井筒积液识别

胜利油田浅层产水气藏井筒积液的预测与识别胜利油田浅层产水气藏井筒积液的预测与识别 摘要摘要 胜利油田浅层气藏以河流相沉积的透镜状岩性气藏为主 开发中易出水 井筒积液现象在气藏 开发中较为普遍 由于浅层气藏产液量普遍较小 积液的形成相对较为缓慢 气井正常生产中较难察觉 由于井筒积液容易对近井地带及储层造成伤害 严重影响气井产量 因此井筒积液状况的准确判断 直接 影响产水气藏的开发效果 本文在浅析浅层产水气藏井筒积液形成机理的基础上 对其动态预测与识别方 法进行了探索 主题词主题词 浅层气藏 井筒积液 形成机理 预测与识别 胜利油田浅层产水气藏的开采中 由于产液量较小 一般在 2 5m3 d 多数气井在 正常生产时的流态为雾状流 液体以液滴的形式由气体携带到地面 但当气井产量较小时 将不能提供足够的能量使井筒中的液体连续流出井口 液体将与气流呈反方向流动 并积 存于井底 形成积液 对产层形成回压 回压的增加将大大影响气井的产量 随着产气量 下降 气井的排液能力降低 造成进一步的积液和产量下降 形成恶性循环 由于浅层气 藏产液量普遍较小 积液的形成相对较为缓慢 多数积液气井生产中井口并未见水 因此 较难察觉 为此 笔者根据胜利油田产水气藏开发特点 提出了井筒积液的预测模型和几 种简便的动态识别方法 1 1 根据临界流量预测井底积液根据临界流量预测井底积液 边底水进入井底后 井筒出现气液两相流 当储层的压力较大 气体产量较高的情况 下 井筒内以环雾状流型为主 随着气藏能量降低 气体产量下降 井筒内还会出现搅拌 流和段塞流 一旦井筒内出现了搅拌流或段塞流 气体携液能力明显下降 因此 当井筒 内出现非环雾流时的气体产量可称为气体携液临界产量 气井产量低于临界产量时就会出 现 井筒积液 现象 由于胜利浅层气藏气井出水量小 生产气液比一般高于 1400m3 标 m3 适合采用高气液比携液临界产量模型 1 11 1 模型建立模型建立 通常现场采用的气井携液临界流速的公式为 1 5 0 25 0 25 0 6 6 gglg V 式中 为携液临界流速 为液滴表面张力 为液滴密度 g Vsm mN l 3 mkg 为气体密度 g 3 mkg 在模型 1 的推导过程中 气体的雷诺数范围假设为 相应的拽力 54 10210 e R 系数取为 但是在胜利油田气井实际生产中 有许多气井的雷诺数超过了44 0 d C Turner 假设的这个范围 须对情况下的拽力系数的取值进行修正 5 102 e R d C 结合胜利油田高气液比气井的特性及现场实验结果 本文将时的拽力系 5 102 e R 数取为 25 0 d C 采用与 Turner 相同的推导方法可得到 当时 连续携液临界流速为 5 102 e R 2 5 0 25 0 25 0 65 6 gglg V 相应的连续携液临界产量为 ZT ApV q g sc 4 105 2 式中 为最小携液产量 为生产管柱截面积 为井深压力 sc qdm 3 A 2 mp a MP 为在 条件下的气体压缩系数 无因次 为计算井深温度 ZpTTK 1 21 2 模型应用模型应用 利用修正后携液临界产量模型对胜利油田部分高气液比气井进行了连续携液临界产量 的预测 预测结果与实际生产状况一致 表 1 列出了 4 口生产气井的产量 模型计算结果 和当前生产状态 表表 1 1 气井预测临界产量及气井实际产量 状态对比表气井预测临界产量及气井实际产量 状态对比表 井号 生产产量 m3 d 模型计算数据 m3 d 气井生产状态 孤东 2 13 43 1497811674 正常生产 孤东 2 17 745 1117813919 积液 6 38 气 423 68967888 积液 垦 71 68 469012323 积液 由上表可以看出 该预测模型在胜利浅层气藏井筒积液预测方面有较好的适用性 2 井底积液动态特征识别井底积液动态特征识别 基于胜利油田浅气藏开发特点 结合气井产水量和动态压力 产量变化曲线综合分析 通过研究和实践 总结出以下两种实用性较强的井底积液识别方法 2 12 1 产气量和套管压力波动产气量和套管压力波动 随着井底液体沉降 积聚 气井产量不断下降 同时油套环空内的气体受压缩 套管 压力随之上升 当井底液体进入油管被带出后 油套环空内的气体膨胀 套管压力出现下 降 产气量开始增加 如此反复出现周期性的波动 虽然胜利油田浅层气藏产量小 埋深浅 利用产气量和套压的波动情况有时不很明显 但对于很多采用井下气嘴生产的气井而言 此类井一般不测取油压 套压和产量变化的及 时分析是及早判断井筒状况的唯一简单的手段 例如 陈气 20 5 井采用井下气嘴生产 无油压数据 井口一直未见水 但从投产初 期的压力和产量变化规律上可以初步判断井筒已受出水影响 即 套压小幅下降 产量随 之上升 这与该井后期因井筒积液严重停产的实际情况相符 图 1 图图 1 1 陈气陈气 20 520 5 井生产动态曲线井生产动态曲线 2 2 油管压力梯度增高 油 套压差明显增大 油管压力梯度增高 油 套压差明显增大 胜利浅层气井深度在 1500m 以内 产水气井井筒能量损失的 94 是静水柱压头的位能 损失 磨擦能量损失和动能损失仅占 6 气井正常生产过程中 井口油压与井底流压较 接近 油管压力梯度很小 当气井井内液柱增高时 油管压力梯度则迅速增加 此外 气 井正常生产过程中 油 套压的变化幅度基本一致 但当井筒中积液时 由于液柱产生附 加压力 使油 套压的变化幅度差异化 形成油 套压渐开的两条变化曲线 曲线之间的 差异反映了井筒积液状况 如图 2 孤东 2 17 745 的生产动态曲线 生产数据中出水计量为 0 但根据油套压差 对比和产量变化曲线 可以判断井筒已形成积液 这从该井在继续生产一段时间后 压力 产能大幅下降 只能采用化学排水恢复生产上就充分证明了初期见水 积液的判断 图图 2 2 孤东孤东 2 17 7452 17 745 井生产动态曲线井生产动态曲线 3 井筒积液高度预测井筒积液高度预测 受地面因素及井下截流装置影响 采用机械方式准确测取井筒积液高度存在诸多困难 因此 在生产实践中总结出一种快速预测井筒内液面位置的简便方法 通过对胜利油田产 水气井生产压力的动态监测数据分析认为 井筒积液后引起油压下降速度快 套压也缓慢 下降 而排除井筒积液后套压无明显恢复 说明持续生产过程中油管中的积液进入环空的 机会较小 对套压的影响可忽略不计 这从 2008 年胜利油田气井维护措施前后的压力变化 统计情况可以明显看出 表 3 表表 3 3 胜利气井积液排空前后油套压变化情况胜利气井积液排空前后油套压变化情况 措施前 选值 措施后 选值 措施时间 气嘴油压套压 日产 能力 气嘴油压套压 日产 能力 井号措施内容 年 月 日 mmMPaMPam3 dmmMPaMPam3 d 4 22 气 32加 JY 棒 4 根2008 2 433 75 1255334 85 13678 中 0 191加 JY 棒 7 根2008 11 533 15 0270034 05 04500 陈 33 13加 JY 棒2008 4 1133 65 7570034 65 810290 井口放喷2008 133 35 2166835 05 44155 井口放喷2008 236 47 7761037 47 710182 井口放喷2008 524 87 7208527 07 74525 垦 23 斜 10 井口放喷2008 1236 17 6550037 17 57500 垦气 24 11井口放喷2008 141 23 4185342 83 43118 井口放喷2008 152 44 8263854 05 05603 井口放喷2008 252 34 2268054 05 05065垦 71 18 井口放喷2008 353 35 0207854 25 64856 井口放喷2008 133 35 2166835 05 44155 中 0 191 井口放喷2008 233 35 4323334 25 44838 因此 在实际生产中可直接利用油压变化快速判断油管内的积液高度 井筒积液高度 计算表达式为 l h 3 12 0 01 tftf l w pp h 式中 为液柱高度 m 为无积液时油管稳定流动压力 MPa 为有积液时油 l h 1tf p 2tf p 管稳定流动压力 MPa 为液体密度 g cm3 w 4