天然气井井筒积液判识技术研究

天然气井井筒积液判识技术研究

发表时间：2018-08-10T15:32:40.233Z 来源：《科技中国》2018年4期作者：安峰韩智伊陈庆军郑杰李广利[导读] 摘要：鄂尔多斯盆地苏里格气田属于典型“三低”气藏，储层普遍含气，气层普遍有水，气井投产后，普遍产水，产量低，递减快。统计分析发现，苏里格气田平均单井产量1.0X104m3／d，产量低导致产水气井携液能力减弱，易造成气井普遍出水，井筒普遍积液。尤其是随着气田开发的不断深入，

摘要：鄂尔多斯盆地苏里格气田属于典型“三低”气藏，储层普遍含气，气层普遍有水，气井投产后，普遍产水，产量低，递减快。统计分析发现，苏里格气田平均单井产量1.0X104m3／d，产量低导致产水气井携液能力减弱，易造成气井普遍出水，井筒普遍积液。尤其是随着气田开发的不断深入，产量逐步递减造成气井携液能力持续下降，产水气井逐年增多，气井产水、井筒积液已经严重影响到了气井的正常生产和产能发挥。因此，及时对天然气井井筒积液进行判识并采取针对的应对措施非常关键，本文就天然气井井筒积液常用的相关判识技术进行了研究。

关键词：天然气井井筒积液判识技术 1 前言

苏里格气田采取低成本开发战略，气井井筒内压裂管柱与生产管柱一体化，且投产前投放井下节流器进行节流生产，地面采用井间串接、井口湿气计量的集输工艺。特殊的井筒和地面工艺决定了排水采气工艺的难度，单井井口不能定量计量产水量，气井积液、产水情况不能快速准确识别。随着气田开发的不断深入，产量逐步递减造成气井携液能力持续下降，产水气井逐年增多，气井产水、井筒积液已经严重影响到了气井的正常生产和产能发挥。气井积液判识，已经成为能否针对有效实施排水采气的关键环节。结合积液井生产特征及近几年开展的气井积液判识研究，形成了气井定性判断积液状况和定量确定井筒积液判识技术。 2气井积液判识研究 2.1定性判断一直观法

日产气量和套管压力波动是气井积液的重要标志，对于低产气井，积液的征兆是出现套压升高；高产井则呈现套压降低，日常生产中，常用以下几种方法直观判断气井积液情况。

（1）采气曲线法：套压上升，产气量下降，判断积液；套压不变，产气量下降，判断积液；套压、产气量呈锯齿形周期性波动，二者呈相反变化趋势，判断积液。

（2）油套压差法：根据关井后套压与油压之差，来判断气井井筒是否有积液存在。

（3）采气曲线法：生产期间，套压连续10天不变或上升，且产气量下降，总下降幅度超过20％，判断为产生积液。

（4）采气曲线法：生产期间，套压、产气量呈锯齿形周期性波动，二者呈相反变化趋势。套压、产气量波动幅度超过20％，两个周期后，判断为产生积液。

（5）采气曲线法：生产期间，24dx时内油压、套压变化超过20％，产量变化超过50％等复杂情况进行报警提示，人工判断处理。

（6）油套压差法：关井3天后，油套压差大于3MPa，判断为产生积液。

2.2定量判断

定量判断气井积液有5种方法：临界携液流量法、动能因子法、回声液面探测法、压力梯度测试法、气液两相计量法。

2.2.1临界携液流量法

在生产井中确定井口处气体的最小速度，以保证液体能够被采出地面而不致降落在井中，井口处天然气的速度可以通过采气曲线，取得井口压力和日产气量来计算。国外Libson根据自己的经验把井口处油管中的气流速度为1000英尺／分钟(约305m／min)看作是井保持自喷的临界速度。

根据R．V．Smith的研究，从Wesf Pomhandle和Hugoton气田的经验发现，要持续地从井中排出烃类液体，所需要的速度为5-10英尺／秒，而排水则需要有10-20英尺／秒的速度。临界速度也可以由Turner等模型进行计算，计算公式如下：临界流速为：

临界流量为： qcr=2.5x104 根据单井油管规格、井口油压、日产气量计算临界携液流量，当日产气量小于临界携液流量2/3根据单井油管规格、井口油压、日产气量计算临界携液流量，当日产气量小于临界携液流量2/3时判断为产生积液。

2.2.2动能因子法

动能因子(油管鞋处)反映了气水两相在油管内的流动特征。其公式表示为：

分析流速与临界流速的关系，当井底流速无限接近椭球形临界流速时，动能因子为5；当井底流速无限接近与tumer模型时，动能因子为12。如果动能因子小于5，则井筒积液一定有积液，动能因子大于5d小于12时，则可能积液，当动能因子大于12时则不积液。通过生产实践及现场实测，取动能因子8为判断标准。

根据单井油管规格、井口油压、日产气量计算动能因子，当动能因子小于8时，则井底有积液。

2.2.3回声液面探测法

回声仪探液面测试原理：安装在井口上的发声装置发出一束超声波，声波沿油套管环形空间向井底传播，遇到音标、油管接箍和液面等会发生反射。

声速法计算液面：测出声波反射时间，再根据声速来计算液面位置D=TV／2，其中D：井口到液面的距离；T：声波从发射到接收的时间；V：声速。

接箍法计算液面：根据液面的反射界面和油管节箍的反射界面来进行液面深度的计算。 D=L×N，其中D：井口到液面的距离；L：平均节箍间距离；N：反射节箍个数。

2.2.4压力梯度测试法

压力梯度测试原理：根据不同介质中压力梯度不同，同深度的压力值，计算算压力梯度，根据压力梯度值的变化确定气液界面。

分析大量气井探液面数据、原始地层压力数据，总结得出井筒内压力梯度在0-0.17MPa／100m，一般判断为气体；压力梯度大于0.7MPa／100m，一般判断为液体；压力梯度在0.17-0.7MPa／100m，一般判断为含水气柱。

2.2.5气液两相计量法

某些区块采用井间串接工艺，产液量无法计量。气液分离计量撬能够准确掌握单井气、液产量，摸清气井的出水规律，优化排水采气措施，提高采收率。

3.结语

气井产水后，气液两相管流的总能量消耗将显著增大，气井自喷能力减弱，并随着气藏采出程度和产水率的增加，气体携液能力会愈来愈差。当气相不能提供足够的能力来使井筒中的液体连续带出时，气井中将积液。液体在井底的聚集将增加对气层的回压，即使井底少量的积液施加的回压，也严重限制气井的产能，在低压井中积液可使气井被完全压死，造成气井停产的后果。因此，面对产水气井井底积液会给气田及气井本身带来严重的危害,准确诊断气井的积液情况是把握排水采气措施实施的关键，准确判断井底积液情况具有重要意义。结合积液井生产特征及近几年开展的气井积液判识研究，初步形成了气井定性判断积液状况和定量确定井筒积液判识技术。参考文献：

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【4】刘琦．预测气井井筒积液新方法[J]．国外油田工程．2016，22(4)：25-27.