泡沫排水采气井井下节流压降规律实验及模型修正

王志彬 白慧芳 孙天礼 朱国 石红艳

1.西南石油大学油气藏地质及开发工程国家重点实验室；2.陕西延长石油(集团)有限责任公司研究院；3.中石化西南油气分公司

气井井下节流结合地面低压集气的开发模式可大幅度降低地面集输工程建设投资，有效提高气田开发效益［1-2］。井下节流+泡沫排水采气工艺在适宜条件下可提高气井的带液能力［3-4］。然而，对于井下节流+泡沫排水采气工艺，如何设计井下节流气嘴的直径和预测嘴前压力具有一定的挑战性。若采用传统气液两相嘴流模型，如Ashford 模型［5］、Sachdeva 模型［6］、Perkins 模型［7］、滑脱数值模型［1］，因这些模型没考虑泡排剂对节流压降的影响，导致气井配产完成率低、嘴前压力预测误差大，难以满足工程要求［8-11］，而目前对泡沫排水采气井井筒中流体的节流压降的定量实验和基础理论研究未见有文献报道。因此，迫切需要实验揭示泡排剂对节流压降的影响规律并建立泡沫流体节流压降预测模型。搭建了泡沫流体节流压降实验装置，测试了泡排剂质量分数对临界压力比及节流压降规律的影响；基于实验测试结果对滑脱数值模型的滑落因子关系式进行了修正，使之满足泡沫排水采气井井下节流工艺参数设计的要求。

1 实验装置及实验方法

1.1 实验装置

设计并搭建气井井下节流可视化物理模拟实验装置，如图1 所示。实验装置由气液供给系统、流动管路、测试与数据监测系统组成。实验管段主体部分采用外径40 mm、壁厚5 mm 透明有机玻璃管搭建而成，总高6 m，节流器安装在距入口2.5 m 位置处。……