涪陵页岩气田水平井井筒积液诊断技术研究

在页岩气田开发中气井由于受压裂液入地量高的影响,水平井在后期开采过程出现了不同程度的压裂液返排,部分气井已出现井底积液严重,甚至水淹停产的现象。针对涪陵页岩气井的生产特征,对涪陵页岩气田气井临界携液流量模型系数进行优化,结合气井生产动态特征判断和流压探液面法综合判断建立了井筒积液预警系统,涪陵页岩气田两百多口水平井井底积液诊断显示实际符合率在75%以上。     

页岩气井井筒流动模拟与携液模型研究

为了明确不同井型页岩气井井筒流动规律和临界携液流量计算方法,采用数值模拟手段,模拟页岩气水平井井筒流动,获得不同井型气井携液机理与积液规律。优选了振荡式冲击携液模型作为页岩气水平井临界携液气量计算模型,并进行模型验证。结论认为,数值模拟结果能够有效反映气井携液过程,振荡式冲击携液模型诊断结果符合实际,可为气井合理配产、管柱优选和排采工艺介入时机提供指导。     

定向井携液临界流量模型对比研究

定向井井筒结构复杂,井筒内气流携液困难。利用定向井模拟实验装置对定向井携液临界流量进行测试,将实验结果与液滴模型、Belfroid携液模型、液膜模型进行对比,对比结果表明：理论模型计算出的携液临界流量值比实验测试值大,Belfroid携液模型计算的携液临界流量值随井筒倾角变化趋势与实验测试结果一致。结合实验测试数据,对Belfroid携液模型中的携液临界流速公式系数进行修正,得到定向井携液临界流量修正模型。利用修正模型诊断的气藏定向井积液情况,其诊断结果与采取回声仪诊断液面的结果一致,证明定向井携液临界流量修正模型能较好的预测井底积液情况。     

基于能量的新型气井积液识别模型

准确、及时地判别气井是否积液是确保含水气井正常生产的重要保障。目前采用临界携液模型对气井积液进行判别,该方法对于已经积液的气井或通过措施排出积液后的井筒实际流动情况的预测与判别时常出错。基于气井能量和井筒需要的排液能量之间的协调,建立新型的气井积液识别方法及较为完整的气井积液识别体系。该方法结合气田生产数据,可对气井进行更为准确的积液判断和实时跟踪。用该方法对实例气井进行实时积液诊断,预测结果和实际情况非常吻合。新型积液识别方法的应用,对产水气井的正常生产和相关排水采气措施的实施,具有重要的指导意义。     

预测水平井携液临界气流速的新模型

积液是气井生产过程中最常见的问题之一,气井积液会严重影响生产.携液临界气流速是预测积液的关键参数.目前工程常用的临界携液模型大多基于垂直井筒中液滴受力分析推导所得,水平井则采用角度修正方式进行计算,未考虑液量及油管内径对携液的影响.本研究研制一套水平井可视化模拟实验装置,利用高速摄像捕捉的液膜反转点作为积液起始,开展不同角度、油管内径和液体表观流速下的携液临界气流速敏感实验.基于实验所得数据,结合WALLIS液泛经验公式和角度修正关系,建立了一个便捷的携液临界气流速模型.利用已公开发表文献中积液井数据对模型准确度进行验证.结果表明,对COLEMAN发表的44口垂直井,模型准确率为95. 45%,对VEEKEN发表的67口水平井,准确率达80. 59%,说明该模型具有较高预测精度,可为气井积液预测提供理论支撑.     

天然气井井筒积液预测方法解析

对于裂缝发育的边水气藏,随着气藏开发不断深入,气井必然产水。当气井产气量小于井筒携液临界流量时,井筒形成积液。气井井筒积液,造成井筒回压增大,井口油套压降低,生产能力降低,影响气井的正常生产,最终影响气藏采收率。通过气井生产动态分析、临界流量判断以及井筒积液量计算,由现象到本质系统的提出了气井井筒积液判断与预测分析方法,为积液气井合理开展排水采气工艺提供科学的依据,为有效排除气井井筒积液起到了指导性作用。     

大牛地水平井临界携液气量计算模型

受生产管柱倾斜角和水平段长度的影响,气藏水平井中垂直段、倾斜段、水平段的携液能力存在较大差异,只取其中某一段的临界携液流量值作为水平井的携液临界流量并不符合实际情况,会引起水平井筒积液,增加气层的回压,影响气井正常生产。针对此情况设计水平管和倾斜管临界携液模拟实验。结果表明,水平段临界携液气量计算采用K-H波动理论模型,倾斜段临界携液气量采用修正的携液模型计算,倾斜段的临界携液气量大于水平段和垂直段,最终得到合理的水平井连续携液模型。     

气井连续携液模型比较研究

气藏中天然气常常和一些液相物质一起产出。若天然气没有充足的能量把液体举升出地面，液体将在井中堆积形成积液，影响气井的生产能力。有时气井积液会完全压死气井。已有许多气井连续排液关联式。为了更好地理解和采用正确的气井连续排液临界流量计算关联式，确定气井的合理产量，对Min LI和Turner et al的气井连续携液模型进行了比较研究，比较的内容包括：（1）液滴在高速运动气流中的形状；（2）曳力系数；（3）临界流速计算公式；（4）用现场实际生产数据对Min LI和Turner et al的气井连续携液模型进行了比较，比较结果表明Min LI气井连续排液公式计算的临界流量与实际的生产情况吻合。为了便于现场应用，还导出了临界流量和产量的简化计算公式。     

预测盆5凝析气藏气井临界携液量方法及应用

在总结目前常见几种临界携液量预测模型基础上,通过优选模型,由现场实际工况分析反推出适合于盆5气藏的临界携液量预测公式.利用该预测方法,研究了临界携液量与井深及管柱直径的变化规律,并对盆5凝析气藏目前7口生产井进行临界携液量预测与最小产量确定,对两口积液气井进行了生产管柱优化,与现场实施效果对比,验证了该预测方法的有效性.     

利用气井自身能量排水采气研究及应用

随着含水气田开采时间的增加和开发程度的加深,气井产水逐渐增多,造成油管压力损失增加,井口流动压力下降,严重时甚至造成气井积液,大大降低气井的采收率。因此了解气井出水阶段及带水采气条件,提早更换小直径油管的排水采气工艺,消除和延缓水患,以保障气田合理、高效的开发。通过研究高气液比气井临界携液产量模型,推导适合不同雷诺数范围的油管直径,为井下作业油管直径的选取及更换提供理论依据。     

乐东气田水平井井筒积液诊断技术研究

针对海上气田水平井积液监测手段有限、理论模型针对性不强等问题,建立了一套适用于乐东气田的水平井井筒积液诊断技术,包括考虑井斜角影响的水平井临界携液流量预测模型和压降预测模型。研究结果表明斜井段临界携液流量和压降梯度最大,导致在井斜角为30°~50°的井段,特别容易发生井筒滑脱。采用积液诊断技术分析了乐东气田积液情况,准确率达到100%;计算了L3井积液高度;成功指导了L2井进行投棒泡排。水平井井筒积液诊断技术为合理开展排水采气措施提供了科学依据。     

气藏水平井连续携液理论与实验

在气藏水平井中随着生产管柱倾斜角度的变化,井筒内液体的重力作用会发生改变,从而引起气液两相流型的变化.以产气为主的气井井筒内液体主要以液膜、液滴的形式出现,由此出现了液滴模型与液膜模型两种解释积液的理论.从这两种携液理论出发,考虑生产管柱倾斜角度的影响,对倾斜管内液滴、液膜进行受力分析,推导出了随管柱倾斜角度变化的连续携液临界流速的计算式,使之适用于水平井连续携液临界流量的计算.设计制作了水平气井连续携液实验装置并进行了实验研究,观测气藏水平井中气水两相运动与流型变化情况并测试其临界携液气量,结果表明,气藏水平井中水平井段的液体以液膜携带为主,但直井段中越接近井口,越以液滴携带为主,液滴模型也能适用于计算气藏水平井的连续携液临界流速.     

有水气井井下垫片携液实验设计研究

当气井产气速度低于连续携液的临界速度时就会产生积液，积液能引起气井的过早衰竭。研究采用一种称为垫片的井下装置，在安装垫片的情况下进行实验管线中的携液研究，并在多种不同实验条件（改变垫片形状，垫片数量，气量，水量等）下开展实验。实验结果表明，垫片能够提高气井携液能力。     

水平井组合管柱排水采气研究及应用:以鄂北D气田为例

水平井携液生产过程中,存在液体会首先在倾斜段积液,导致水平井自主携液期较同规格生产管柱的直井大幅缩短的问题,为实现水平井全井筒协调携液,延长水平井自主携液期,以临界携液流量理论为基础,论证形成了水平井Φ60.3 mm+Φ48.26 mm组合管柱排水采气技术.现场应用情况表明,组合管柱与原Φ60.3 mm油管相比,可提升气井携液能力,延长水平井自主携液期.     

高含硫气田井底落鱼井安全生产技术探讨

在高含硫气井完井作业过程中,由于操作失误导致作业工具掉入井下形成井底落鱼。落鱼打捞作业难度大,滞留井底易产生腐蚀,形成残渣。为解决腐蚀残渣冲蚀、堵塞井筒及生产设备等问题,在落鱼腐蚀特征研究的基础上,应用临界冲蚀流量、临界携硫颗粒流量及临界携液流量模型,通过气井产能优化,建立安全生产工艺。     

深层气井压后低气液比排液试气方法研究

针对大庆探区深层气井多为低气液比的特点,本文以低气液比携液临界流量与实际产量相比较,判断井筒是否积液。当井筒积液时,采用气举工艺排液,降低井底流压,提高返排效率。此外,也可以通过关放激励解出储层污染,提高地层产量。通常针对低气液比气井,也将气举和关放激励两种方法相结合进行排液求产。现场应用结果表明,这些排液求产方式可以提高试气效率,具有一定生产指导意义。     

预测气井临界携液产量新方法及应用

针对气液比大于1400m~3/m~3的气井临界携液产量计算公式存在的修正系数问题,在假设气井井筒中的液滴为扁平形,考虑曳力系数与雷诺数(1.0×10~3～2.2×10~5、2.2×10~5～1.0×10~6)关系的基础上,结合经典力学建立了气井高气液比携液的临界产量新公式.从理论上解释了人们对临界携液产量模型理论公式是否需要提高20%所产生的争议.使临界携液产量模型在理论上更加完善,并与现场实际更加吻合.     

高含硫气田井底落鱼井安全生产技术探讨(70)

在高含硫气井完井作业过程中,由于操作失误导致作业工具掉入井下形成井底落鱼.落鱼打捞作业难度大,滞留井底易产生腐蚀,形成残渣.为解决腐蚀残渣冲蚀、堵塞井筒及生产设备等问题,在落鱼腐蚀特征研究的基础上,应用临界冲蚀流量、临界携硫颗粒流量及临界携液流量模型,通过气井产能优化,建立安全生产工艺.     

页岩气井连续油管排水采气工艺探讨

随着连续油管技术的快速发展及逐渐成熟,连续油管应用于页岩气井排水采气已经成为一种经济上和技术上可行的工艺方式。连续油管可有效降低气井临界携液流量,排除井筒积液,提高气井产能,能较好地适应页岩气井后期排采。实施中应结合节点分析并综合考虑气井长期生产进行排采工艺设计,对于低产气井,需采用注液氮助排等手段配合连续油管激活气井排采。     

页岩气田气举排水采气工艺方法与应用

随着开发的不断深入,涪陵页岩气田地层产能不断下降,气井携液能力下降,导致井筒积液而无法正常生产。为有效治理积液井,气田采取了利用邻井高压气源气举和车载式压缩机气举措施。其中,利用邻井高压气源气举要求被气举井同平台有高压、高产气井,车载式压缩机气举措施普遍应用于气田气举,可根据具体井况分别采用边气举边放喷、先打压后气举放喷、采取气举+泡排工艺治理等措施。