[發明專利]一種考慮液滴形變和多參數影響的臨界攜液流量計算方法

有效

• 申請號: 202010513016.8
• 申請日: 2020-06-08
• 公開（公告）號: CN111400978B
• 公開（公告）日: 2020-09-29
• 發明（設計）人: 肖衡;李曉平;譚曉華;毛正林;韓沖;李勁涵;肖航;楊雅凌;韓宗芷;曹麗娜
• 申請（專利權）人: 西南石油大學
• 主分類號: G06F30/33
• 分類號: G06F30/33;G06F119/14
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明涉及氣藏合理配產領域的一種考慮液滴形變和多參數影響的臨界攜液流量計算方法。該方法解決了目前對氣井積液判斷存在偏差的問題，主要包括以下步驟：首先基于液滴破碎原理求取橢球型液滴最大尺寸參數；然后基于液滴所受的重力、曳力、浮力三力平衡，求得臨界攜液流速表達式；接著考慮到形變使得液滴迎流面積變化對曳力系數的影響，以及不同壓力、溫度、管徑對氣液兩相的摩擦阻力、氣液表面張力等參數的影響，建立考慮多參數的臨界攜液流量計算模型；最后采用多參數迭代的方式求解模型，獲取氣井臨界攜液流量。本發明具有以下有益效果：準確預測氣井積液，并考慮了多個參數對臨界攜液流量的影響，計算精確，使用方便。

技術領域

本發明專利涉及一種考慮液滴形變和多參數影響的臨界攜液流量計算方法，屬于氣藏合理配產領域。

背景技術

由于大多數氣田采用衰竭式開采，隨生產進行，地層能量下降，不足以將井筒中所產生的全部液體帶出，液體在井底累積，對地層產生回壓，進一步降低有效攜液能量。嚴重時甚至會造成壓井或氣井停產，這就是氣井積液現象。因而根據對氣井攜液原理，研究臨界攜液流量的計算，為氣井合理配產提供參考，使氣井能夠連續攜液生產，減少氣井積液的產生，對于氣井的高效生產具有重要意義。

現今在這一流量的計算中，關鍵參數曳力系數、摩阻系數以及表面張力都取定值，但在實際應用中，井況復雜，當井口溫度、壓力以及井徑發生變化時，計算臨界攜液流量的關鍵參數都會發生變化，不再是定值。導致使用定值計算出來的臨界攜液流量不能準確反映氣井能夠正常攜液生產的能力，對氣井積液判斷存在偏差。本專利就是為了解決現今臨界攜液流量計算中臨界流量的計算出現偏差不能準確判斷氣井積液狀況的問題，以適應不同生產條件的氣井，液滴形變、曳力系數、摩阻系數和表面張力會隨溫度、壓力以及油管直徑的變化而變化，更準確地計算氣井臨界攜液流量，指導氣井合理配產。

發明內容

本計算方法的目的是：為有水氣藏開發過程中，準確預測氣井積液，提供一種考慮液滴形變和多參數影響的臨界攜液流量計算方法，為有水氣藏制定生產方案提供依據。

為了達到上述目的，本發明采用以下步驟：

首先，基于液滴破碎原理求取橢球型液滴最大尺寸參數；然后，基于液滴所受的重力、曳力、浮力三力平衡，求得臨界攜液流速表達式；接著考慮到形變使得液滴迎流面積變化對曳力系數的影響，以及不同壓力、溫度、管徑對氣液兩相的摩擦阻力、氣液表面張力的影響，建立考慮多參數的臨界攜液流速計算模型；最后采用多參數迭代的方式求解模型，獲取氣井臨界攜液流速，通過氣井流速與流量的換算關系，進一步獲得臨界攜液流量。

上述的考慮液滴形變和多參數影響的臨界攜液流量計算方法中，計算所述的臨界攜液流量包括以下步驟：首先根據氣井溫度、壓力和井筒內徑，計算井筒內氣體密度、氣體粘度以及液體密度；再根據氣液兩相密度差，采用李元生公式計算氣液表面張力；最后設置臨界攜液流速初值，結合氣體密度、氣體粘度計算雷諾數。

上述的考慮液滴形變和多參數影響的臨界攜液流量計算方法中，所述迭代計算考慮多參數的臨界攜液流量：計算考慮溫度、壓力、井筒內徑、雷諾數影響的曳力系數和摩阻系數，根據邵明望公式計算氣液兩相曳力系數，基于Lee公式計算氣液兩相摩阻系數，結合前文計算得出的雷諾數、氣液表面張力，計算臨界攜液流速；再以計算臨界攜液流速與臨界攜液流速初值的差值小于0.0001m/s為判斷條件，若為否，將此次計算的臨界攜液流速作為新的臨界攜液流速初值，重復迭代操作；若為是，則此次計算得出的臨界攜液流速即為氣井連續攜液的最小攜液流速，并通過氣井流速與流量的換算關系，進一步計算相應的臨界攜液流量。

上述的考慮液滴形變和多參數影響的臨界攜液流量計算方法中，計算出臨界攜液流量后，建立不同壓力、管徑下氣井的臨界攜液流量圖版，特征在于可以根據不同的壓力、管徑查找相應的臨界攜液流速，用于指導氣井合理配產。