基于液膜反轉的定向井臨界攜液模型研究

于相東，石書強，李國良，房金偉，段傳麗，齊丹

（1.中國石油渤海鉆探工程公司油氣合作開發分公司，天津 300457；2.重慶科技大學石油與天然氣工程學院，重慶 401331）

氣井積液是氣井開采中后期面臨的一個重要難題，隨著地層壓力的衰竭、邊底水的錐進，氣體流速逐漸降低，當氣體流速不足以攜帶井筒中的液體時，井筒開始積液，氣井一旦積液，將嚴重影響氣井的正常生產，甚至出現水淹停噴的現象。因此，準確預測氣井積液時機對于氣井的高效開采至關重要[1]。蘇里格區塊屬于典型的低滲致密氣藏，且氣藏水體分布復雜，目前蘇里格區塊定向井占比高達15%，其中蘇20、蘇25、蘇49 和蘇76 區塊已積液氣井占比達到21%，嚴重制約了氣井的正常生產，大幅降低氣井產能。因此，準確預測氣井積液時機對提高蘇里格區塊氣井產量至關重要。常見的TURNER 等[2-4]液滴模型并不適用于蘇里格區塊定向井（現場定向井井斜角低于45°，主要集中在30°左右），現場試驗結果表明，常用的液滴模型預測結果偏低，誤差較大，主要是由于角度的存在使得液滴無法在管道中長距離運移，最終液滴會撞擊管壁形成液膜。表1為不同攜液模型考慮因素匯總，李閩等[5-14]對液滴形狀、曳力系數、安全系數以及模型系數進行了修正。1969年，WALLIS等[15]提出了液膜反轉是氣井積液的主要原因，之后BELFROID 等[16-18]開展了傾斜管氣井攜液機理研究，在TURNER 模型基礎上添加了角度修正項從而建立了適用于水平井的臨界攜液模型，但該模型仍然是液滴模型的延伸，未考慮液體流量（Ql）對臨界攜液流速的影響，與實驗觀察相悖。……