[發明專利]一種頁巖氣井采氣管柱尺寸優選方法

在審

• 申請號: 202011344977.7
• 申請日: 2020-11-26
• 公開（公告）號: CN112145153A
• 公開（公告）日: 2020-12-29
• 發明（設計）人: 譚曉華;楊雅凌;李曉平;毛正林;李勁涵;李乾
• 申請（專利權）人: 西南石油大學
• 主分類號: E21B47/00
• 分類號: E21B47/00;E21B47/06;G06Q50/02
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種頁巖氣井采氣管柱尺寸優選方法，其特征在于，該方法包括下列步驟：

步驟一：計算頁巖氣井不同尺寸采氣管柱在不同產氣量、產水量及井筒壓力下的臨界攜液流量；選用基于Tunner模型的頁巖氣井臨界攜液流量新計算公式，其中v_cr為臨界攜液流量，單位為m/s；σ為表面張力，單位為N/m；ρ_g、ρ_l分別為氣體密度、液體密度，單位為kg/m³；Q_sl為單位時間穿過截面的液體流量，單位為m³/s；μ_g為氣體粘度，單位為Pa·s；D為圓管直徑，單位為m；θ為井斜角，單位為°；

步驟二：在滿足攜液的情況下，計算氣井防沖蝕的最大產氣量；利用氣井沖蝕流量公式計算氣井的沖蝕流量；氣井沖蝕流量公式為；其中v_e為沖蝕流量，單位為m/s；

步驟三：采氣管柱尺寸優選的原則為：下入采氣管柱后，管柱中的氣體流速需大于臨界攜液流量，且小于沖蝕流量；通過計算不同尺寸采氣管柱在不同產水量及井筒壓力下的臨界攜液流量及沖蝕流量，介于臨界攜液流量及沖蝕流量之間的流速即為采氣管柱尺寸優選的流速合理區間；

步驟四：確定壓力損失最低的管柱尺寸；利用單位井深壓力損失公式計算不同尺寸的采氣管柱在不同井筒壓力、產氣量、產水量條件下的壓力損失；單位井深壓力損失公式為；其中d為積分符號；p為井筒壓力，單位為MPa；z為井深，單位為m；ρ_m為混相密度，單位為kg/m³；g為重力加速度，單位為m/s²；f_m為兩相摩阻系數，無因次；v_m為混相速度，單位為m/s；

步驟五：綜合步驟一到步驟四計算所得臨界攜液流量、沖蝕流量及壓力損失，確定在不同產氣量、產水量及井筒壓力下，流速合理區間內壓力損失最小的管柱尺寸，即為在該條件下所對應的最佳管柱尺寸選擇；根據所得結果繪制出頁巖氣井采氣管柱尺寸優選圖版。

2.根據權利要求1所述的一種頁巖氣井采氣管柱尺寸優選方法，其特征在于：所述步驟四中單位井深壓力損失公式中表示重力損失項，表示摩阻損失項，表示加速度損失項；其中，加速度損失項忽略不計。