提高气井携液能力的技术对策_孙会来.pdf
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1、2022 年 第 12 期 化学工程与装备 2022 年 12 月 Chemical Engineering&Equipment 83 提高气井携液能力提高气井携液能力的的技术对策技术对策 孙会来(大庆油田公司采气分公司,黑龙江 大庆 163453)摘摘 要要:气井开采过程中,很多原因会造成井底积液,对稳产能力构成很大挑战,也降低了气井开井时率和气井利用率,影响气田开发效果。结合两种临界流量计算模型的特点,采用徐深气田的气井生产数据,对比气井的动态特征及积液情况,分析两种临界流量模型的适用性。从携液能力评价、油管状态、完井方式等方面,对影响携液能力的因素加以分析,从提高气井自身能量的利用程度出
2、发,针对各种改善井筒携液能力的工艺手段,分析应用中的时机界限,有效指导气井生产。关键关键词:词:井筒携液;携液流量;积液诊断;时机界限 气井产出气一般含有凝析水或地层水,当产量水平不高时,天然气膨胀能量可能不足以携带出液体,容易导致井底积液的发生,恶化近井地带的渗流条件,将引起产量的大幅降低甚至水淹停产。1 1 井底积液的诊断井底积液的诊断 气井生产过程中,井底积液的存在对气井产能的发挥造成很大影响,及时有效地判断井底积液的发生,对于优选排水采气工艺时机有着重要的指导意义。通过积液气井的生产动态特征,开展进行积液诊断。1.1 井口压力分析法 井底积液柱将加大对地层的回压,导致套压明显上升;油管
3、垂直管流的举升压降增大,导致油压进一步降低。因此油压降低、油套压差增大表明井底存在积液。1.2 井筒压力梯度法 压力梯度测试是确定气井液面或是否积液的有效方法。由于气体的密度远远低于产出液体的密度,当测试工具遇到油管中的液面时,记录得到的压力梯度曲线斜率将发生明显变化。1.3 采气曲线分析法 分析产量递减特征的变化,可以发现积液井与正常气井的差异。纯气井的产量线表现平滑特点;发生井筒积液时,产量线表现上下波动特征,且产量递减程度加大。2 2 气井携液能力评价气井携液能力评价 高速气流携带的液滴受到速度压力的作用,同时又受到表面力作用。这两种相互对抗的力,一种是速度压力,另一种是界面表面力。这两
4、种力的比值称为韦伯数,在 2030之间变化。Turner 采用大的临界韦伯数 30,导出气井连续排液最小流速和临界产量公式1。相对于高速垂管流运动的液滴,其前后存在压差。李闽认为在这个压差的作用下,液滴产生很大的变形,从圆球形变为椭球形,而椭球体有较大的有效迎流面积,更容易被气流带出地面2。图图 1 1 在高速气流中运动的液滴形状在高速气流中运动的液滴形状 图图 2 2 预测临界流量的假设液滴模型预测临界流量的假设液滴模型 对比 Turner 模型和扁平模型,两种临界流量计算模型主要有三个方面的不同(见表 1):(1)假设条件不同,Turner 模型假设液滴形状为圆球形,而扁平模型假设为椭球体
5、;(2)曳力系数不同,圆球形液滴的压力系数为 0.44,而椭球形的曳力系数近似等于 1.0;(3)计算公式的形式相同,但 Turner 模型的系数比椭球形计算模型的系数要大很多。表表 1 1 两种临界流量计算模型对比表两种临界流量计算模型对比表 对比内容 Turner 模型 扁平液滴模型 假设条件 圆球形 椭球形 DOI:10.19566/35-1285/tq.2022.12.12484 孙会来:提高气井携液能力的技术对策 曳力系数取值 0.44 1.0 最小临界速度公式 142()6.6()Lggg=142()2.5()Lggg=收集徐深气田 42 口气井的动态数据,气体的比重取为0.6,界
6、面张力取为 0.060N/m。用两种模型分别计算出井口临界流量。Turner 模型的计算结果远大于扁平液滴模型的临界流量,为扁平模型计算结果的 2.64 倍。如图 3 所示,采用 Turner 模型计算得到的临界流量与气井日产气量的对比来看,近 70%的气井,日产气量小于井口临界流量。按照 Turner 模型计算得到的临界流量明显偏高,三分之二以上的气井有积液风险,与实际的气井生产动态特征偏差较大。图 4 描述了扁平液滴模型计算的井口临界流量与气井日产气量的对比情况。显示有 5 口井由于携液能力不足,存在积液风险,与实际的气井生产动态特征符合程度较好(见表 3)。图图 3 Turner3 Tu
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