曹強強，張國強

(1 西安石油大學石油工程學院，陜西 西安 710065；2 陜西延長石油天然氣有限責任公司，陜西 延安 716000)

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延長氣田氣井提產(chǎn)攜液預(yù)測與研究

曹強強1,2，張國強1

(1 西安石油大學石油工程學院，陜西 西安 710065；2 陜西延長石油天然氣有限責任公司，陜西 延安 716000)

通過對延氣2-延128井區(qū)氣井相關(guān)分析，以及對Turner模型、Coleman模型、李閩模型和王毅忠模型進行對比，綜合以上分析結(jié)果，選擇有積液現(xiàn)象的井筒進行攜液流量模型分析，最終擬合出合適延氣2-延128井區(qū)氣井的模型并進行預(yù)測，擬合結(jié)果的準確率達到94%以上，同時找出溫度和管徑對攜液量的影響關(guān)系，外界因素中主要以油管尺寸影響較大，攜液量與管徑成正比。

氣田；提產(chǎn)攜液；臨界流量模型

隨著氣田的開發(fā)，積液一直是個十分嚴重的問題。我們需要在采氣過程中將氣體從井底攜帶至地面，這樣不但能夠大幅降低成本，而且對提高氣田采收率的影響也很大。多年來，自Turner等[1]建立了液滴模型，并通過上調(diào)20%的結(jié)果來提高與實際的接近程度，該方法逐漸得到廣泛地應(yīng)用，為氣井產(chǎn)氣量的起著重要的作用[2-4]。

據(jù)延氣2-延128井區(qū)氣井資料分析發(fā)現(xiàn)，其21口測試井內(nèi)有6口井存在井筒積液現(xiàn)象，通過研究對井筒積液問題進行深入分析評價，對該氣田的更好開發(fā)提供參考依據(jù)。

1 攜液模型計算及應(yīng)用

1.1 常用攜液臨界流量模型

目前常用的攜液臨界流量模型有Turner模型、Coleman模型、李閩模型和王毅忠模型(見表1)。采用Turner模型、Coleman模型、李閩模型和王毅忠模型對延氣2-延128井區(qū)氣井井筒積液診斷結(jié)果進行了預(yù)測(表2)，得到Turner模型預(yù)測準確率為23.53%，Coleman模型準確率為26.47%，李閩模型準確率為58.82%，王毅忠模型準確率為67.65%，說明這些方法不適用于延氣2-延128井區(qū)氣井井筒積液的預(yù)測，應(yīng)該采用新的計算模型來預(yù)測延氣2-延128井區(qū)氣井臨界攜液流量。

表1 常用攜液模型臨界流速表達式

表2 各種模型預(yù)測延氣2-延128井區(qū)氣井臨界攜液流量準確率

1.2 延氣2-延128井區(qū)氣井攜液模型

根據(jù)Turner模型、Coleman模型、李閩模型和王毅忠模型的推導(dǎo)過程及推導(dǎo)結(jié)果可以發(fā)現(xiàn)：雖然不同方法的臨界流速表達式不同，但它們也只是系數(shù)不同[5-7](表1)。根據(jù)延氣2-延128井區(qū)氣井積液診斷結(jié)果，去擬合延氣2-延128井區(qū)氣井臨界流速表達式，擬合得到延氣2-延128井區(qū)氣井臨界流速的系數(shù)為1.11，預(yù)測數(shù)據(jù)個數(shù)34個，預(yù)測正確個數(shù)32個，準確率為94.12%(表3)，從而得到延氣2-延128井區(qū)攜液臨界流量模型。

延氣2-延128井區(qū)臨界流速表達式為：

(1)

延氣2-延128井區(qū)氣井攜液臨界流量為：

(2)

式中：ucr——卸載流速，m/sqcr——卸載流量，104m3/dA——油管截面積，m2P——油管流壓(井底或任意點的壓力)，MPaT——油管流溫(井底或任意點的溫度)，KZ——P，T條件下的氣體偏差系數(shù)ρ——液體P，T條件下(油或水)密度，kg/m3ρg——氣體P，T條件下密度，kg/m3σ——氣液界面張力，mN/m

如果σ有實驗測定值，直接采用實驗值，如果沒有實測值，采用相關(guān)式進行計算。

表3 延氣2-延128井區(qū)模型的部分預(yù)測結(jié)果

1.3 氣井排液極限產(chǎn)量

1.3.1 不同油壓和井口溫度

取油管內(nèi)徑為62 mm，設(shè)立溫度分別為0 ℃、5 ℃、10 ℃、20 ℃、30 ℃、40 ℃，采用延氣2-延128井區(qū)氣井攜液臨界流量預(yù)測模型，對延氣2-延128井區(qū)不同油壓、不同井口溫度下保證氣井正常生產(chǎn)的產(chǎn)量(攜水臨界流量)進行了預(yù)測，以供生產(chǎn)過程中考慮攜水問題時作為產(chǎn)量調(diào)整的依據(jù)，見圖1。

圖1 不同油壓和不同井口溫度下的攜水臨界產(chǎn)量

從圖1可以看出：攜水臨界產(chǎn)量隨著油壓的增加而增加，但增加幅度減小，當油壓低于10 MPa時，攜水臨界產(chǎn)量增加較快，當油壓高于10 MPa時，攜水臨界產(chǎn)量增加較慢；攜水臨界產(chǎn)量隨著井口溫度的增加而減少，但影響較小。

1.3.2 不同油管尺寸

井口溫度對攜水臨界產(chǎn)量影響較小，取井口溫度為20 ℃，采用延氣2-延128井區(qū)氣井臨界攜液流量預(yù)測模型，對延氣2-延128井區(qū)不同油管尺寸、不同油壓下保證氣井正常生產(chǎn)的產(chǎn)量(攜水臨界產(chǎn)量)進行了預(yù)測，以供生產(chǎn)過程中考慮攜水問題時作為產(chǎn)量調(diào)整的依據(jù)，見圖2。

圖2 延氣2-延128井區(qū)不同油壓和不同油管尺寸下的攜水臨界產(chǎn)量

從圖2可以看出：攜水臨界產(chǎn)量隨油管內(nèi)徑的減小而大幅減小，即攜液量與管徑成正比，當管徑小于1.5英寸時變換幅度降低。

2 結(jié) 論

(1)通過延氣2-延128井區(qū)氣井積液診斷結(jié)果，得到了適合延氣2-延128井區(qū)氣井臨界攜液流量預(yù)測模型。

(2)利用修正后的模型預(yù)測后的正確率可達到94%以上，遠高于常規(guī)的預(yù)測模型。

(3)外界因素中主要以油管尺寸影響較大，攜液量與管徑成正比，以1.5英寸為明顯的分界線，而與井口溫度成反比，但影響較小。

[1] Turner R G, Hubbard M G, Dukler A E. Analysis and Prediction of Minimum Flow Rate for the Continuous Removal of Liquid from Gas Wells[J]. Journal of Petroleum Technology, 1969, 21(11):1475-1482.

[2] 楊繼盛.采氣工藝基礎(chǔ)[M].北京:石油工業(yè)出版社,1995:23-78 [3] 金忠臣.采氣工程[M].北京:石油工業(yè)出版社,2004:44-56.

[4] 郭平, 徐榮, 李洪建,等. 一種適用于高溫高礦化度井化排采氣的起泡劑[J]. 鉆采工藝, 1999, 22(5):72-74.

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Prediction and Research on Carrying Fluid of Extension of Gas Well in the Gas Field

CAOQiang-qiang1,2,ZHANGGuo-qiang1

(1 School of Petroleum Engineering, Xi’an Shiyou University, Shaanxi Xi’an 710065;2 Shaanxi Petroleum and Natural Gas Co., Ltd., Shaanxi Yan’an 716000, China)

Through the correlation analysis of Yan qi 2-Yan 128 wells and the comparison of turner model, Coleman model, Li Min model and Wang Yizhong model, combining the above analysis results, the wellbore with liquid effusion was chose to carry on liquid flux model analysis, and finally the model of Yan qi 2-Yan 128 well was predicted and the accuracy of the fitting was over 94%. At the same time, the influence of temperature and pipe diameter on the liquid carrying capacity was found out, in the external factors, tubing size had greater impact, carrying liquid volume was proportional to the diameter.

gas field; liquid carrying; critical flow model

曹強強(1986-)，男，助理工程師，主要從事天然氣化工與技術(shù)開發(fā)。

TE373

A

1001-9677(2016)021-0152-03