積液氣井產(chǎn)能方程校正

黃強(qiáng)強(qiáng)，李煉民，周春香

（大港油田勘探開發(fā)研究院，天津300280）

1 井筒積液原因分析[1]

氣井生產(chǎn)初期，氣體有足夠能量將全部液體攜帶出井筒，井筒中沒有液體回落。隨著氣井生產(chǎn)時(shí)間的延長，氣井產(chǎn)量達(dá)不到最小攜液流量，導(dǎo)致氣井沒有足夠能量將油管內(nèi)的液體帶至地面，造成液體開始回落，這樣就造成了井底積液。積液不僅會(huì)影響氣井正常生產(chǎn)并污染氣層，甚至降低氣井產(chǎn)能。

井筒積液主要來源于地層水和天然氣凝析產(chǎn)出的自由水。井筒中液體存在有2種形式，一種以小液滴形式存在于井底，另一種是以液膜形式附著在管壁中、上部。

一般情況下，當(dāng)壓力一定時(shí)，溫度越低，飽和水蒸汽就越容易凝析出來；當(dāng)溫度一定時(shí)，壓力越低，飽和水蒸汽也越容易凝析出來。

2 判斷積液方法

判斷積液方法有直觀法、臨界氣體速度法、動(dòng)能因子法、壓力梯度法、產(chǎn)能試井分析法[4]。

本文著重從產(chǎn)能試井分析法來判斷積液類型，然后對(duì)其進(jìn)行修正，從而求取準(zhǔn)確的產(chǎn)能方程，得到準(zhǔn)確的氣井無阻流量，指導(dǎo)氣藏合理開發(fā)和生產(chǎn)。氣井在進(jìn)行系統(tǒng)試井前都要排盡井筒液，這樣才能得到真實(shí)的壓力測試資料。如果井筒積液未及時(shí)排干凈就進(jìn)行測試，會(huì)直接影響測試壓力的準(zhǔn)確性，穩(wěn)定試井曲線會(huì)出現(xiàn)異常。

穩(wěn)定試井氣體滲流方程式[2]：

式中：Q——單位時(shí)間內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)體積流量，m3/d；

A、B——二項(xiàng)式產(chǎn)能方程系數(shù)，小數(shù)；

Pr——地層壓力，MPa；

Pwf——穩(wěn)定井底流動(dòng)壓力，MPa；

C、n——經(jīng)驗(yàn)參數(shù)。

正常情況下，在直角坐標(biāo)系中，ΔP2/Q-Q、lgΔP2-lgQ為直線關(guān)系。正常指示曲線關(guān)系圖如圖1、圖2所示。

圖1 ΔP2/Q-Q關(guān)系圖

在氣井井底有積液的條件下，其產(chǎn)能關(guān)系曲線ΔP2/Q-Q、lgΔP2-lgQ并不是線性關(guān)系，而會(huì)出現(xiàn)異常現(xiàn)象，主要表現(xiàn)為以下3種類型。

（1）井底積液，使得井底壓力測量過高，而氣層壓力測量過低，其典型曲線如圖3、圖4所示。

（2）井底雖有積液，但隨著測試產(chǎn)量增大積液逐漸被帶出，其曲線特征如圖5、圖6所示。

（3）產(chǎn)量由大變小測試時(shí)，積液不能帶至地面，其產(chǎn)能曲線特征如圖7、圖8所示。

圖2 lg△P2-lg Q關(guān)系圖

圖3 ΔP2/Q-Q關(guān)系圖

圖4 lgΔP2-lg Q關(guān)系圖

圖5 ΔP2/Q-Q關(guān)系圖

圖6 lg△P2-lg Q關(guān)系圖

圖7 ΔP2/Q-Q關(guān)系圖

圖8 lgΔP2-lg Q關(guān)系圖

實(shí)例分析：某氣田M 5-6井，2009年3月12～14日分別用3mm、4mm、5mm油嘴進(jìn)行穩(wěn)定試井，具體測試數(shù)據(jù)如表1所示。

表1 M 5-6井穩(wěn)定試井測試數(shù)據(jù)

利用二項(xiàng)式作ΔP2/Q-Q關(guān)系曲線，利用指數(shù)式做lgΔP2-lgQ關(guān)系曲線如圖9、圖10所示。

與正常指示曲線圖l、圖2進(jìn)行對(duì)比，M 5-6井的指示曲線存在明顯異常[2]，并且與B類積液類型非常相似。由此可以判斷出，該井井底存在積液，但隨著油嘴逐漸放大，測試產(chǎn)量也相應(yīng)增大，井底積液逐漸被攜帶出井筒至地面。

圖9 M 5-6井ΔP2/Q-Q關(guān)系圖

圖10 M 5-6井lgΔP2-lg Q關(guān)系圖

3 產(chǎn)能方程校正

通過上面的分析，我們知道M 5-6井井底存在積液，使得實(shí)測井底壓力值比實(shí)際值偏小。因此，我們采用壓力校正[3]方法進(jìn)行校正。

假設(shè)δj=Pwfj-P′wfj，則由二項(xiàng)式產(chǎn)能方程和指數(shù)式產(chǎn)能方程，有：

選取不同的δj值，通過試湊法，利用公式（3）和（4），做lgQ的關(guān)系曲線，不斷地調(diào)整δj的值，直至所有數(shù)據(jù)點(diǎn)近似在一條直線上為止（圖9、圖10）。

通過上述方法，得到該井的二項(xiàng)式產(chǎn)能方程系數(shù)A、B分別為0.2262、16.671，指數(shù)式產(chǎn)能方程的系數(shù)和指數(shù)分別為0.06、0.9951。從而得到校正后的二項(xiàng)式產(chǎn)能方程：

圖11 校正后二項(xiàng)式產(chǎn)能方程處理曲線

圖12 校正后指數(shù)式產(chǎn)能方程處理曲線

指數(shù)式產(chǎn)能方程：

此時(shí)，令Pwf=0.101 ，將其分別代入（5）式和（6）式，計(jì)算得到二項(xiàng)式和指數(shù)式產(chǎn)能方程的無阻流量分別為1.43×104m3/d、1.45×104m3/d。

4 結(jié)論及建議

對(duì)于積液氣井，應(yīng)先通過系統(tǒng)試井曲線判斷其積液類型，然后再對(duì)其進(jìn)行校正，從而得到正確的氣井產(chǎn)能方程，并求得可靠的產(chǎn)能參數(shù)，為合理開發(fā)利用氣藏提供有力的依據(jù)。

[1]李曉平.淺談判別氣井井底積液的幾種方法[J].鉆采工藝，1992，2（15）：43-44.

[2]王坤.陳明強(qiáng)，曹寶格,等.氣井系統(tǒng)試井異常資料分析及處理方法[J].油氣井測試，2008,17（4）：29-31.

[3]黃強(qiáng)強(qiáng)，彭飛飛.利用系統(tǒng)試井資料計(jì)算氣井無阻流量[J].內(nèi)蒙古石油化工，2015(4)：33-34.

[4]熊巍.氣井積液規(guī)律及排水采氣優(yōu)化[D].長江大學(xué)碩士研究生學(xué)位論文，2012.