一种排水采气工艺优选方法及系统技术方案

本发明专利技术提供了一种排水采气工艺优选方法及系统，属于油气田采气技术领域。所述方法根据井口压力和外输压力，以及全井筒临界携液进行判断，确定是否选用无补能排水采气工艺；如果选用无补能排水采气工艺，则根据适用性初选无补能排水采气工艺，并根据气井流入动态曲线和每种无补能排水采气工艺的工作曲线确定每种无补能排水采气工艺的压力适用界限和携液适用界限，最终根据每种无补能排水采气工艺的压力适用界限和携液适用界限获得优选的无补能排水采气工艺。利用本发明专利技术克服了目前排水采气工艺选择方法考虑因素欠缺，无法定量优选的不足，提高了排水采气工艺有效性，有效指导现场气井排水采气工艺选取和工艺介入时机。场气井排水采气工艺选取和工艺介入时机。场气井排水采气工艺选取和工艺介入时机。

【技术实现步骤摘要】
一种排水采气工艺优选方法及系统


[0001]本专利技术属于油气田采气
，具体涉及一种排水采气工艺优选方法及系统，适用于含水气井排水采气工艺定量优选。

技术介绍

[0002]含水气藏的开发对于保障能源安全具有重要意义。目前很多常规及非常规气藏的产水气井普遍存在井筒积液问题，例如涪陵页岩气田随着投产井数逐年增多，积液井数也逐年增多，目前积液井数量在100口左右，亟需选取适合的排水采气工艺治理积液。但是，目前排水采气工艺的选择主要依赖现场经验方法、宏观控制图版法和动态分析图版法，考虑的影响因素不全面，只能初步定性选取排水采气工艺，而无法实现多种排水采气工艺的定量优选，导致应用效果较差。
[0003]中国专利公开文献CN110610435A公开了一种产液天然气井排水采气工艺选取方法和控制系统，方法包括以下步骤：在日产气量和井底流压构成的坐标系中，绘制不同生产阶段的流入曲线、最低井口油压对应的油管动态曲线、临界携液曲线和临界携泡曲线，构成动态分析图版；选取该四类曲线的相关交点，将图版划分为若干个具有不同携液能力特征的区间，并确定每个区间对应的排水采气工艺；将气井生产历史数据映射到图版中，确定当前生产阶段对应的区间，并找到对应的排水采气工艺。该专利申请文件提出的图版法虽然可以初步选择排水采气工艺，但是只提出了定性分析图版，考虑因素欠缺，没有考虑不同排水采气工艺的压力适用和携液适用的产量界限，只能根据排水采气工艺适用性初步定性选择排水采气工艺，无法定量确定不同排水采气工艺的适用产量界限，没有提出定量优选不同排水采气工艺的优选方法，可靠性较低。
[0004]中国专利公开文献CN106570273B公开了一种三参数气井排水采气工艺优选模型的建立方法，其首先收集气田区块内产水气井的生产参数；然后在不同井深处，计算给定油管管径的不同日产气量和水气比下的天然气临界携液流量，在日产气量、水气比和井深三维模型上画出最大、最小油管管径的天然气临界携液流量曲面a、b，在三维模型上画出产液量为95m3的曲面c，其提出的三参数三维图版法虽然可以初步选择排水采气工艺，但是考虑因素欠缺，只考虑了产量和井深参数，只能根据排水采气工艺适用性初步定性选择工艺，无法定量确定不同排水采气工艺的适用界限，没有提出定量优选不同排水采气工艺的优化方法。
[0005]目前的排水采气工艺优选方法还不完善，缺乏一种排水采气工艺的定量化界限确定与工艺优选方法。

技术实现思路

[0006]本专利技术的目的在于解决上述现有技术中存在的难题，提供一种排水采气工艺优选方法及系统，综合考虑压力适用的产量界限(即压力适用界限)和携液适用的产量界限(即携液适用界限)，定量确定排水采气工艺的适用界限，定量优选排水采气工艺，有效指导现
场气井排水采气工艺选取和工艺介入时机，提高排水采气工艺有效性，实现含水气井的长期稳定生产。
[0007]本专利技术是通过以下技术方案实现的：
[0008]本专利技术的第一个方面，提供了一种排水采气工艺优选方法，所述方法根据井口压力和外输压力，以及全井筒临界携液进行判断，确定是否选用无补能排水采气工艺；如果选用无补能排水采气工艺，则根据适用性初选无补能排水采气工艺，并根据气井流入动态曲线和每种无补能排水采气工艺的工作曲线确定每种无补能排水采气工艺的压力适用界限和携液适用界限，最终根据每种无补能排水采气工艺的压力适用界限和携液适用界限获得优选的无补能排水采气工艺。
[0009]本专利技术的进一步改进在于，所述方法包括：
[0010]步骤一：收集含水气井现场参数；
[0011]步骤二：判断井口油压是否大于等于井口外输压力，如果是，则转到步骤三；如果否，则转入步骤十；
[0012]步骤三：判断标准状况下的气相流量是否大于等于全井筒的最大临界携液流量，如果是，则气井可以正常生产，不需采用排水采气工艺；如果否，则根据适用性初选n种无补能排水采气工艺；
[0013]步骤四：计算气井流入动态曲线；
[0014]步骤五：计算初选的n种无补能排水采气工艺的工作曲线；
[0015]步骤六：确定初选的n种无补能排水采气工艺的压力适用界限；
[0016]步骤七：计算初选的n种无补能排水采气工艺的积液界限曲线；
[0017]步骤八：确定初选的n种无补能排水采气工艺的携液适用界限；
[0018]步骤九：定量优选排水采气工艺；
[0019]步骤十：选择补能排水采气工艺。
[0020]本专利技术的进一步改进在于，所述含水气井现场参数包括：流压测试数据、静压测试数据、井口油压P
t
、井口套压P
c
、井口外输压力P
tr
、井口温度T
t
、标准状况下的气相流量Q
g
、液相流量Q
l
、气相相对密度γ
g
、液相密度ρ
l
、表面张力σ、生产管柱内径D、生产管柱下深H
t
、井眼轨迹数据。
[0021]本专利技术的进一步改进在于，所述步骤三中的最大临界携液流量是这样获得的：
[0022]利用(1)式计算不同井深处的临界携液流速v
c
：
[0023][0024]利用(2)式计算不同井深处的临界携液流量Q
c
：
[0025][0026]利用(3)式计算全井筒的最大临界携液流量Q
cmax
：
[0027][0028]式中，v
c
为临界携液流速，m/s；σ为表面张力，N/m；Q
l
为液相流量，m3/s；ρ
l
为液相密度，kg/m3；ρ
g
为气相密度，kg/m3；D为生产管柱内径，m；R为造斜率，
°
/30m；Q
c
为标况下的临界携液流量，m3/d；P为压力，MPa；Z为气相偏差系数，无因次；T为温度，K。
[0029]本专利技术的进一步改进在于，所述无补能排水采气工艺包括：小油管优选管柱、泡排、柱塞气举和井口增压。
[0030]本专利技术的进一步改进在于，所述步骤四的操作包括：
[0031]利用式(4)计算气井流入动态曲线：
[0032][0033]其中，P
R
为地层压力，MPa；P
wf
为井底流压，MPa；C为系数，m3/d
·
MPa
‑
2n
；n为指数，无因次。
[0034]本专利技术的进一步改进在于，所述步骤五的操作包括：
[0035]对于小油管优选管柱，取井口油压等于井口外输压力，选用适用于产水气井的多相流模型计算井筒压降，获得小油管工作曲线；
[0036]对于泡排，取井口油压等于井口外输压力，利用(5)式计算井筒压降，获得泡排工作曲线；
[0037][0038]其中，ΔP为井筒压降，MPa；ρ
m
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种排水采气工艺优选方法，其特征在于：所述方法根据井口压力和外输压力，以及全井筒临界携液进行判断，确定是否选用无补能排水采气工艺；如果选用无补能排水采气工艺，则根据适用性初选无补能排水采气工艺，并根据气井流入动态曲线和每种无补能排水采气工艺的工作曲线确定每种无补能排水采气工艺的压力适用界限和携液适用界限，最终根据每种无补能排水采气工艺的压力适用界限和携液适用界限获得优选的无补能排水采气工艺。2.根据权利要求1所述的排水采气工艺优选方法，其特征在于：所述方法包括：步骤一：收集含水气井现场参数；步骤二：判断井口油压是否大于等于井口外输压力，如果是，则转到步骤三；如果否，则转入步骤十；步骤三：判断标准状况下的气相流量是否大于等于全井筒的最大临界携液流量，如果是，则气井可以正常生产，不需采用排水采气工艺；如果否，则根据适用性初选n种无补能排水采气工艺；步骤四：计算气井流入动态曲线；步骤五：计算初选的n种无补能排水采气工艺的工作曲线；步骤六：确定初选的n种无补能排水采气工艺的压力适用界限；步骤七：计算初选的n种无补能排水采气工艺的积液界限曲线；步骤八：确定初选的n种无补能排水采气工艺的携液适用界限；步骤九：定量优选排水采气工艺；步骤十：选择补能排水采气工艺。3.根据权利要求2所述的排水采气工艺优选方法，其特征在于：所述含水气井现场参数包括：流压测试数据、静压测试数据、井口油压P
t
、井口套压P
c
、井口外输压力P
tr
、井口温度T
t
、标准状况下的气相流量Q
g
、液相流量Q
l
、气相相对密度γ
g
、液相密度ρ
l
、表面张力σ、生产管柱内径D、生产管柱下深H
t
、井眼轨迹数据。4.根据权利要求3所述的排水采气工艺优选方法，其特征在于：所述步骤三中的最大临界携液流量是这样获得的：利用(1)式计算不同井深处的临界携液流速v
c
：利用(2)式计算不同井深处的临界携液流量Q
c
：利用(3)式计算全井筒的最大临界携液流量Q
cmax
：式中，v
c
为临界携液流速；σ为表面张力；Q
l
为液相流量；ρ
l
为液相密度；ρ
g
为气相密度；D
为生产管柱内径；R为造斜率；Q
c
为标况下的临界携液流量；P为压力；Z为气相偏差系数；T为温度。5.根据权利要求4所述的排水采气工艺优选方法，其特征在于：所述无补能排水采气工艺包括：小油管优选管柱、泡排、柱塞气举和井口增压。6.根据权利要求5所述的排水采气工艺优选方法，其特征在于：所述步骤四的操作包括：利用式(4)计算气井流入动态曲线：其中，P
R
为地层压力；P
wf
为井底流压；C为系数；n为指数。7.根据权利要求6所述的排水采气工艺优选方法，其特征在于：所述步骤五的操作包括：对于小油管优选管柱，取井口油压等于井口外输压力，选用适用于产水气井的多相流模型计算井筒压降，获得小油管工作曲线；对于泡排，取井口油压等于井口外输压力，利用(5)式计算井筒压降，获得泡排工作曲线；其中，ΔP为井筒压降；ρ
m
为混合流体密度；g为重力加速度；θ
d
为井斜角；f
m
为摩阻系数；v
m
为混泡流体速度；dz为井筒分段长度；对于柱塞气举，取井口油压等于井口外输压力，利用(6)式计算井筒压降，获得柱塞气举工作曲线；h＝(P
ts
‑
P
cs
)/ρ
l
g
‑
h2ꢀꢀ
(7)式中，G
p
为柱塞重量；h为从柱塞卡定器算起的积液段高度；H为柱塞卡定器距井口的高度；A
p
为柱塞横截面积；γ
g
为气相相对...

【专利技术属性】
技术研发人员：周朝，何祖清，刘欢乐，范杰，何同，吴俊霞，王烁龙，
申请(专利权)人：中国石油化工股份有限公司石油工程技术研究院，
类型：发明
国别省市：