[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

本發明涉及頁巖氣田采氣工藝中的一種頁巖氣井采氣管柱尺寸優選方法，屬于氣藏排水采氣領域；它解決現今采氣管柱優選方面缺少針對頁巖氣井的理論指導、依賴技術人員現場經驗等問題；其技術方案是：根據攜液、防沖蝕、低損失的采氣管柱尺寸選擇原則，通過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、沖蝕流量及壓力損失，得到不同產氣量、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，并將所得結果繪制成頁巖氣井采氣管柱尺寸優選圖版。本發明對頁巖氣井管柱尺寸優選提供技術支持，能有效提高氣井攜液及抗沖蝕能力，操作簡單，可推廣性強。

技術領域

本發明涉及頁巖氣田采氣工藝中的一種頁巖氣井采氣管柱尺寸優選方法，屬于氣藏排水采氣領域。

背景技術

在頁巖氣的開發過程中，隨著氣井的生產，氣藏壓力降低、氣流速度降低，氣流的攜液能力變差。此時下入相應規格的油管，依靠頁巖氣井自身的能量實現排液生產。采氣管柱的尺寸是氣井能否正常生產的重要影響因素，選擇下入合理尺寸的油管延長頁巖氣井采氣期，因此采氣管柱的尺寸優選對于頁巖氣井開發具有重要意義。

隨著近年來我國對頁巖氣需求的加大，頁巖氣藏的開發成為油氣行業的研究熱點，但主要以氣藏開發及產能模型為主。在管柱尺寸優選方面仍以常規氣藏開采中現場技術人員的經驗為主，缺少針對頁巖氣井的、合理的理論指導。因此，發明一種簡單、快捷且能夠用于現場指導的頁巖氣井采氣管柱尺寸優選方法十分必要。

本發明針對此問題，依據攜液、防沖蝕、低損失的采氣管柱尺寸選擇原則，建立了一套頁巖氣井采氣管柱尺寸優選圖版。在實際生產過程中，根據當前產水量、產氣量及井筒壓力，簡單快速地查所對應的最佳管柱尺寸。

發明內容

本發明目的是：提供一種簡單快捷確定頁巖氣井采氣管柱最優尺寸的方法，以解決頁巖氣井實際生產過程中采氣管柱尺寸選擇問題。

本發明是一種頁巖氣井采氣管柱尺寸優選方法，所述方法的步驟如下：

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速新計算公式，其中v_cr為臨界攜液流速，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；利用氣井沖蝕速度公式計算氣井的沖蝕流量；氣井沖蝕速度公式為；其中v_e為沖蝕速度，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；