[發明專利]一種提高凝析油氣井筒舉升效率的方法

有效

• 申請號: 202211242885.7
• 申請日: 2022-10-11
• 公開（公告）號: CN115506760B
• 公開（公告）日: 2023-06-20
• 發明（設計）人: 鐘會影;余承摯;沈文霞;許嚴芮;畢永斌
• 申請（專利權）人: 東北石油大學
• 主分類號: E21B43/16
• 分類號: E21B43/16;E21B43/12;F04B49/06;G06F30/20;G06F119/08;G06F119/14
• 代理公司: 大慶博觀知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 23223
• 代理人: 李淑敏

1.一種提高凝析油氣井筒舉升效率的方法，其特征在于包括如下步驟：

步驟一、構建凝析油多相體系氣相實際狀態方程：

Z³-Z²+(A-B-B²)Z-AB＝0

其中，Z為組分壓縮因子；以混合規則從相應的純組分參數為基礎，定義兩個關于凝析油多相體系烴類組分性質的壓縮因子參數和同時利用混合規則獲取參數a_m、b_m分別為：

式中，x_i為各液相烴類組分的摩爾分數；y_i為各氣相烴類組分的摩爾分數；Ψ_i和a_ij為混合規則中二元相互作用體系組分的相關系數，且k_ij為二元相互作用系數；a_m和b_m為凝析油多相體系的混合規則參數；a_i為凝析油多相體系中第i種烴類組分的基本狀態方程參數；a_j為凝析油多相體系中第j種烴類組分的基本狀態方程參數；α_i為凝析油多相體系中第i種烴類組分的氣體狀態方程修正參數；α_j為凝析油多相體系中第j種烴類組分的氣體狀態方程修正參數；

步驟二、定量表征考慮凝析油多相體系氣液平衡狀態的飽和蒸汽壓；

式中：P^sat為凝析油多相體系飽和蒸汽壓，Pa；K_i為各烴類組分的氣液平衡常數；f_i^L為各烴類組分的液相逸度；為各烴類組分的氣相逸度系數；x_i為液相中各組分摩爾占比；

步驟三、凝析油多相體系中二元相互作用系數與氣液平衡常數的關聯；

在凝析油多相體系達到氣液平衡狀態時，各烴類組分氣液平衡常數的迭代式：

式中，γ_i為液相中i組分的活度系數；P為平衡分離壓力，Pa；

同時假設混合過程S^E＝0和V^E＝0，由正規溶液理論推導出液相中各烴類組分的活度系數公式為：

式中，V_i^L為凝析油多相體系中第i種烴類液態純組分的摩爾體積，cm³/mol；為凝析油多相體系中第j種烴類組分的體積分數，且j≠i；δ_j為凝析油多相體系中第j種烴類組分的溶解參數，j^0.5.cm^1.5；為凝析油多相體系除第i種烴類組分之外的溶解參數均值；

氣相各烴類組分逸度的相關式：

而：

式中，A₀到A₉為混合體系的相關參數，可查取；ω_i為偏心因子；為各純液態組分在體系溫度和壓力下的逸度系數；P_ri為各純液態組分的對比壓力；和為普遍化公式的中間參數；

將上述γ_i、參數值帶入各烴類組分氣液平衡常數的迭代式進行多元變量降維，由于壓縮因子參數A、B中存在二元相互作用系數變量，則此凝析油多相體系各烴類組分的氣液平衡常數降維后成為二元相互作用系數的一元函數，即用以實現表征凝析油多相體系相平衡狀態的氣液平衡常數受二元相互作用系數單一變量控制；

步驟四、確定凝析油多相體系中各烴類組分對應C₇₊虛擬組分的最佳二元相互作用系數；

最終飽和蒸汽壓誤差表示為：

根據此誤差公式，在0.01到0.50范圍內不斷對二元相互作用系數k_ij進行取值，以此構建縱坐標為飽和蒸汽壓誤差、橫坐標為二元相互作用系數k_ij的誤差曲線，進而選擇曲線最低點即飽和蒸汽壓誤差極小值處，對應橫坐標則為最佳二元相互作用系數；

步驟五、建立凝析油多相體系相平衡狀態下氣液平衡常數的相關性回歸模型：

式中，K_i為第i種烴類組分的氣液平衡常數；x_j為與氣液平衡常數強相關或中等相關的變量；h為強相關或中等相關的變量數目；m_j、n_j、C_K為多變量回歸模型中的冪函數參量，通過各烴類組分實驗測試數據代入進行非線性回歸獲取；

步驟六、構建凝析油多相體系井筒舉升提效方法；基于對凝析油多相體系相平衡狀態的定量表征，針對不同的井筒工況條件，確定了在一定井筒溫度、壓力條件下，各烴類組分在氣相和液相中的分配比例，即能夠獲得一定井筒溫度、壓力條件下各烴類組分在氣相組分和液相組分中的摩爾比，當開采動態特征反映出這一摩爾比減小時，相應地給礦場增壓氣舉工藝的壓縮機增壓，至各烴類組分在氣相組分和液相組分中的摩爾比恢復到該井前期開采動態特征；當摩爾比增大時，相應地給增壓氣舉工藝壓縮機降壓，至各烴類組分在氣相和液相中的摩爾比恢復到該井前期開采動態特征，從而保證凝析油多相體系呈混相開采，有效實現對管柱內液柱密度的控制，提高舉升效率。