[發明專利]一種確定固體泡排棒在連續生產氣井中臨界下落的最優長度和直徑的方法

在審

• 申請號: 202211010397.3
• 申請日: 2022-08-23
• 公開（公告）號: CN115329586A
• 公開（公告）日: 2022-11-11
• 發明（設計）人: 劉永輝;王俞鑫;羅程程
• 申請（專利權）人: 西南石油大學
• 主分類號: G06F30/20
• 分類號: G06F30/20;G06Q50/02;E21B43/16;G06F113/08;G06F113/14;G06F119/14;G06F119/08
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本發明提供了一種確定固體泡排棒在連續生產氣井中臨界下落的最優長度和直徑的方法。首先獲取氣井生產參數，給定一系列泡排棒長度與直徑，并根據現場泡排棒制作原料等條件確定泡排棒密度，后基于流動相似準則將高壓下現場產量轉化為常壓下對應氣液流速，通過得到的液流速、泡排棒密度以及一系列泡排棒長度與直徑計算出多組固體泡排棒在連續生產氣井中臨界下落氣流速，再將臨界下落氣流速與轉化后常壓下氣流速對比，選出大于后者的值，并將其對應長度與直徑利用體積公式結合斷裂系數計算選出結果最大值，其對應長度、直徑即為最優。該方法所需要的參數大多可由現場測井數據獲得，方便快捷。

技術領域

本發明屬于氣藏排水采氣領域，具體涉及一種確定固體泡排棒在連續生產氣井中臨界下落的最優長度和直徑的方法。

背景技術

泡沫排水采氣是產水氣井經濟有效的開采方式之一。通常將起泡劑溶液從井口由油套環空連續泵入，既適于連續生產氣井也可以應用于間歇生產氣井；但對于帶封隔器井而言，油套環空不連通，不能通過油套環空加注起泡劑。而固體泡排棒的密度較氣井流體密度大，可從井口清蠟閘門投放并在油管內下落，與井下液體充分接觸且緩慢溶解釋放，能有效提高氣體攜液能力，減少井筒積液，延長氣井自噴開采時間。

為了保證固體泡排棒在油管內下落，投泡排棒時需要關井，讓泡排棒在靜止流體內下落，避免泡排棒被向井口流動流體帶出井口。但頻繁的開關井會導致氣井生產時率低，因此不關井投固體泡排棒并保證順利下落以實現氣井連續生產就顯得十分重要。但氣井井筒為復雜的氣液兩相流，固體泡排棒能否在兩相流動中下落是該工藝能否實施的關鍵。因此提出一種確定固體泡排棒在連續生產氣井中臨界下落的最優長度和直徑的方法是很有必要的。

本專利就是為了解決以上問題，提供了一種解決以上問題的新思路和新方法。該方法能夠準確運用于在連續生產氣井中泡排工藝投注固體泡排棒最優長度與直徑的確定，為現場實施泡排棒工藝提供指導。

發明內容

本發明的目的在于解決在連續生產氣井中難以確定泡排棒臨界下落長度與直徑的問題，提供了一種確定固體泡排棒在連續生產氣井中臨界下落的最優長度和直徑的方法。

一種確定固體泡排棒在連續生產氣井中臨界下落的最優長度和直徑的方法，包括以下步驟：

步驟一：獲取需要投注泡排棒工藝氣井的生產數據，包括井口壓力、井口溫度、天然氣相對密度、油管內徑、產氣量、產液量等數據；根據現場泡排棒制作原料等條件給定泡排棒密度，給定一系列泡排棒長度L₁、L₂、L₃…L_N，給定一系列泡排棒直徑為d₁、d₂、d₃…d_M。由于泡排棒長度越長越易斷裂，因此引入斷裂系數X(0≤X≤1)，X與長度呈正相關，與直徑呈負相關。

步驟二：基于流動相似準則利用無因次準數將高壓下現場產量轉化為常壓下對應氣液流速。相應的計算公式如下：

計算高壓下氣相表觀流速v_SG高壓：

其中v_SG高壓為高壓下表觀氣流速，m/s；Q_g氣相流量，m³/d，A為管道橫截面積，m²，且

計算給定氣井井筒位置處壓力和溫度條件下氣體密度：

式中，ρ為給定溫度、壓力下氣體密度，kg/m³；γ_g為氣體相對密度，無量綱；Z為氣體壓縮因子，無量綱；P為壓力，MPa；T為溫度，K；

轉化后有關系式：