[發(fā)明專利]一種煤層氣井井筒流動動態(tài)預(yù)測方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410165610.7
• 申請日: 2014-04-23
• 公開（公告）號: CN105089639B
• 公開（公告）日: 2018-03-13
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 石在虹;牛駿;柯文奇;蘇建政;張汝生;張祖國;唐萍;王雅茹
• 申請（專利權(quán)）人: 中國石油化工股份有限公司;中國石油化工股份有限公司石油勘探開發(fā)研究院
• 主分類號: E21B47/06
• 分類號: E21B47/06;E21B47/00
• 代理公司: 北京聿宏知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司11372
• 代理人: 吳大建,劉華聯(lián)

1.一種煤層氣井井筒流動動態(tài)預(yù)測方法，其特征在于，包括：

對井筒油管中的液體采樣以獲取井筒中的真實(shí)固體含量H_s；測量井口的液相體積流量和氣相體積流量，以及井口溫度和井口壓力；

判別井筒中氣液固三相流的流動形態(tài)，并根據(jù)井筒中的真實(shí)固體含量H_s確定氣液固三相流的建模參數(shù)；

依據(jù)所述真實(shí)固體含量H_s以及所述建模參數(shù)，結(jié)合動液面位置和井身結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)，基于貝格斯-布里爾方法建立井筒內(nèi)的氣液固三相流壓力模型；

依據(jù)所述氣液固三相流壓力模型，所述真實(shí)固體含量H_s以及所述建模參數(shù)，結(jié)合井身傳熱參數(shù)，根據(jù)能量守恒性質(zhì)建立井筒內(nèi)的溫度分布模型；

從井口開始對井筒依次劃分為若干連續(xù)的子井段，將測量得到的井口的液相體積流量和氣相體積流量，以及井口溫度和井口壓力做為初始值，在所述連續(xù)的子井段內(nèi)根據(jù)所述壓力模型和溫度分布模型耦合迭代計(jì)算直至井底，獲得井筒內(nèi)氣液固三相流的壓力和溫度沿井筒深度的分布結(jié)果。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，還包括：

根據(jù)所述壓力和溫度沿井筒深度的分布結(jié)果以及氣體狀態(tài)方程獲得井筒內(nèi)氣相密度沿井筒深度的分布結(jié)果。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，所述判別井筒中氣液固三相流的流動形態(tài)包括：

由井筒中的液相體積流量和氣相體積流量確定氣液固混合物的平均流速和無滑脫持液率

根據(jù)弗洛德準(zhǔn)數(shù)和無滑脫持液率應(yīng)用貝格斯-布里爾方法劃分井筒中氣液固三相流的流動形態(tài)；

其中，Q_l為井筒中的液相體積流量，Q_g為井筒中的氣相體積流量，g為重力加速度，D為管道直徑，v_m為氣液固三相混合物的平均流速。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，所述根據(jù)真實(shí)固體含量H_s確定氣液固三相流的建模參數(shù)包括：

根據(jù)真實(shí)固體含量H_s和井筒中氣液固三相流的流動形態(tài)的流型參數(shù)計(jì)算真實(shí)液體含量H_l(θ)＝(1-H_s)H'_l(θ)，真實(shí)氣體含量H_g(θ)＝(1-H_s)[1-H'_l(θ)]，

其中，H'_l(θ)＝H_l(0)ψ，H'_l(θ)為傾角為θ的氣液兩相流動的液體含量，H_l(0)為同樣流型參數(shù)下水平流的液體含量，ψ為傾斜校正系數(shù)，θ為井筒管道與水平方向的夾角。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，所述根據(jù)真實(shí)固體含量H_s確定氣液固三相流的建模參數(shù)還包括：

根據(jù)真實(shí)固體含量H_s，真實(shí)液體含量H_l(θ)和無滑脫持液率E_L計(jì)算氣液固三相流沿程阻力系數(shù)λ＝λ′·e^s；其中，

無滑脫的沿程阻力系數(shù)

R_e′為無滑脫的雷諾數(shù)，由含有固相顆粒的液相粘度μ_ls＝μ_l(1+2.5H_s)確定，μ_l為液相粘度，H_s為真實(shí)固體含量；

指數(shù)

其中，E_L為無滑脫持液率，H_l(θ)為真實(shí)液體含量，θ為井筒管道與水平方向的夾角。