
17、可选的，所述beggs-brill模型将井筒内的气液两相流的流动型态分为：分离流、过渡流、间歇流和分散流。
18、可选的，所述沿井筒环空压力的计算公式如下：
19、
20、d＝(d12-d22)1/2
21、g＝qg+ql；
22、其中，p为沿井筒环空压力；z为井深；ρl为掺稀油密度；ρg为天然气密度；hl为持液率；θ为管柱倾角；λ为阻力系数；d为油套环空等效直径；d1为套管直径；d2为油管直径；a为油套环空截面积；g为稀油、天然气混合物质量流量；ql为掺稀油质量流量；v为油气混合物流速；vsg为气相表观流速。
23、可选的，油管管鞋深度压力确认过程包括：
24、当井深深度与油管管鞋垂深相同时，取当前沿井筒环空压力作为环空井口到油管管鞋深度压力p2。
25、可选的，所述持液率的确定过程包括：
26、先基于井筒内的气液两相流的流动型态类型分析确认水平流动时的持液率，然后再进行倾斜矫正，确定气液两相流动的持液率；
27、计算公式如下：
28、hl(θ)＝hl(0)ψ
29、其中，hl(θ)表示倾角为θ的气液两相流的持液率；hl(0)表示在同样流动参数下水平流动时的持液率；ψ表示倾斜矫正系数。
30、可选的，所述混合物密度计算公式如下：
31、ρm＝ρlhl+ρg(1-hl)
32、其中，ρm为实际混合物密度；ρl为掺稀油密度；hl为持液率；ρg为天然气密度。
33、可选的，所述阻力系数的计算公式如下：
34、λ＝λ′es
35、其中，λ为阻力系数，λ'无滑脱气液两相流阻力系数；e表示自然数常数；
36、本专利技术的有益效果如下：
37、本专利技术针对稠油掺稀井注天然气降粘举升的启动过程，给出了一种计算井筒连续流动启动最小注气质量流量的方法，能够为现场注天然气降低稠油掺稀量并启动气举连续生产过程提供启示参数依据。
38、本专利技术实施方式的其它特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。
本文档来自技高网...【技术保护点】
1.一种稠油掺稀井注天然气降粘举升最小注气质量流量确定方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的稠油掺稀井注天然气降粘举升最小注气质量流量确定方法，其特征在于，所述最小油管管鞋压力P1的计算过程包括：
3.根据权利要求1所述的稠油掺稀井注天然气降粘举升最小注气质量流量确定方法，其特征在于，所述计算在注气掺稀生产条件下的环空井口到油管管鞋深度压力P2，包括：
4.根据权利要求3所述的稠油掺稀井注天然气降粘举升最小注气质量流量确定方法，其特征在于，所述分析在稀油与天然气混合后沿井筒环空注入时井筒内的下降流压力分布情况，包括；
5.根据权利要求4所述的稠油掺稀井注天然气降粘举升最小注气质量流量确定方法，其特征在于，所述Beggs-Brill模型将井筒内的水平状态下气液两相流的流动型态方程流型分为：分离流、过渡流、间歇流和分散流。
6.根据权利要求4所述的稠油掺稀井注天然气降粘举升最小注气质量流量确定方法，其特征在于，所述沿井筒环空压力的计算公式如下：
7.根据权利要求6所述的稠油掺稀井注天然气降粘举升最小注
8.根据权利要求4所述的稠油掺稀井注天然气降粘举升最小注气质量流量确定方法，其特征在于，所述持液率的确定过程包括：
9.根据权利要求8所述的稠油掺稀井注天然气降粘举升最小注气质量流量确定方法，其特征在于，所述混合物密度计算公式如下：
10.根据权利要求4所述的稠油掺稀井注天然气降粘举升最小注气质量流量确定方法，其特征在于，所述阻力系数的计算公式如下：
...【技术特征摘要】
1.一种稠油掺稀井注天然气降粘举升最小注气质量流量确定方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的稠油掺稀井注天然气降粘举升最小注气质量流量确定方法，其特征在于，所述最小油管管鞋压力p1的计算过程包括：
3.根据权利要求1所述的稠油掺稀井注天然气降粘举升最小注气质量流量确定方法，其特征在于，所述计算在注气掺稀生产条件下的环空井口到油管管鞋深度压力p2，包括：
4.根据权利要求3所述的稠油掺稀井注天然气降粘举升最小注气质量流量确定方法，其特征在于，所述分析在稀油与天然气混合后沿井筒环空注入时井筒内的下降流压力分布情况，包括；
5.根据权利要求4所述的稠油掺稀井注天然气降粘举升最小注气质量流量确定方法，其特征在于，所述beggs-brill模型将井筒内的水平状态下气...
【专利技术属性】
技术研发人员：牛骏，柯文奇，王海波，苏建政，
申请(专利权)人：中国石油化工股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。