氣井井筒積液預測模型優選

李品 江厚順 王萌

摘 要：氣井開采過程中，井筒中會有積液產生，若井底積液不能及時排出，就會影響氣井的產量，嚴重時甚至會導致氣井水淹停產。因此，預測井筒積液變得十分有必要。預測井筒積液的方法有很多，國內外主要通過應用氣井攜液臨界流量來進行積液預測。目前現場主要應用Turner模型進行井筒積液的判斷，但對于不同的區塊有一定的局限性。在氣井中液滴為扁平形的基礎上，推導出了一種新的積液模型，將其與常見的幾種積液模型進行對比。通過對延長部分區塊的54口產水氣井進行積液預測，將預測結果與井的實際積液情況進行匹配，進而進行積液預測模型的優選。經過對比分析，文中推導的新模型更符合該區氣井的實際情況。

關 鍵 詞：井筒積液；攜液臨界流量；積液預測；模型優選

中圖分類號：TE 357 文獻標識碼： A 文章編號： 1671-0460（2016）08-1820-04

Abstract： In gas well production process， wellbore fluid often appears. If the fluid can not be ejected， the gas production will be affected. As the condition is getting worse， the gas well might be shut down because of water-flooding. Therefore it is necessary to forecast the wellbore fluid in the well. While， there are many methods to forecast the wellbore fluid. For example， critical flow rate of liquid carrying in applicable gas well is widely used to forecast and evaluate the wellbore fluid phenomenon at home and abroad. At the moment， Turner model is mainly used to make judgment about the wellbore fluid in the wellbore， but it can not be suitable for every districts. On the basis of oval drop in the gas well， a new wellbore fluid forecasting model was developed， and it was compared with several common wellbore fluid forecasting models. Optimal selection of forecasting models was carried out by means of matching the actual wellbore fluid extent in field with forecasting results in 54 gas wells in Yanchang block. The results show that the new model is more suitable for the field condition.

Key words： wellbore fluid； critical flow rate of carrying liquid ； wellbore fluid forecasting ； model optimization

氣井井筒積液預測是氣藏工程研究和氣藏開發的重要內容，隨著有水氣藏的不斷開發，氣井必然產水。隨著開采時間的延長，地層能量逐漸減少，氣體攜帶液體的能力下降，井口油壓急劇降低，井底出現積液現象[1]，嚴重時會導致氣井水淹停產。因此，提早進行積液的判斷變得十分有必要，預測井筒積液方法多種多樣，國內外主要通過氣井攜液臨界流量來進行積液預測。最常用的模型包括Turner模型、Coleman模型、李閩模型和王毅忠模型，但每一種模型都有一定的局限性。文中在氣井中液滴為扁平形的基礎上，建立了一種新的積液模型，并且將其與常見的幾種積液模型進行對比，進而進行模型的優選。

1 幾種常用預測模型

為了檢驗氣井井筒中是否產生了積液，國內外許多專家學者已經提出了計算氣井攜液臨界流量的公式 。在現場施工中，常用到的臨界流速模型有Turner 模型、Coleman 模型、李閩模型、王毅忠模型，這些模型能夠對現場預測氣井積液起到幫助[2]。而文中也是通過這些模型來進行判斷對比。判斷依據如下：氣井產氣量是否小于氣井攜液臨界流量（表1）[3]。

2 文中新模型

Hinze的研究表明，影響氣流中液滴運動的兩種作用力分別為使液滴趨于扁平形的速度壓力和使液滴保持為球形的表面張力，在兩種力的相互作用下，液滴會呈現為扁平形或球形。液滴的形狀主要由韋伯數（ ）決定：表示為速度壓力與表面張力之比。Hinze指出韋伯數對液滴的形狀其主導作用，對于自由降落的液滴，當 時，液滴為扁平形；當 時，液滴為圓球形，這個數值即為韋伯數的臨界值。

3 實例分析

為了簡化繁雜的計算過程以及大量數據的處理，通過C#編程語言和SQL Sever2008數據庫編寫程序來進行計算和對比優選操作，軟件流程圖如圖1所示。

現以延長XX區塊54口氣井為例，該區塊的54口井中，產量大于20 000 m3的井9口，其平均無阻流量為222 000 m3，日均產氣量35 600 m3，日均產水0.68 m3，初始平均油壓17.26 MPa，結束時平均油壓14.46 MPa，油壓下降較小，生產較穩定；產量大于10 000 m3的井23口，其平均無阻流量為58 000 m3，日均產氣量14 540 m3，日均產水0.59 m3，初始平均油壓17.62 MPa，結束時平均油壓10.33 MPa，油壓下降程度較大，生產狀態相對穩定，但是部分井已存在積液現象；產量小于10 000 m3的井22口，平均無阻流量為23 800 m3，日均產氣量6 580 m3，日均產水0.54 m3，初始平均油壓15.75 MPa，結束時平均油壓6.45 MPa，油壓下降程度大，生產動態不穩定，大部分氣井都出現了積液現象。

由于井數較多，這里只列出10口井的基本參數和這10口井的對比結果。氣井基本參數表如表3所示，預測結果與實際結果對比表如表4所示。

針對于此區塊的54口氣井，在這5種積液預測模型中，其與實際積液情況的匹配率分別為：51.85%，53.7%，68.52%，75.93%，88.89%。從Turner模型、Coleman模型的預測結果來看，幾乎所有的氣井都產生了積液，與該區塊的現場情況不符合，雖然李閩模型和王毅忠模型的預測結果與現場積液判斷匹配率較高，但是相對于新模型與現場積液的匹配率為88.89%來說，誤差較大，因此新模型更適合該井區的實際情況，所以選用新模型作為該區塊攜液臨界流量模型來進行計算。

通過分析可知：利用新模型、生產數據對比分析法以及部分井生產測試法進行積液判斷可以初步了解氣井的積液情況，在缺少測試儀器的情況下，可以直接使用該方法判斷該區塊其它產水氣井的積液情況，為氣井采取下一步工藝措施提供一定的理論依據。

4 結 論

（1）由實例中的匹配結果可知，其它四種模型的匹配率對于本區塊的氣井的積液預測結果準確率較低，不能很好的適應該區的積液氣井。而文中的新模型相對來說更符合實例中區塊氣井的積液預測，驗證了新模型判斷該井區積液氣井的適用性。

（2）使用新模型計算該區塊各氣井的攜液臨界流量，并與氣井實際流量進行對比，發現54口氣井中有28口氣井存在積液現象，比例較大。所以需要優選相應的排水采氣工藝排出井底積液，保證氣井正常生產。

（3）文中的新模型存在一定的局限性，雖然匹配率較高，達到88.89%，但仍不能很準確的反映井筒中的實際情況。應建立一個更符合實際情況的積液預測模型。

參考文獻：

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