间歇低产气井井筒携液敏感性模拟分析

梁 平，郭 瑜，唐 静，蒋 欣，卢海东

（1.重庆科技学院石油与天然气工程学院，重庆 401331；2.西南油气田分公司安全环保与技术监督研究院，四川成都 610000）

目前存在的临界携液流量模型是通过对井筒内液滴的不同形状进行计算：Turner等[1-2]针对不同井型或页岩气等情况提出了一些气井临界携液流量计算式。本文通过临界携液流量以及临界携液流量比来判断井筒是否存在积液，简便且易于实时监察气井生产状况。由于研究区块大多为低压气井，再加上后续井筒流型预测结果显示并非雾状流，符合Coleman在Turner模型基础上提出的适用于低压气井的临界携液计算条件，故考虑其进行气井临界携液能力计算。

1 气井携液能力预测

根据现场工艺参数、流程搭建相应的井筒物理模型，使得最终的井筒多相流相关式符合实际生产情况[3]，进行气井携液能力与积液量预测[4]：

M井的井口油压在生产波动时，临界携液产气量应达到1.53×104～2.18×104m3/d；且井筒内的任一深度处，气井携液流速比值都超过1，由此初步判断该气井井筒出现积液，软件运行结果与现场工况实际基本相符，进一步验证了模型的可靠性。

2 油管尺寸对井筒流动参数的影响分析

针对气井产生积液的情况，除了采取常规的泡排手段外，本案例还对气井进行影响因素的敏感性参数分析，以便于在生产过程中采取与之相对应的措施进行管控，延缓气井积液情况的产生。主要从油管尺寸和油藏压力两个方面进行井筒流动参数的影响分析[5]。

2.1 井筒持液率对油管尺寸的敏感性

利用软件模拟计算了现场生产实际中的三种油管尺寸Φ73.02mm、Φ60.32mm、Φ48.26mm下，M井的井筒内持液率变化情况（井口油压为1.0～3.0MPa）分析可知：Φ73.02mm和Φ60.32mm油管在井筒内持液率陡然增大，而后沿井筒至井口方向逐渐减小，在井口持液率为最小；而Φ48.26mm油管井筒持液率逐渐增大，在井口持液率为最大。可见该井应将目前采用的Φ73.02mm改为Φ48.26mm油管，可增强携液能力。

2.2 气井产量和临界携液流量对油管尺寸的敏感性

气井产量是决定气井生产能力的重要指标，临界携液流量也是判断气井是否积液的重要参数，因此需要进一步研究这两个参数对油管尺寸的敏感性。模拟在三种油管尺寸下气井产量、气井临界携液流量随井口油压的变化情况[6-7]。结果如下：

（1）该井油管在当前规格Φ73.02mm的情况下，当井口油压超过2.0MPa时，就无法正常生产，这点与实际生产情况相符合。

（2）井口油压越高，所需的临界携液流量越大，Φ73.02mm和Φ60.32mm油管均出现产气量小于临界携液流量的情况，结合持液率计算结果，说明井筒内会出现积液现象，直至该井无法正常生产。

（3）改变油管尺寸，气井产量变化幅度不大，但可维持正常生产；结合先前计算结果，小尺寸油管对持液率有好处，建议该井采用Φ48.26mm油管。

3 油藏压力对井筒流动参数的影响分析

3.1 井筒持液率对油藏压力的敏感性

在工程实际中，气井在生产一段时间后，由于地层压力下降与积液量的增加，需要间歇关井以维持产能。因此，利用软件模拟计算了M井在油藏压力降低后，气井井筒内持液率的变化情况：在同一油压情况下，油藏压力越低，井筒截面持液率越高，当油藏压力降低到20MPa且油压高于2.0MPa时，或油藏压力低于20MPa时，计算结果出现不收敛的情况，可判断气井在此条件下已无法正常生产。

3.2 气井产量和临界携液流量对油藏压力的敏感性

分别模拟计算了M井在油藏压力降低后，气井产量和气井临界携液流量随井口油压的变化情况：

当该井油藏压力由当前的21.85MPa降至20MPa时，仅有井口油压为1.0MPa时气井才能正常生产。可见，油藏压力降低后对气井生产影响较为显著，需采取一定的措施，如更换小口径的油管。

由于M井已投产十年，故只能采取一定的措施延缓积液的发生，本案例将结合敏感性分析结果，模拟计算和分析油藏压力降低后，将油管（Φ73.02mm）换为较小管径油管（Φ48.26mm）生产的效果（表1）：即便是油藏压力降低至19MPa，气井在不同井口油压下仍能保持一定的产量，且产气量明显大于临界携液流量，具有较好的携液能力，井筒内不易形成积液。

表1 油藏压力降低后，M井采用Φ48.26mm油管生产的计算结果

4 结语

1）应用软件搭建合适的井筒多相流模型，可以较好地掌握M气井井筒积液规律，并对积液提出有效处理办法，对苏里格气田的开发具有一定的指导和借鉴意义。

2）气井产量对油管尺寸不太敏感，但小尺寸油管的持液率大，且临界携液流量小，与大尺寸油管相比不容易产生积液现象。

3）在同一油压情况下，油藏压力越低，井筒截面持液率越高。

4）为了进一步实现气井的管理，建议在气井生产初期就开始建模，实行“一井一模”的方式，在气井开始出现积液现象时，及时采取措施，维持产能，保证气井的持续生产。