泡排工艺临界点分析及现场试验.docx

/Natural Gas Technology泡 排 工 艺 临 界 点 分 析 及 现 场 试 验李宝昌 1杨逸 /Natural Gas Technology 泡 排 工 艺 临 界 点 分 析 及 现 场 试 验 李宝昌 1 杨 逸 2 赵哲军 2 雷 炜 2 （1.中国石化西南油气分公司川北采气厂，四川 阆中 637400； 2.中国石化西南油气分公司工程技术研究院，四川 德阳 618000） 摘 要 川西气田的泡沫排水被广泛应用并取得了良好效果。但仍有气井排液效果不理想，分析认为最主要 的原因是泡沫排水采气的时机选择不当。为此，以气井最小携液流速理论为基础，选用改进后的 Tuener 携液模 型，对泡沫排水采气应用时机的初点和末点进行了分析，选择出最佳泡排时机，避免了因时机不对盲目采用泡沫 排水而造成不必要的浪费。 关键词 低压气井 泡沫排水 Tuener 改进 模型 临界携液 中图分类号：TE375 文献标识码：A 对于泡沫排水采气工艺，要想获得良好的应用 效果，就要对其应用时机进行优化选择，因为并不 是所有气井在任何情况下都可以应用泡沫排水采气 工 艺 。 笔 者 研 究 重 点 是 何 时 采 用 泡 沫 排 水 采 气 工 艺 ， 即 泡 排 工 艺 应 用 初 点 ， 以 及 何 时 停 止 泡 沫 排 水，即泡排工艺应用末点。 1 气井携液理论分析 1.1 最小携液理论 气井最小携液流速是气井生产过程中气流能携 带液体的最小流速，也称临界流速。对于一个给定 尺寸的液滴，气体流速必须大于携带液滴的最小流 速，气井才能连续排液。因此当最小携液流速大于 或等于实际流速时，气流能连续将进入井筒的液体 排出井口，反之，井筒将会产生积液，这是确定气 井排水采气的重要依据[ 1-2 ]。长期以来，人们一直沿 用 Tuener 建立的液滴模型计算最小流速。后来，中 国石油大学的李闽教授将这个模型的液滴进行了修 正，即将原来的圆形液滴变为椭圆形液滴。修正后 的临界流速公式为： 临界流速： 临界流量： pAvg q =2.5 x104 x （2） ?c TX 式中：vg 为临界流速，m／s；qsc 为临界流量，104m3／ d；A 为油管截面积，cm2；p 为油管流压（井底或任意 点的压力），MPa；T 为油管流温（井底或任意点的温 度），K；Z 为 p 和 T 条件下的气体偏差系数；ρL、ρg 分 别 表 示 液 体 、 气 体 密 度 ， g／cm3； σ 为 界 面 张 力 ， mN／m。资料缺乏时，以下数据供参考：对水，σw= 60 mN／m；对凝析油，σo=20 mN／m。 用 上 式 计 算 的 数 据 与 气 井 实 际 生 产 数 据 对 比 ， 计算获得的气井最小排液产量与实际生产数据相吻 合，完善了气井连续排液的最小流速携液模型。 1.2 低产水气井泡排时机确定 根据临界携液理论，当实际产量低于临界携液 流量时井底就会产生积液，一般认为一旦气井不能 连续携液，那么应该启用泡沫排水采气工艺。但事 实并非如此，在川西大部分气藏采用排水采气的时 机普遍都较晚，这主要是因为川西气田绝大部分气 井产水量有限，从井筒开始积液到气井停产的时间 较长，而且当积液量较小时加药，由于积液量计算 误差较大，不能很好地优化加药量，达不到将积液 带出井筒的目的，反而会形成新的污染[ 3 ]，因此对 o( gL –gg ) [ ] vg =2.5 （1） g2 g 收稿日期：2008-10-09 作者简介：李宝昌（1980-），工程师，现从事采油采气工作。E-mail： HYPERLINK mailto:yangyi79234@126.com yangyi79234@126.com。 28 /Natural Gas Technology 天然气技术／总第 14 期天然气技术·勘探与开发2009 年于低压低产水气井排水采气工艺应用初点的确定不能严格按照临界携液理论来计算。 对于低压低产水气井，可在监测、分析井筒内 天然气技术／ 总第 14 期 天然气技术·勘探与开发 2009 年 于低压低产水气井排水采气工艺应用初点的确定不 能严格按照临界携液理论来计算。 对于低压低产水气井，可在监测、分析井筒内 积液的基础上进行井底压力计算，并且把计算值与 井底流压进行对比，当井底压力大于井底流压则气 井被压死，否则气井仍有产能。并可根据气井日产 水情况进行井筒内积液高度预测，适时选择采用泡 沫排水采气时机，低产水气井的井底压力计算可根 据液柱和气柱的压力叠加获得，井底积液高度可通 过气井井口油压力之差计算得出。分别应用静止气 柱（套压）和流动气柱（油压）方法可计算井筒