一种确定井下节流器合理打捞时机的方法

文档序号:10726211阅读:690来源:国知局
一种确定井下节流器合理打捞时机的方法
【专利摘要】本发明涉及一种确定井下节流器合理打捞时机的方法,一是选取井下节流器为解节点;二是绘制产能差示曲线;三是绘制油管动态曲线;四是根据两条曲线交点位置确定井下节流器的打捞时机,该方法针对致密砂岩强非均质岩性气藏积液气井,弥补了常规井下节流器出现故障才打捞的空白,使井下节流器由被动式打捞转变为主动式预防,提供了一种实用便捷的井下节流器合理打捞时机的方法,该方法原理可靠,与现有井下节流器打捞现状相比,该方法更具有科学性、合理性。
【专利说明】
一种确定井下节流器合理打捞时机的方法
技术领域
[0001] 本发明涉及油气田采气工艺技术领域,具体涉及一种利用节点分析的原理确定井 下节流器打捞时机的方法。
【背景技术】
[0002] 井下节流器作为天然气开发过程中的重要一环节,对致密强非均质砂岩气藏的开 发具有重要的意义。然而,井下节流器打捞时机问题,一直是困扰科研人员多年的技术难 题。
[0003] 目前,井下节流器打捞现状主要表现在以下三个方面:
[0004] -是井下节流器故障引起的失效打捞,在打捞井下节流器诸多因素中所占比例最 尚;
[0005] 二是气井需要调配产而打捞;
[0006] 三是开展速度管柱、柱塞气举等排水采气需要打捞井下节流器。
[0007] 纵观以上井下节流器打捞因素,基本上为被动式打捞井下节流器。如何将被动式 打捞井下节流器转变为主动式、有预防式地打捞,何时打捞井下节流器更有利于气井生产 等这些问题目前国内外少有学者涉及,且尚无成熟的确定井下节流器打捞时机的方法。

【发明内容】

[0008] 本发明的目的是克服现有技术中存在的问题,提供一种确定井下节流器合理打捞 时机的方法,利用节点分析的方法解决井下节流器打捞时机的问题,包括以下步骤:
[0009] 步骤1)绘制产能差示曲线:
[0010] (1)根据二项式产能方程和地层压力计算第一井底流压Pwfl;
[0011] (2)根据哈盖登-布朗垂直管气液两相流公式和井口油压计算第二井底流压Pwf2;
[0012] ⑶计算未装气嘴时压差Δ PfPwh-P^,并绘制Δ P^q产能差示曲线,且曲线上 的最尚点即为流点;
[0013] 步骤2)绘制油管动态曲线:根据井下节流嘴亚临界流公式、节流嘴直径及气量采 用试凑法计算气嘴压降Δ P2,并绘制Δ P2~q关系曲线;
[0014] 步骤3)将APi-q产能差示曲线与AP2~q关系曲线绘制于同一坐标轴下,分析两 条曲线的形态及交点位置,当两条曲线曲线无交点或者当两条曲线的交点所对应的产气量 值小于流点所对应的产气量值时即可进行井下节流器的打捞。
[0015] 所述步骤1)的(1)中二项式产能方程为:
[0016] Pr2-Pwf2=AQ+BQ2
[0017] 式中:Pr--地层压力,MPa;
[0018] Pwf--井底流压,MPa;
[0019] A一一层流相系数;
[0020] B一一紊流相系数;
[0021] Q--产气量,104m3/d。
[0022] 所述二项式产能方程中A和B为:
[0025] 式中:T--为气层温度,K;
[0026] μ均--气体粘度,mPa · s;
[0027] Z±5 气体压缩系数;
[0028] Κ--气层有效渗透率,μπι2;
[0029] h一一气层有效厚度,m;
[0030] re--控制半径,m;
[0031] rw--井底半径,m;
[0032] S一一表皮系数;
[0033] β--速度系数,m S
[0034] Tg一一气体相对密度。
[0035] 所述步骤1)的(2)中哈盖登-布朗垂直管气液两相流公式为:
[0037] 式中:ΔΗ--垂直管深度增量,m;
[0038] Δρ--Δ Η上的压力增量,MPa;
[0039] pm一一气液混合物密度,kg/m3;
[0040] g--重力加速度,m/s;
[0042] e一一管子绝对粗糙度,m;
[0043] d--油管内径,m;
[0044] Rem--雷诺数;
[0045] qL--地面产液量,m3/d;
[0046] Mt-地面标准条件下每产lm3液体伴生油气水的总质量,kg/m 3(STL)。所述井下节 流嘴亚临界流公式为:
[0048] 式中:qs。一一通过油嘴的体积流量(标准状态下),104m3/d;
[0049] Pl--嘴前压力,MPa;
[0050] p2--嘴后压力,MPa;
[0051 ] d一一油嘴孔眼直径,mm;
[0052] Τι一一嘴前温度,Κ;
[0053] Ζι--Τι和pi条件下的偏差系数;
[0054] Tg一一气体相对密度;
[0055] k一一绝热指数。
[0056]本发明的有益效果:
[0057] 本发明针对致密砂岩强非均质岩性气藏积液气井,提供一种实用便捷的井下节流 器合理打捞时机的方法。弥补了常规井下节流器出现故障才打捞的空白,使井下节流器由 被动式打捞转变为主动式预防。本发明首次提出利用节点分析的方法判断井下节流器的合 理打捞时机。该方法原理可靠,与现有井下节流器打捞现状相比,该方法更具有科学性、合 理性。
【附图说明】
[0058] 以下将结合附图对本发明做进一步详细说明。
[0059] 图1为产水井流入动态曲线和流出动态曲线;
[0060] 图2为气嘴直径敏感参数分析图;
[0061]图3、图4为苏XX-XX井节点分析曲线图。
【具体实施方式】
[0062]下面结合【具体实施方式】对本发明作进一步详细描述:
[0063] 实施例1:
[0064]为了克服现有技术中存在的问题,本实施例提供了一种确定井下节流器合理打捞 时机的方法,利用节点分析的方法解决井下节流器打捞时机的问题,包括以下步骤:
[0065]步骤1)绘制产能差示曲线:
[0066] (1)根据二项式产能方程和地层压力计算第一井底流压Pwfl;
[0067] (2)根据哈盖登-布朗垂直管气液两相流公式和井口油压计算第二井底流压Pwf2;
[0068] (3)计算未装气嘴时压差Δ Ρ: = Pwfl-Pwf2,并绘制Δ Ppq产能差示曲线,且曲线上 的最尚点即为流点;
[0069] 步骤2)绘制油管动态曲线:根据井下节流嘴亚临界流公式、节流嘴直径及气量采 用试凑法计算气嘴压降Δ P2,并绘制Δ P2~q关系曲线;
[0070] 步骤3)将Ap^q产能差示曲线与AP2~q关系曲线绘制于同一坐标轴下,分析两 条曲线的形态及交点位置,当两条曲线曲线无交点或者当两条曲线的交点所对应的产气量 值小于流点所对应的产气量值时即可进行井下节流器的打捞。
[0071 ]如图1产水井流入动态曲线和流出动态曲线所示,如果气液比保持恒定,产气量减 小到一定程度时,会出现井口压力下降的现象。原因是气量太小,不足以有效举升液体,大 量液体回落,造成油管内持液率增大、混合密度增加,井底回压增大,导致井口压力下降。这 种现象预示气井处于停喷前夕的不稳定状态。在流点左侧虚线部分,表示气井不稳定生产 区域;在流点右侧实线部分,表示气井正常生产区域。
[0072] 如图2气嘴直径敏感性分析图所示,产能差示曲线表示地层的供给能力,不同气嘴 直径特性曲线表示该尺寸气嘴下油管的流出能力,二者存在交点,表示地层的供给能力恰 好等于气嘴的流出能力,气井生产达到理想状态。
[0073] 分析井下节流器产量曲线与气井产能差示曲线交点位置,若两条曲线交于流点左 侧虚线部分,表明气井积液,井下节流器阻碍气井携液生产需要打捞出来;若两条曲线交于 流点右侧实线部分,表明气井正常生产,不需要打捞井下节流器;若两条曲线无交点,需要 将井下节流器打捞出来。
[0074] 本发明针对致密砂岩强非均质岩性气藏积液气井,提供一种实用便捷的井下节流 器合理打捞时机的方法。弥补了常规井下节流器出现故障才打捞的空白,使井下节流器由 被动式打捞转变为主动式预防。本发明首次提出利用节点分析的方法判断井下节流器的合 理打捞时机。该方法原理可靠,与现有井下节流器打捞现状相比,该方法更具有科学性、合 理性。
[0075] 实施例2:
[0076]在实施例1的基础上,本实施例提供了一种确定井下节流器合理打捞时机的方法, 所述步骤1)的(1)中二项式产能方程为:
[0077] Pr2-Pwf2=AQ+BQ2
[0078] 式中:Pr--地层压力,MPa;
[0079] pwf--井底流压,MPa;
[0080] A一一层流相系数;
[0081] B一一紊流相系数;
[0082] Q--产气量,104m3/d。
[0083] 所述二项式产能方程中A和B为:
[0086] 式中:T--为气层温度,K;
[0087] μ均--气体粘度,mPa · s;
[0088] z±s--气体压缩系数;
[0089] Κ--气层有效渗透率,μπι2;
[0090] h--气层有效厚度,m;
[0091] re--控制半径,m;
[0092] rw一一井底半径,m;
[0093] S--表皮系数;
[0094] β一一速度系数,m-1;
[0095] Tg一一气体相对密度。
[0096] 所述步骤1)的(2)中哈盖登-布朗垂直管气液两相流公式为:
[0098] 式中:ΔΗ-一垂直管深度增量,m;
[0099] Δρ--Δ Η上的压力增量,MPa;
[0100] Pm一一气液混合物密度,kg/m3;
[0101] g一一重力加速度,m/s;
[0103] e一一管子绝对粗糙度,m;
[0104] d--油管内径,m;
[0105] Rem--雷诺数;
[0106] qL--地面产液量,m3/d;
[0107] Mt-地面标准条件下每产lm3液体伴生油气水的总质量,kg/m3(STL)。
[0108] 所述井下节流嘴亚临界流公式为:
[0110]式中:qs。一一通过油嘴的体积流量(标准状态下),104m3/d;
[0111] pi--嘴前压力,MPa;
[0112] p2--嘴后压力,MPa;
[0113] d--油嘴孔眼直径,臟;
[0114] Τι--嘴前温度,Κ;
[0115] Ζι--Τι和pi条件下的偏差系数;
[0116] Tg一一气体相对密度;
[0117] k--绝热指数。
[0118] 实施例3:
[0119] 苏XX-XX井于11月投产,无阻流量11.4 X 104m3/d。I类井,油管内径62mm,油管下深: 3574m,井下节流器下深1900m,气嘴直径3.1mm,配产2.5 X 104m3/d。
[0120]表1该井井下节流器打捞更换记录统计表
[0122] 根据本发明的这种确定井下节流器合理打捞时机的方法绘制节点分析曲线图,如 图3所示,该井在打捞节流器之前,其日均产气量0.75 X 104m3/d,达不到协调点产量2.2 X 104m3/d,随着生产的延续,其曰产气量逐渐减少至0 · 26 X 104m3/d,小于0 · 4 X 104m3/d,判断 气井积液,后打捞节流器,出液大,之后更换节流嘴直径为2.8mm,日产气量2 X 104m3/d,气井 恢复正常。
[0123] 以上例举仅仅是对本发明的举例说明,并不构成对本发明的保护范围的限制,凡 是与本发明相同或相似的设计均属于本发明的保护范围之内。
【主权项】
1. 一种确定井下节流器合理打拱时机的方法,其特征在于:利用节点分析的方法解决 井下节流器打拱时机的问题,包括W下步骤: 步骤1)绘制产能差示曲线: (1) 根据二项式产能方程和地层压力计算第一井底流压Pwfl; (2) 根据哈盖登-布朗垂直管气液两相流公式和井口油压计算第二井底流压Pwf2; (3) 计算未装气嘴时压差APi = Pwfi-Pwf2,并绘制ΔΡι~q产能差示曲线,且曲线上的最 高点即为流点; 步骤2)绘制油管动态曲线:根据井下节流嘴亚临界流公式、节流嘴直径及气量采用试 凑法计算气嘴压降A P2,并绘制Δ P2~q关系曲线; 步骤3)将Δ Pi~q产能差示曲线与ΔΡ2~q关系曲线绘制于同一坐标轴下,分析两条曲 线的形态及交点位置,当两条曲线曲线无交点或者当两条曲线的交点所对应的产气量值小 于流点所对应的产气量值时即可进行井下节流器的打拱。2. 根据权利要求1所述的确定井下节流器合理打拱时机的方法,其特征在于:所述步骤 1)的(1)中二项式产能方程为: 式中:Pr--地层压力,MPa; Pwf--井底流压,MPa; A一一层流相系数; B--素流相系数; Q--产气量,104m3/d。3. 根据权利要求2所述的确定井下节流器合理打拱时机的方法,其特征在于:所述二项 式产能方程中A和B为:式中:T--为气层溫度,K; μ均--气体粘度,m化· S; Z均一一气体压缩系数; K--气层有效渗透率,μπι2; h--气层有效厚度,m; re--巧制半径,m; rw--井底半径,m; S--表皮系数; β--速度系数,nfi; 丫 g--气体相对密度。4. 根据权利要求1所述的确定井下节流器合理打拱时机的方法,其特征在于:所述步骤 1)的(2)中哈盖登-布朗垂直管气液两相流公式为:式中:ΔΗ--垂直管深度增量,m; Δρ--Δ Η上的压力增量,MPa; Pm--气液混合物密度,kg/m3; g--重力加速度,m/s; fm一一两相摩阻系数e一一管子绝对粗糖度,m; d--油管内径,m; Rem-一雷诺数; 化--地面产液量,mVd; Mt--地面标准条件下,每产Im3液体,伴生油、气、水的总质量,kg/m3(S化)。5.根据权利要求1所述的确定井下节流器合理打拱时机的方法,其特征在于:所述井下 节流嘴亚临界流公式为:式中:qs。一一通过油嘴的体积流量(标准状态下),104m3/d; P1-嘴前压力,MPa; P2-嘴后压力,MPa; d一一油嘴孔眼直径,mm; Τι--嘴前溫度,Κ; Zi一一Τι和P1条件下的偏差系数; 丫 g-一气体相对密度; k-绝热指数。
【文档编号】G06Q50/02GK106097122SQ201610428737
【公开日】2016年11月9日
【申请日】2016年6月16日
【发明人】马海宾, 熊钰, 韩兴刚, 温哲豪, 李进步, 于淑珍, 柳肯, 张春雨, 张春, 蒋传杰, 潘丹, 余燕杰, 陈鹏
【申请人】中国石油天然气股份有限公司
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