计算气井最小携液临界流量的新方法

气井最小携液临界流量是采气工程方案编制中的一个重要参数。目前现场主要应用Turner和李闵公式进行气井最小携液临界流量的计算,但这两种公式有一定的局限性。因此,根据气井中运动的球帽形液滴,建立了球帽状液滴模型的气井最小携液临界流量计算公式。并对实际井例进行了计算,给出了气井携液过程中不同分散相存在时的最小携液临界流量的确定方法。

气井临界携液流量的计算方法

在气藏开发中,气井井底的液量若不能及时排出,就会在井底聚集,将会形成积液,严重时造成水淹停产,因此,预测气井积液很重要。目前现场主要应用Turner模型进行气井临界携液流量的计算,但有一定的局限性。在实际生产现场,每口井的生产条件是不一样的,因此在计算气井临界携液流量时应先结合拽力系数CD的全域拟合关联式计算出液滴的拽力系数,采用与Turner液滴模型相同的力学分析方法,得到了针对不同生产井的临界携液流量的计算公式。通过实例的计算分析,其预测结果较符合实际生产。

大牛地气田气井全生命周期采气管柱适应性分析

气井投产后随着时间延长,压力、产量会不断降低,其携液能力将逐步减弱,后期需采取各种排液措施方可维持气井正常生产。选择合适尺寸的油管,有利于气井长期保持较好的携液能力,可延缓各种助排措施的时间。以大牛地气田为例,对气井按产量、液气比进行分类,在考虑临界携液流量和井筒压降的基础上,以气井的理论无助排期为主要评价指标,分析不同尺寸管柱在不同类型气井全生命周期中的适应性,为生产实践选择合适的油管提供指导。

气井井筒条件下单液滴动力学特征及其携带临界气流速

准确认识气井井筒条件环状流场中单液滴的动力学特征和正确计算液滴携带临界气流速是气井连续携液机理研究的重要内容之一。为深入研究气井井筒高温高压条件下液滴的动力学特征,首先建立了气流场中单液滴动力学特征的数值模型及求解方法,采用流体体积函数法(VOF)模拟液滴表面结构,利用直接数值模拟方法(DNS)模拟液滴周围气流场,开发了单液滴动力学特征数值模拟求解器。以气井压力温度为模拟条件,通过逐渐增加气流速而增加韦伯数,模拟得到了液滴椭球度随韦伯数增加而减小、曳力系数随韦伯数增加而增加的规律,和液滴破碎的临界韦伯数为12的认识;基于数值模拟结果和力平衡原理推导了单液滴携带临界气流速预测新模型,新模型中的综合系数为3.31,与李闽椭球模型的综合系数为2.5比较接近。利用公开文献数据对现有单液滴模型进行的适应性评价表明,在低液量(1 m^(3)/d)气井条件下,井筒液滴稀疏、液滴相互作用弱,新模型和李闽椭球模型具有较高的准确性。

积液气井连续管注氮排液工程参数分析

积液气井连续管注氮排液过程中,为了优选注氮排量、注气深度、连续管尺寸及下入速度等参数,基于气液两相流动压降理论及临界携液模型,建立了连续管注氮排液算法模型,从临界注氮排量、井底压力、注氮泵压3个方面对注氮排液参数进行分析,研究了最佳注氮排量范围及排液参数对井底压力和注氮泵压的影响规律。研究结果表明:随着注氮排量的增加,满足临界携液的井筒段增大,对应的井底压力先降低后增大;增大注气点深度、减小连续管下入速度、减小连续管外径均可以获得更低的井底压力;积液黏度仅对泡状流等含连续液相的流型的压降影响较大,对雾状流等含连续气相流型的压降影响较小;连续管外径的改变对泵压的影响最为显著。研究结果可为连续管注氮排液参数的选择提供理论依据。

速度管柱气液两相流算法架构设计及应用

针对速度管柱作业管内与环空两种生产方式中J曲线与IPR曲线的气液两相流算法架构设计及应用问题,基于临界携液流量和流道压降理论,综合考虑储层油气溶解率、气井过载、流体摩擦阻力及IPR曲线模型的合理选择等因素,建立了速度管柱流道压降计算模型。运用插值法和迭代法求解模型,研究分析了输出产量与井底压力及其对应深度的流速特性。研究结果表明:采用小管径的连续管速度管柱能提高井底流速,但管径愈小,管内摩擦阻力愈大,导致流道内沿程压力损失增大而影响携液能力,反而不利于气井高效生产;应使生产特性曲线内临界流量点位于J曲线与IPR曲线交点的左侧,且流道内流体流速高于临界携液流速。研究结果可为速度管柱的优选提供理论依据。

乐东气田水平井井筒积液诊断技术研究

针对海上气田水平井积液监测手段有限、理论模型针对性不强等问题,建立了一套适用于乐东气田的水平井井筒积液诊断技术,包括考虑井斜角影响的水平井临界携液流量预测模型和压降预测模型。研究结果表明斜井段临界携液流量和压降梯度最大,导致在井斜角为30°~50°的井段,特别容易发生井筒滑脱。采用积液诊断技术分析了乐东气田积液情况,准确率达到100%;计算了L3井积液高度;成功指导了L2井进行投棒泡排。水平井井筒积液诊断技术为合理开展排水采气措施提供了科学依据。