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摘要：延长气田属低渗透气藏，气井采气方式主要采用自喷开采，其中部分气井采用井下节流开采，因此“井筒流动规律”分有节流井和无节流井。主要以收集到的无节流气井相关流压测试数据进行研究。
关键词：气井;井筒;流动规律;压力计算;
由于流体的非均匀性，在气液两相管流中，气液各相的分布状况可能是多种多样.存在着各种不同的流动型态，而气液界面又很复杂相多变。因此，寻求实用、严格的数学应用是很困难的。对于采气工程中的气液两相管流，其核心问题是探讨沿程的压力损失及其影响因素。
1.气井井筒气液流动规律
气液两相流中，不同的流量、压力、管路布置状况和管道几何形状都会造成相界面的形状（分布）的不同，即形成不同的流动结构模式，对此称为流型（流态，流谱）。
由于存在一个形状和分布在时间和空间里是随机可变的相界面，而相间实际上又存在一个不可忽略的相对速度，致使流经管道的分相流量比和分相所占的管截面比并不相等。这就导致了两相流动结构多种多样，流型十分复杂。流型是影响两相流压力损失和传热特性的重要因素。垂直上升管中气水两相流流型主要包括：泡状流、段塞流、环状流、过渡流、环雾流。
（1）泡状流。气泡以不同尺寸的小气泡形式随机离散分布在流动的液体中。显然，此时气体为离散相，而液体为连续相。随着气速的增加，气泡尺寸会不断增大。特征：液相连续，气相不连续;气泡多数呈球形;管子中心气泡密度大，有趋中效应。
（2）段塞流。在气泡流动中当气泡的浓度增高时，气泡聚合为直径接近于管内径的塞状或炮弹状气泡，气泡前端部分呈现为抛物线形状。在这些塞状气泡之间可带有小气泡的液团。当气泡快速上升时，液体在气泡与管内壁间的间隙中流动。特征：大气泡与大液块交替出现，头部呈球形，尾部扁平，形如炮弹;气弹间液块向上流动，夹有小气泡;气弹与管壁间液层缓慢向下流动。
（3）环状流。液流沿着管道的内壁形成一层液体薄膜，而气流则在管道中央流动。这样，气液两相都变成了连续相。不过，在这种情况下，管道中央的气体通常还夹带着一些液滴一起流动。特征：贴壁液膜呈环形向上流动;管子中部为夹带水滴的气柱;液膜和气流核心之间存在波动界面。
（4）过渡流。液相从连续相过度到分散相，气相从分散相过渡到连续相，气体连续向上流动并举升液体，有部分液体下落、聚集，而后又被气体举升。这种混杂的、振荡式的液体运动是过渡流的特征，又被称为搅动流。特征：破碎的气泡形状不规则，有许多小气泡夹杂在液相中;贴壁液膜发生上下交替运动，从而使得流动具有震荡性。
（5）环雾流。当含气率更大时，气弹汇合成气柱在管中流动，液体沿管壁成为一个流动的液环，这时管壁上有一层液膜。通常总有一些液体被夹带，以小液滴形式分布在气柱中。
2.井筒流动模拟计算软件
PIPSIM是集油藏流入动态、单井分析与优化设计、地面管道/设备分析计算、井网/管网分析等为一体的综合分析模拟工具。它可以模拟从油藏到地面处理站的整个生产系统。PIPSIM最大的特点是系统的集成性和开放性，PIPSIM中的每一个模块都可以独立进行分析计算。
（1）丰富的多相流计算方法。PIPESIM几乎包含了所有目前行业公认的垂直和水平多相管流相关式（经验式和机械式）。可以通过井实测数据与这些相关式计算结果的拟合，确定最适合实际流动系统的相关式。同时给出井筒中各处流体物理化学性质。
（2）精确的流体高压物性计算。精确流体的模拟是掌握系统动态的关键，PIPESIM提供了行业标准的黑油相关式和组分模型进行流体物性预测。可以模拟计算从轻油到重油所有范围原油物性， 同时适合粘度最高几万厘泊的稠油油藏。对于组分模型还提供水合物生成计算以及预防效果分析计算功能，同时提供重组分计算及含盐量、结蜡和沥青质生成计算功能。
（3）多种类型油气藏模型。PIPESIM的油氣井模型涵盖了所有标准的完井模型如直井，斜井，水平井和压裂井，它还能根据不同储层流入参数和流体描述建立多层完井模型。同时涵盖了众多油气井流入动态计算方法，并且提供了测试数据拟合流入动态特性功能。
（4）油气井生产参数分析和优化设计。PIPESIM 生产系统分析软件将为您提供一套全面、快速和有效的解决方案，帮助您提高产量和了解油藏潜能。PIPESIM不仅可以模拟从油藏到井口的多相流动，而且可以对地面管道和设备进行动态分析，从而进行综合生产系统分析。
PIPESIM提供对生产井任意生产参数及设备参数进行敏感性分析，同时可运用节点分析方法绘制任意节点处流入/流出曲线，帮助您分析和把握提高产量的机会。此外PIPESIM还包括为油藏数值模拟提供多相管流表以及绘制系统压力温度剖面等功能。气井携液能力计算，给出气井所需临界携液流量，为气井生产提供重要参考。
3.井筒压力计算模型优选
通过对相关测试井进行了井筒压力拟合，其中单相流特征明显的井拟合效果较好，而气水两相流特征明显的井不同两相流模型拟合效果不一样，统计了相关井区不同类型井的井筒压力拟合误差情况。对于气水同产井，由于气携液的不确定性，造成很难模拟预测，使得井筒压力计算难度较大。通过该井区实测气水两相压力数据拟合，3种两相流模型（Gray（modified）、Hagedorn & Brown、Beggs-Brill）拟合可靠性差异不大，其中Gray（modified）模型和Beggs-Brill模型误差较小。
4.节流气井的井筒压力计算
节流气井的井筒压力计算一般有两种方法：利用节流模型+井筒流动模型计算、利用套压从油套环空计算井底压力。但该井区的节流气井井口与地面输气系统连接，井口压力变化已不能反映井底压力变化规律。在实际生产过程中，井口油压在开采过程中基本保持不变，产气量的变化和井口油压变化没有直接关系，如果根据井口油压，利用节流模型+井筒流动模型计算井底压力将会存在问题。
恒定某井的井口压力，利用PIPESIM分别计算1×104m3/d、2×104m3/d、4×104m3/d、6×104m3/d产气量下的井底压力，可得出：随着产量增加，井底压力越大，而实际上产气量越大，生产压差越大，井底压力应该越小，因此，节流气井井底压力不能从井口油压折算到井底。
综上，该井区节流气井井底压力计算方法只能利用井口套压折算到井底，而井筒压力的计算，只能采用节流模型+井筒流动模型从井底向井口计算。
参考文献
[1]何妮茜;涪陵页岩气井井筒积液判别标准[J];当代化工;2020年02期
[2]曹雪峰;贺美玲;新型排水采气技术特性综述[J];石化技术;2015年10期
陕西延长石油（集团）有限责任公司延长气田采气四厂
关键词：气井;井筒;流动规律;压力计算;
由于流体的非均匀性，在气液两相管流中，气液各相的分布状况可能是多种多样.存在着各种不同的流动型态，而气液界面又很复杂相多变。因此，寻求实用、严格的数学应用是很困难的。对于采气工程中的气液两相管流，其核心问题是探讨沿程的压力损失及其影响因素。
1.气井井筒气液流动规律
气液两相流中，不同的流量、压力、管路布置状况和管道几何形状都会造成相界面的形状（分布）的不同，即形成不同的流动结构模式，对此称为流型（流态，流谱）。
由于存在一个形状和分布在时间和空间里是随机可变的相界面，而相间实际上又存在一个不可忽略的相对速度，致使流经管道的分相流量比和分相所占的管截面比并不相等。这就导致了两相流动结构多种多样，流型十分复杂。流型是影响两相流压力损失和传热特性的重要因素。垂直上升管中气水两相流流型主要包括：泡状流、段塞流、环状流、过渡流、环雾流。
（1）泡状流。气泡以不同尺寸的小气泡形式随机离散分布在流动的液体中。显然，此时气体为离散相，而液体为连续相。随着气速的增加，气泡尺寸会不断增大。特征：液相连续，气相不连续;气泡多数呈球形;管子中心气泡密度大，有趋中效应。
（2）段塞流。在气泡流动中当气泡的浓度增高时，气泡聚合为直径接近于管内径的塞状或炮弹状气泡，气泡前端部分呈现为抛物线形状。在这些塞状气泡之间可带有小气泡的液团。当气泡快速上升时，液体在气泡与管内壁间的间隙中流动。特征：大气泡与大液块交替出现，头部呈球形，尾部扁平，形如炮弹;气弹间液块向上流动，夹有小气泡;气弹与管壁间液层缓慢向下流动。
（3）环状流。液流沿着管道的内壁形成一层液体薄膜，而气流则在管道中央流动。这样，气液两相都变成了连续相。不过，在这种情况下，管道中央的气体通常还夹带着一些液滴一起流动。特征：贴壁液膜呈环形向上流动;管子中部为夹带水滴的气柱;液膜和气流核心之间存在波动界面。
（4）过渡流。液相从连续相过度到分散相，气相从分散相过渡到连续相，气体连续向上流动并举升液体，有部分液体下落、聚集，而后又被气体举升。这种混杂的、振荡式的液体运动是过渡流的特征，又被称为搅动流。特征：破碎的气泡形状不规则，有许多小气泡夹杂在液相中;贴壁液膜发生上下交替运动，从而使得流动具有震荡性。
（5）环雾流。当含气率更大时，气弹汇合成气柱在管中流动，液体沿管壁成为一个流动的液环，这时管壁上有一层液膜。通常总有一些液体被夹带，以小液滴形式分布在气柱中。
2.井筒流动模拟计算软件
PIPSIM是集油藏流入动态、单井分析与优化设计、地面管道/设备分析计算、井网/管网分析等为一体的综合分析模拟工具。它可以模拟从油藏到地面处理站的整个生产系统。PIPSIM最大的特点是系统的集成性和开放性，PIPSIM中的每一个模块都可以独立进行分析计算。
（1）丰富的多相流计算方法。PIPESIM几乎包含了所有目前行业公认的垂直和水平多相管流相关式（经验式和机械式）。可以通过井实测数据与这些相关式计算结果的拟合，确定最适合实际流动系统的相关式。同时给出井筒中各处流体物理化学性质。
（2）精确的流体高压物性计算。精确流体的模拟是掌握系统动态的关键，PIPESIM提供了行业标准的黑油相关式和组分模型进行流体物性预测。可以模拟计算从轻油到重油所有范围原油物性， 同时适合粘度最高几万厘泊的稠油油藏。对于组分模型还提供水合物生成计算以及预防效果分析计算功能，同时提供重组分计算及含盐量、结蜡和沥青质生成计算功能。
（3）多种类型油气藏模型。PIPESIM的油氣井模型涵盖了所有标准的完井模型如直井，斜井，水平井和压裂井，它还能根据不同储层流入参数和流体描述建立多层完井模型。同时涵盖了众多油气井流入动态计算方法，并且提供了测试数据拟合流入动态特性功能。
（4）油气井生产参数分析和优化设计。PIPESIM 生产系统分析软件将为您提供一套全面、快速和有效的解决方案，帮助您提高产量和了解油藏潜能。PIPESIM不仅可以模拟从油藏到井口的多相流动，而且可以对地面管道和设备进行动态分析，从而进行综合生产系统分析。
PIPESIM提供对生产井任意生产参数及设备参数进行敏感性分析，同时可运用节点分析方法绘制任意节点处流入/流出曲线，帮助您分析和把握提高产量的机会。此外PIPESIM还包括为油藏数值模拟提供多相管流表以及绘制系统压力温度剖面等功能。气井携液能力计算，给出气井所需临界携液流量，为气井生产提供重要参考。
3.井筒压力计算模型优选
通过对相关测试井进行了井筒压力拟合，其中单相流特征明显的井拟合效果较好，而气水两相流特征明显的井不同两相流模型拟合效果不一样，统计了相关井区不同类型井的井筒压力拟合误差情况。对于气水同产井，由于气携液的不确定性，造成很难模拟预测，使得井筒压力计算难度较大。通过该井区实测气水两相压力数据拟合，3种两相流模型（Gray（modified）、Hagedorn & Brown、Beggs-Brill）拟合可靠性差异不大，其中Gray（modified）模型和Beggs-Brill模型误差较小。
4.节流气井的井筒压力计算
节流气井的井筒压力计算一般有两种方法：利用节流模型+井筒流动模型计算、利用套压从油套环空计算井底压力。但该井区的节流气井井口与地面输气系统连接，井口压力变化已不能反映井底压力变化规律。在实际生产过程中，井口油压在开采过程中基本保持不变，产气量的变化和井口油压变化没有直接关系，如果根据井口油压，利用节流模型+井筒流动模型计算井底压力将会存在问题。
恒定某井的井口压力，利用PIPESIM分别计算1×104m3/d、2×104m3/d、4×104m3/d、6×104m3/d产气量下的井底压力，可得出：随着产量增加，井底压力越大，而实际上产气量越大，生产压差越大，井底压力应该越小，因此，节流气井井底压力不能从井口油压折算到井底。
综上，该井区节流气井井底压力计算方法只能利用井口套压折算到井底，而井筒压力的计算，只能采用节流模型+井筒流动模型从井底向井口计算。
参考文献
[1]何妮茜;涪陵页岩气井井筒积液判别标准[J];当代化工;2020年02期
[2]曹雪峰;贺美玲;新型排水采气技术特性综述[J];石化技术;2015年10期
陕西延长石油（集团）有限责任公司延长气田采气四厂