气井积液理论预测及室内实验验证

牛 骏， 柯文奇

(中国石油化工股份有限公司石油勘探开发研究院， 北京 100083)

天然气开采井中常遇到流向反转现象，从而引发“气井积液”，积液的气井产量会显著减小，甚至提前停产[1-2]，因此需要采取一定缓解措施对井筒进行排液。目前常用的排液手段包括泡沫排液、气举排液、井下雾化器等[3]。为了更好地应用排液措施，需要知道在何时进行排水采气作业，即预测气井在何时发生“气井积液”。 此外，有学者通过现场井筒数据拟合得到临界携液流量的预测模型为后续研究提供了经验参考[4]。准确预测气井积液需要深入研究积液的机理，分析导致气井积液的原因，建立合理的积液预测模型。

液滴流动反转和液膜流动反转理论是解释气井积液机理的两种主要观点，液滴反转理论认为井筒内气速降低后，液滴在重力作用下向下流动反转，进而引发积液现象；液膜反转理论认为液体主要以液膜的形式存在于管壁，当气速较高时，气体携带液膜向上流动，当气体流速降低时，气液两相之间的剪力不足以携带液膜流动，液膜在重力作用下开始反转，从而导致积液，目前使用最广泛的液膜反转模型为Barnea[5]提出的理论。虽然液膜反转模型较复杂，但是更符合气液两相环状流动的实验现象。此外，由于积液是产量骤降的瞬态行为，近年来一些研究者也从井筒-储层耦合的角度对积液现象进行解释和分析，目前处于理论研究阶段，尚无能够推广应用的计算模型。……