论文部分内容阅读
摘要：天然气井积液是影响气井产量的关键因素，随着后期开采压力的降低，天然气中的饱和水析出，积液现象更为严重。目前的天然气临界产量计算模型都是建立在直井的基础之上的，没有考虑斜度对携液的影响。但是海上天然气井大多为定向井，液滴在运动过程中将会与管壁发生碰撞并最终沿管壁滑动，现有模型均忽略这一影响。本文根据海上天然气井的特点，以适合海上低压定向井特点的Coleman模型为基础，考虑斜角的影响进行了修正，提出了斜度天然气井临界携液产量预测的模型，并推导出了快速修正系数。
关键词：低压定向井 Coleman模型 临界携液气量 修正
1 引言
天然气气藏一般都是有水气藏，而天然气的开发一般以衰竭方式进行，依靠地层压力实现自喷生产。在开发过程中随着地层压力的降低及边底水的突进，天然气井中伴生水存留会逐渐增多，形成积液，影响采收率。若气井没有足够的能量将水连续带出井筒，最终积液汇聚井底将气井压死。因此避免气井积液发生的关键是保证有足够的流动速度将地层产生的游离水或天然气中产生的凝析液携带到地面。海上气田受制于平台位置的影响，定向井较多，一旦发生积液现象造成停产修井成本极高，对产量影响巨大。
针对气井临界流量的计算，国内外有许多学者提出了计算模型。目前应用较多的临界流量模型有Duggan 模型，Turner 模型，Coleman 模型，Nosseir 模型，李闵模型，杨川东模型等。Duggan模型是基于统计数据得到了气井临界流量表达式，而后几种模型以液滴模型为基础，以井口或井底条件为参数，推导出的临界流量公式[1]。
但上述模型均没有考虑定向井管壁对滴液的碰撞影响[2-4]，这在定向井的实际生产过程中显然是不合理的。因此在定向井中有必要考虑油管壁对液滴的影响因素，对气井携液模型进行修正以满足海上斜度天然气井的携液预测需求。
2 临界速度和临界产量模型
2.1建立模型[6]
液滴在油管内的受力如图1所示，在运动过程中液滴主要受到3个力：天然气流对其施加的拽力R、浮力Fr与重力Fg。在直井中拽力R与浮力Fr共同作用克服液滴的重力Fg使液滴沿井筒方向前进，定向井中拽力R与浮力Fr存在一定的角度α，二者共同作用使液滴沿井筒方向前进。但是在垂直方向上，只有当拽力R的分力与浮力共同作用克服液滴的重力时液滴才能维持在油管中运动。
从表3中可以看出，因井底压力最高天然气体积最小，因此在井底处需要最大携液气量，本文方法的计算结果精度较几种常用计算公式更为精确。
4 总结
本文针对井口压力相对较低的定向气井临界携液的特点，在Coleman模型的基础上进行了修正，并给出了修正系数的速查表，使用方便，计算准确。
参考文献
[1] 向耀权，辛松，何信海，等.气井临界携液流量计算模型的方法综述[J]. 中国石油和化工，2009，：pp55-58.
[2] 李闽，郭平，谭广天.气井携液新观点[J].石油勘探与开发，2001，28（5）：pp105-106.
[3] 李闽，郭平，张茂林，等.气井连续携液模型比较研究[J].西南石油学院学报，2002，24（4）：pp30-32.
[4] 杨文明，王明，陈亮，等.定向气井连续携液临界产量预测模型[J] .天然气工业，2009，29（5）：pp82-84.
[5] 李士伦.天然气工程[M].北京：石油工业出版社，2000：253-263.
[6] 管虹翔，于继飞，房舟，等.大斜度气井临界携液产量预测新方法.中国海上油气，2011，01：pp28-30.
关键词：低压定向井 Coleman模型 临界携液气量 修正
1 引言
天然气气藏一般都是有水气藏，而天然气的开发一般以衰竭方式进行，依靠地层压力实现自喷生产。在开发过程中随着地层压力的降低及边底水的突进，天然气井中伴生水存留会逐渐增多，形成积液，影响采收率。若气井没有足够的能量将水连续带出井筒，最终积液汇聚井底将气井压死。因此避免气井积液发生的关键是保证有足够的流动速度将地层产生的游离水或天然气中产生的凝析液携带到地面。海上气田受制于平台位置的影响，定向井较多，一旦发生积液现象造成停产修井成本极高，对产量影响巨大。
针对气井临界流量的计算，国内外有许多学者提出了计算模型。目前应用较多的临界流量模型有Duggan 模型，Turner 模型，Coleman 模型，Nosseir 模型，李闵模型，杨川东模型等。Duggan模型是基于统计数据得到了气井临界流量表达式，而后几种模型以液滴模型为基础，以井口或井底条件为参数，推导出的临界流量公式[1]。
但上述模型均没有考虑定向井管壁对滴液的碰撞影响[2-4]，这在定向井的实际生产过程中显然是不合理的。因此在定向井中有必要考虑油管壁对液滴的影响因素，对气井携液模型进行修正以满足海上斜度天然气井的携液预测需求。
2 临界速度和临界产量模型
2.1建立模型[6]
液滴在油管内的受力如图1所示，在运动过程中液滴主要受到3个力：天然气流对其施加的拽力R、浮力Fr与重力Fg。在直井中拽力R与浮力Fr共同作用克服液滴的重力Fg使液滴沿井筒方向前进，定向井中拽力R与浮力Fr存在一定的角度α，二者共同作用使液滴沿井筒方向前进。但是在垂直方向上，只有当拽力R的分力与浮力共同作用克服液滴的重力时液滴才能维持在油管中运动。
从表3中可以看出，因井底压力最高天然气体积最小，因此在井底处需要最大携液气量，本文方法的计算结果精度较几种常用计算公式更为精确。
4 总结
本文针对井口压力相对较低的定向气井临界携液的特点，在Coleman模型的基础上进行了修正，并给出了修正系数的速查表，使用方便，计算准确。
参考文献
[1] 向耀权，辛松，何信海，等.气井临界携液流量计算模型的方法综述[J]. 中国石油和化工，2009，：pp55-58.
[2] 李闽，郭平，谭广天.气井携液新观点[J].石油勘探与开发，2001，28（5）：pp105-106.
[3] 李闽，郭平，张茂林，等.气井连续携液模型比较研究[J].西南石油学院学报，2002，24（4）：pp30-32.
[4] 杨文明，王明，陈亮，等.定向气井连续携液临界产量预测模型[J] .天然气工业，2009，29（5）：pp82-84.
[5] 李士伦.天然气工程[M].北京：石油工业出版社，2000：253-263.
[6] 管虹翔，于继飞，房舟，等.大斜度气井临界携液产量预测新方法.中国海上油气，2011，01：pp28-30.