間歇低產(chǎn)氣井井筒攜液敏感性模擬分析

梁 平，郭 瑜，唐 靜，蔣 欣，盧海東

（1.重慶科技學(xué)院石油與天然氣工程學(xué)院，重慶 401331；2.西南油氣田分公司安全環(huán)保與技術(shù)監(jiān)督研究院，四川成都 610000）

目前存在的臨界攜液流量模型是通過對井筒內(nèi)液滴的不同形狀進(jìn)行計算：Turner等[1-2]針對不同井型或頁巖氣等情況提出了一些氣井臨界攜液流量計算式。本文通過臨界攜液流量以及臨界攜液流量比來判斷井筒是否存在積液，簡便且易于實時監(jiān)察氣井生產(chǎn)狀況。由于研究區(qū)塊大多為低壓氣井，再加上后續(xù)井筒流型預(yù)測結(jié)果顯示并非霧狀流，符合Coleman在Turner模型基礎(chǔ)上提出的適用于低壓氣井的臨界攜液計算條件，故考慮其進(jìn)行氣井臨界攜液能力計算。

1 氣井?dāng)y液能力預(yù)測

根據(jù)現(xiàn)場工藝參數(shù)、流程搭建相應(yīng)的井筒物理模型，使得最終的井筒多相流相關(guān)式符合實際生產(chǎn)情況[3]，進(jìn)行氣井?dāng)y液能力與積液量預(yù)測[4]：

M井的井口油壓在生產(chǎn)波動時，臨界攜液產(chǎn)氣量應(yīng)達(dá)到1.53×104～2.18×104m3/d；且井筒內(nèi)的任一深度處，氣井?dāng)y液流速比值都超過1，由此初步判斷該氣井井筒出現(xiàn)積液，軟件運行結(jié)果與現(xiàn)場工況實際基本相符，進(jìn)一步驗證了模型的可靠性。

2 油管尺寸對井筒流動參數(shù)的影響分析

針對氣井產(chǎn)生積液的情況，除了采取常規(guī)的泡排手段外，本案例還對氣井進(jìn)行影響因素的敏感性參數(shù)分析，以便于在生產(chǎn)過程中采取與之相對應(yīng)的措施進(jìn)行管控，延緩氣井積液情況的產(chǎn)生。主要從油管尺寸和油藏壓力兩個方面進(jìn)行井筒流動參數(shù)的影響分析[5]。

2.1 井筒持液率對油管尺寸的敏感性

利用軟件模擬計算了現(xiàn)場生產(chǎn)實際中的三種油管尺寸Φ73.02mm、Φ60.32mm、Φ48.26mm下，M井的井筒內(nèi)持液率變化情況（井口油壓為1.0～3.0MPa）分析可知：Φ73.02mm和Φ60.32mm油管在井筒內(nèi)持液率陡然增大，而后沿井筒至井口方向逐漸減小，在井口持液率為最小；而Φ48.26mm油管井筒持液率逐漸增大，在井口持液率為最大。可見該井應(yīng)將目前采用的Φ73.02mm改為Φ48.26mm油管，可增強(qiáng)攜液能力。

2.2 氣井產(chǎn)量和臨界攜液流量對油管尺寸的敏感性

氣井產(chǎn)量是決定氣井生產(chǎn)能力的重要指標(biāo)，臨界攜液流量也是判斷氣井是否積液的重要參數(shù)，因此需要進(jìn)一步研究這兩個參數(shù)對油管尺寸的敏感性。模擬在三種油管尺寸下氣井產(chǎn)量、氣井臨界攜液流量隨井口油壓的變化情況[6-7]。結(jié)果如下：

（1）該井油管在當(dāng)前規(guī)格Φ73.02mm的情況下，當(dāng)井口油壓超過2.0MPa時，就無法正常生產(chǎn)，這點與實際生產(chǎn)情況相符合。

（2）井口油壓越高，所需的臨界攜液流量越大，Φ73.02mm和Φ60.32mm油管均出現(xiàn)產(chǎn)氣量小于臨界攜液流量的情況，結(jié)合持液率計算結(jié)果，說明井筒內(nèi)會出現(xiàn)積液現(xiàn)象，直至該井無法正常生產(chǎn)。

（3）改變油管尺寸，氣井產(chǎn)量變化幅度不大，但可維持正常生產(chǎn)；結(jié)合先前計算結(jié)果，小尺寸油管對持液率有好處，建議該井采用Φ48.26mm油管。

3 油藏壓力對井筒流動參數(shù)的影響分析

3.1 井筒持液率對油藏壓力的敏感性

在工程實際中，氣井在生產(chǎn)一段時間后，由于地層壓力下降與積液量的增加，需要間歇關(guān)井以維持產(chǎn)能。因此，利用軟件模擬計算了M井在油藏壓力降低后，氣井井筒內(nèi)持液率的變化情況：在同一油壓情況下，油藏壓力越低，井筒截面持液率越高，當(dāng)油藏壓力降低到20MPa且油壓高于2.0MPa時，或油藏壓力低于20MPa時，計算結(jié)果出現(xiàn)不收斂的情況，可判斷氣井在此條件下已無法正常生產(chǎn)。

3.2 氣井產(chǎn)量和臨界攜液流量對油藏壓力的敏感性

分別模擬計算了M井在油藏壓力降低后，氣井產(chǎn)量和氣井臨界攜液流量隨井口油壓的變化情況：

當(dāng)該井油藏壓力由當(dāng)前的21.85MPa降至20MPa時，僅有井口油壓為1.0MPa時氣井才能正常生產(chǎn)。可見，油藏壓力降低后對氣井生產(chǎn)影響較為顯著，需采取一定的措施，如更換小口徑的油管。

由于M井已投產(chǎn)十年，故只能采取一定的措施延緩積液的發(fā)生，本案例將結(jié)合敏感性分析結(jié)果，模擬計算和分析油藏壓力降低后，將油管（Φ73.02mm）換為較小管徑油管（Φ48.26mm）生產(chǎn)的效果（表1）：即便是油藏壓力降低至19MPa，氣井在不同井口油壓下仍能保持一定的產(chǎn)量，且產(chǎn)氣量明顯大于臨界攜液流量，具有較好的攜液能力，井筒內(nèi)不易形成積液。

表1 油藏壓力降低后，M井采用Φ48.26mm油管生產(chǎn)的計算結(jié)果

4 結(jié)語

1）應(yīng)用軟件搭建合適的井筒多相流模型，可以較好地掌握M氣井井筒積液規(guī)律，并對積液提出有效處理辦法，對蘇里格氣田的開發(fā)具有一定的指導(dǎo)和借鑒意義。

2）氣井產(chǎn)量對油管尺寸不太敏感，但小尺寸油管的持液率大，且臨界攜液流量小，與大尺寸油管相比不容易產(chǎn)生積液現(xiàn)象。

3）在同一油壓情況下，油藏壓力越低，井筒截面持液率越高。

4）為了進(jìn)一步實現(xiàn)氣井的管理，建議在氣井生產(chǎn)初期就開始建模，實行“一井一模”的方式，在氣井開始出現(xiàn)積液現(xiàn)象時，及時采取措施，維持產(chǎn)能，保證氣井的持續(xù)生產(chǎn)。