气井积液现存模型评析李新宇

《气井积液现存模型评析李新宇》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、气井积液现存模型评析摘要气井积液现象是由多相流体流动引起的，当井底含液量增加，井底回压变大（主要是重力引起），最终影响气体在地层中的流动，甚至导致气井停产。尽管人们对多相流体流动基本规律的了解仍很薄弱，石油界己认识到气井积液现象的重要性，并应用多种方法试图攻克这一难题。这篇文章讨论了与气井积液相关多相流体流动的复杂性，回顾了现存气井积液模型、诊断方法、防治修补措施。同时，文章认真分析了近期人们建立气藏与井眼动态互动模型所做的尝试，指出现存模型的缺点，强调模型建立要注重多相流的过渡特征。引言积液气井生产时是不能自行清除积液的。当井筒内

2、气体上升速度小于临界速度时，夹带在气流中的液体就会回落。随着井底积液增多，水力回压增加，井筒内的多相流动受到扰乱，流态发生变化，气井产量减少，甚至会造成气井停产。图1给出了气井积液的过程。井1中，气体流速很高，可以把所含的液体全部携带至地面。但在井2中，由于气体流速降低或液体含量增加，井筒能量不足，部分液滴开始回落。随着液滴的不断回落，井底压力增加，井底汇集的液体足以反渗到井底附近地层，如井4。积液倒灌使得积液减少，流体得以再一次流动，并将携液带至地面，如井5。假如气井积液类型为典型的间歇气井积液，这个循环会持续下去，直到气藏压力整

3、体开始下降或产液量整体上升。气井中液体主要來源：1、井筒内水蒸气的冷凝。2、由于井筒温度、压力沿井底至地面下降，蒸气冷凝。当凝析液饱和度高于临界值时，井简附近地层或井筒中的凝析液就会沉降。3、地层压力下降时，地层水的侵入。气井积液现象一般发生在地层能景低，致密砂岩地层以及高汽液比，高丰度储层中。由于故障井仍可以继续生产，且在很长时间内不能暴露出明显的受损迹象。因此，在石油界，积液诊断是一项十分网难的工作。积液的典型迹象主要有：气井累计产量曲线的突然下降，地面附近井筒内出现流体段塞流动，压力梯度曲线发生变化，井口温度，产水量或气液比降

4、低。一般地，从生产井相关生产数据同时间的关系曲线，才可以判断出气井积液，如图2。10000OnsetofL10/1/2001□ooOoooO8642oOO1^110006/1/20018/1/2001GasRate-•—WaterRateWellheadPressure4/1/2001a)!cod©Jnss2dFig2:Wellperformancedataindicatesliquidloading(Suttonetat2003)尽管石油界里也有许多现成技术能够减少积液所造成的危害，但是仍没有可以帮助技术人员对特定积液井，选择恰当

5、的补救措施的可靠预测模型。目前，常用的预测和诊断气井积液模型都建立在稳态分析基础之上。因此,不可用于动态积液过程的处理，如井底静液的积累，井底回压的增加。石油领域工程界和学术界正努力把观测井的动态变化与积液的典型过程一间歇积液相结合。甚至在动态井简多相模型中，流动状态仍被错误地认为是稳态流动。同时，IPR曲线用来表征油藏特征。因此，也就导致井筒与油藏之间的边界特征与实际边界特征产生偏离。一种比较可靠的模型是动态多相流井筒模型，它把井眼附近那种具有动态特征的储层视为边界条件。这种动态、完整的模型对理解图1积液周期以及图3重组分有反注入

6、储层是非常有益的。✓文章下面的内容回顾了目前预测井筒积液发生，模拟井筒随后变化的模型，同时也分析了积液期间储层与井筒之间动态变化的最新研究成果。现行的模拟方法与气井积液有关的多相流动问题仍然是石油界的难题。应用杜特尔标准，人们为预测井筒积液前流体流动做了许多工作，但它们并未考虑积液的动态变化。开发人员利用杜特尔标准设计生产系统，使得气流速度足以提升井筒内的积液，但这并不能反映积液的严重程度，或者积液对产景的影响速率。杜特尔等人在1969年，从流体液滴动态角度出发，应用“液滴模型”来计算垂立井筒气体提升积液的临界流速。对应模型某一流速

7、，气流对液滴的拖拽力Fd，液滴的重力分别如下：FD=~CdFgS（PL-Pg）拽力F；，与液滴的重力相同时，气流速度为气流提升液滴所需的最低流速，液滴处于悬浮平衡状态。气液系统和液滴受力分析如图4:GravityFig4:Liquiddroplettransportedmaverticalgasstream(Leaetal.，2003).对给定条件的井筒，在环状流动下（液膜附在油管壁上，气体分布于油管中心，形成气芯，气体携带液滴上升），若气流速度大于临界流速，则反之，则E'F。，此时，流态就会转变为段塞流，液滴开始回落至井底，井简积

8、液发生。在时，气体流速为临界流速，有式：1），（MUxV奶=丁S[Pl-Ps}求解式（3）得临界流速为（4）S(pL_Ps、ddPS^D0.5液滴半径&同气体流速有关⑷可用韦伯数Nwe来表示:(5)dd=由式（5）和式（6）得气体拖拽