气井井筒积液量计算方法研究

贾友亮　李　辰　惠艳妮　李　丽

（1.中国石油长庆油田公司油气工艺研究院，陕西　西安　710018；2.低渗透油气田勘探开发国家工程实验室，陕西　西安　710018）

气井井筒积液量计算方法研究

贾友亮1，2李辰1，2惠艳妮1，2李丽1，2

（1.中国石油长庆油田公司油气工艺研究院，陕西西安710018；2.低渗透油气田勘探开发国家工程实验室，陕西西安710018）

对井筒积液情况的准确判断是气井开展排水采气作业的重要前提，目前的积液诊断方法主要通过气井临界携液流量理论进行定性判断，利用井口油套压差进行积液量的估算，计算精度低，现场实测方法实施费用高且难以掌握积液量的动态变化。通过对气井生产过程中井筒压力分析，建立了一种新的积液量计算方法，可通过气井油套压、产气量等生产数据计算任意时间点的井筒积液量，为气井排水采气措施的选择及工艺参数的优化提供依据。

气井积液计算方法排水采气

0　引言

气田开发中后期，井筒积液是影响气井正常生产的重要因素，为提高气井采收率，多采用泡排、气举等排水采气技术维持气井的稳定生产。对气井井筒积液情况的准确判断是开展排水采气措施的重要前提。目前的井筒积液诊断方法包括理论分析法及实测法：理论分析法首先利用气井临界携液流量理论结合采气曲线特征对气井是否存在井筒积液进行定性判断，再利用井口油套压差估算井筒液量，该方法只能计算出关井状态下油管与环空的相对液位差，实际应用时误差较大［1-3］；实测法是利用压力计算测试井筒压力分布，进而分析获得油管内的液面深度数据，其投资成本高、无法实现连续监测。针对上述问题，笔者根据气井生产过程中井筒压力分析，建立了一种新的积液量诊断方法，结合环空液面实时监测，可计算任意时间点的井筒积液量，并通过现场应用对该方法的准确性进行了验证。

1　积液量计算模型的建立

气水同产井井筒积液主要由3部分组成：油管积液、油套环空积液、油管鞋以下井筒底部积液［4-5］，见图1。

图1　气水同产井井筒积液示意图

1.1油套环空液量

根据环空液面深度的实时测试结果及油套管尺寸参数计算：

式中，Qc为；D1为套管内径，m；d2为油管外径，m；H为油管下深，m；hc为环空液面深度，m。

1.2油管液量

首先根据井口套压及环空液面深度计算管鞋处的井底流压，然后根据井口油压采用流动气柱计算方法试算油管液面深度，确定油管积液量。

1）计算井底流压（油管鞋处压力）。根据环空内压力平衡关系，管鞋处压力为气液界面处压力（根据井口套压按静气柱方法计算）与下部静液柱压力之和：

式中，pwf为管鞋处压力，MPa；pc为井口套压，MPa；pw为井筒积液密度，kg/；γg为天然气相对密度，无因次；为气体平均绝对温度，K；为天然气平均偏差系数，无因次。

2）计算油管液面深度。假设油管积液深度为ht（油管液面至井口距离），采用流动气柱方法计算井底流压，通过反复比较与pwf，确定ht，计算流程见图2。

图2　油管积液深度计算流程图

摩阻系数f按Jain公式计算：

式中，μg为天然气黏度，mPa·s；Re为雷诺系数；r为管壁粗糙度，m。

3）计算油管积液量

1.3油管鞋以下井筒积液量

根据油管下深、人工井底深度及套管规格参数计算：

综上，井筒内总液量为3部分积液量之和：

根据上述方法建立井筒积液量计算流程见图3。

图3　井筒积液量计算程序框图

2　应用实例

根据上述流程编制井筒积液量计算软件，选取长庆气田两口井进行现场试验（表1），试验过程中采用声波测试获取环空液面深度数据，为了验证该方法的准确性，利用压力计实测油管液面深度，将实测数据与软件计算结果进行对比（表2），以此作为验证该方法准确性的依据。

表1　两口试验井基础数据及生产数据表

苏**2井积液量计算结果及油管压力梯度测试曲线见图4和图5。

表2数据表明，采用该方法的计算结果与实测数据误差小于10%，能够满足现场井筒积液量监测的应用要求。

图4　苏**2井积液量计算结果图

图5　苏**2井油管压力梯度测试曲线图

表2　油管液面深度计算结果与压力计实测数据对比表

3　结论

1）通过气井井筒压力分析结合环空液面测试建立了一种新的井筒积液计算方法，可根据气井生产数据计算任意时间点的井筒积液量

2）现场应用计算结果与实测数据平均误差小于10%，为积液气井排水采气措施选择及制度优化提供了准确依据。

［1］康成瑞，徐斌，李兴.天然气井井筒积液预测方法解析［J］.新疆石油天然气，2009，5（2）：74-76.

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［4］金忠臣，杨川东，张守良，等.采气工程［M］.北京：石油工业出版社，2004.

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（编辑：李臻）

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2095-1132（2016）04-0041-03

10.3969/j.issn.2095-1132.2016.04.011

修订回稿日期：2016-04-01

中国石油天然气股份有限公司项目：“长庆油田油气当量上产5000万吨关键技术”（项目编号：2011E-1306）。

贾友亮（1981-），从事采气工艺研究工作。E-mail：jyoul_cq@petrochina.com.cn。