氣井積液預(yù)測(cè)模型對(duì)比

竇金寶

（西安石油大學(xué)，陜西 西安 710065）

在含水氣井開發(fā)的中后期，由于地層含水量的增加和氣井自身壓力的降低，經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)氣井積液現(xiàn)象。氣井積液現(xiàn)象對(duì)于氣井的正常生產(chǎn)和開發(fā)有很大的影響，嚴(yán)重的時(shí)候甚至?xí)皦核馈睔饩?。因此，?zhǔn)確預(yù)測(cè)氣井積液的產(chǎn)生對(duì)于指導(dǎo)氣井的日常生產(chǎn)，極時(shí)采取排水措施都具有十分重要的意義。

目前常見的氣井積液預(yù)測(cè)理論模型有液滴模型和液膜模型兩種，如圖1、圖2所示。液滴模型認(rèn)為在井筒內(nèi)，液滴是液相的主要存在方式，只要井筒內(nèi)氣流速度足夠?qū)⒆畲笾睆降囊旱螖y帶出井口，則井底不會(huì)出現(xiàn)積液現(xiàn)象；液膜模型則認(rèn)為在井筒內(nèi)，液膜是液相的主要存在方式，只要井筒內(nèi)的氣流速度足夠使得附著在井筒內(nèi)部上的液膜不發(fā)生逆流，那么井底就不會(huì)出現(xiàn)積液現(xiàn)象。

圖1 液滴模型示意圖

圖2 液膜模型示意圖

筆者結(jié)合實(shí)際氣井生產(chǎn)數(shù)據(jù)，選取了目前常見的幾種氣井積液預(yù)測(cè)模型并進(jìn)行了對(duì)比分析，篩選出預(yù)測(cè)精度較高的模型以用于指導(dǎo)實(shí)際生產(chǎn)。

1 常見氣井積液預(yù)測(cè)模型

1.1 Turner模型 [1]

Turner在1969年通過分析向下的重力和向上的氣體對(duì)液滴的阻力之間的平衡關(guān)系，確定了氣井不積液時(shí)的臨界攜液流速。

1.2 吳丹模型 [2]

吳丹通過引入Ku數(shù)，通過對(duì)井筒內(nèi)環(huán)狀流狀態(tài)下液膜的受力分析，確定了氣井不積液時(shí)的臨界攜液流速：

1.3 陳德春模型 [3]

陳德春模型對(duì)液膜和氣芯分別進(jìn)行了受力分析，建立了定向氣井的臨界攜液流量預(yù)測(cè)模型，并給出了與井斜角和油管直徑對(duì)應(yīng)的修正系數(shù)表。

2 模型對(duì)比分析

本文采用來自Turner的32口生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際氣井?dāng)?shù)據(jù)和杜敬國[4]的25口生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際氣井?dāng)?shù)據(jù)驗(yàn)證上述三個(gè)模型，并進(jìn)行對(duì)比。見圖3～圖 5。

圖3 turner模型預(yù)測(cè)結(jié)果

圖4 吳丹模型預(yù)測(cè)結(jié)果

圖5 陳德春模型預(yù)測(cè)結(jié)果

從圖3、圖4、圖5看出，陳德春模型有3組數(shù)據(jù)預(yù)測(cè)錯(cuò)誤，tuner和吳丹各有4組數(shù)據(jù)預(yù)測(cè)錯(cuò)誤，因此，陳德春模型預(yù)測(cè)結(jié)果較好，準(zhǔn)確性較高。

3 結(jié)論

結(jié)合57口生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際氣井?dāng)?shù)據(jù)，將常見的三個(gè)模型的預(yù)測(cè)結(jié)果進(jìn)行對(duì)比。結(jié)果顯示，陳德春模型的預(yù)測(cè)結(jié)果與氣井的實(shí)際情況吻合程度更高，可以作為實(shí)際生產(chǎn)中的指導(dǎo)參考。

變量表：σ為液體表面張力，ρl為液體密度，ρg為氣體密度，R為曳力，F(xiàn)r為浮力，F(xiàn)G為重力，P為壓力，τi為氣液相界面剪切應(yīng)力，τw為壁面剪切應(yīng)力。