迪那2气田两级节流阀开度控制方法研究

迪那2气田两级节流阀开度控制方法研究

迪纳2号冷凝析气田层压力系数为2.06.2.29，层压为106.22mpa，目前井压为70.83.6mpa。为达到进站工艺参数要求,同时有效防止节流过程中水合物生成,井口采用两级节流工艺。两级节流均采用Mokveld的S04系列远程可控电动节流阀,一级节流后压力降至30~40MPa,二级节流后压力降至12.1~14.2MPa。迪那2气田各井采用在集气站计量分离器轮换计量的方式计量,在没有单井流量计的情况下,在投产和生产过程中按照配产和产量调整要求,准确有效地调整两级节流阀开度,准确控制产气量。为此,对迪那2气田已投产气井两级节流阀调整方法进行了研究,以指导产量调整。通过油压与产量的关系,首先通过控制井口压力达到基本控制产量的目的,然后再根据相应的压力和产量条件计算调节阀流量系数Cv值,最后根据调节阀Cv值计算两级调节阀的开度。1油气井产能方程的建立在油气井生产过程中,常常应用产能方程研究井底流压与产量的关系,但研究井口压力(油压)与产量的关系也非常有价值,特别是对于异常高压气井,测井底压力困难,安全风险很高,计算井底压力的不确定因素很多,准确性也很难保证。而油压数据非常容易获得,因此尝试研究油压与产量的关系。统计发现,以类似于井底压力曲线的方式,井口压力与产量也可以绘成关系图。利用迪那2气田单井试油数据,通过统计回归分析发现,油压与产量存在着很好的线性关系(图1),可以把油压与产量的关系定义为井口产能方程式中,pti为关井恢复油压(井口静压),MPa;ptf为井口流动压力,MPa;A、B为二项式系数;Qm为凝析气井流物(油气混合物)产量,m3/d。根据单井试油数据建立各井的井口产能方程,再应用井口产能方程计算出各井油压与产气量对应关系,就可以确定目标产量下对应的油压,这样两级调节阀的Cv值计算基础参数压力和流量就确定了。2计算主流阀的开口2.1不同温度下的压力节流阀流量系数反映节流阀对流体的流通能力。Cv值表示调节阀流量系数,其定义是:阀处于全开状态,两端压差为1磅/平方英寸条件下,60°F(15.6℃)的清水每分钟通过阀的流量数,以加仑/分计。气体计算公式分两种情况:(1)当时,常温(0~60℃)温度修正(>60℃)(2)当时,常温(0~60℃)温度修正(>60℃)式中,Q为最大流量,m3/h(在0.1MPa、15.6℃条件下);Gg为气体密度;T为流体温度,℃;p1为进口绝对压力,kg/cm2;p2为出口绝对压力,kg/cm2;p1和p2为最大流量时的压力;Dp=p1-p2,kg/cm2;Km为空化系数,单柱塞Km=0.8。2.2节流阀相对开度计算迪那2凝析气田各个单井采用MOKVELDS04型角式节流阀(图1),主通径及出口法兰通径77.79mm,压力等级为API15000PSI,API6A温度等级L-U,API6A材质等级HH-NL,设计标准采用API6A19THED。S04型节流阀用阀门部件实现流体速率整体控制,消除局部高流速,减少流向突变,从而减少阀体和部件的冲蚀,使活塞和阀芯受力平衡,保证流通性高,最大程度地减少紊流和噪音。其节流特性曲线如图2所示。为了保证在给出工况下合理的开度在30%以上,结合迪那2气田各单井产量,节流阀最大Cv值确定为7、14和21。通过各井井口产能方程确定目标产量下的油压,并将油压、一级节流后压力、二级节流后压力和产量参数带入节流阀Cv值计算公式,分别计算出各生产井两级节流阀Cv值,计算Cv值与各节流阀的最大Cv值的比值得到Cv值百分数Y,再通过节流特性曲线计算节流阀相对开度。根据节流阀特性曲线,回归出节流阀开度X与Cv值百分数Y的关系方程(图3)应用该曲线方程,可以计算出相应Cv值百分数下的油嘴开度,亦即目标产量下的节流阀开度。3井间压方法效果根据计算出的两级节流阀开度给定节流阀开度,待油压稳定后观察油压是否和理论计算相符,然后根据实际情况对节流阀进行±2%~±3%左右微调,达到控制油压的目的。通过各井多次调产,将计算得到的节流阀开度与实际操作中所确定的节流阀开度和配产量与计量产气量进行对比来评价该方法的可靠性。应用本文所建立的方法,对迪那2气田13口气井进行了调产,取得了很好的效果。列出两口井调产结果对比(表1),可以看出两口井产气量理论计算值与实际偏差小于5%;从油嘴开度对比来看,理论计算与实际偏差较小,均在5%以内,且一二级节流阀开度偏差为一正一负。节流阀开度和产气量的偏差都较小,证明理论方法计算的可靠性。4计算油了出所有单井节流阀的cv值,根据变化曲线确定油了相对开度(1)统计了油压与产量的对应关系,为井口参数调整提供了合理依据,并为节流阀Cv值的计算提供了重要的基础参数。(2)应用节流阀Cv值计算修正公式,计算出各单井节流阀的Cv值,并根据迪那2气田节流阀的节流特性曲线计算出油嘴相对开度,有效准确地指导了迪那2气田调产。(3)该方法特别适合现场管理者使用,通过简单的计算