CN101871344A - 一种称重式气井井筒液面位置的确定方法 - Google Patents

Abstract

称重式气井井筒液面位置的确定方法，应用于油田采气技术领域。首先，获得该气井下入的油管柱长度l、油管柱平均单位长度重量γ、油管外径d_o、油管内径d_i、积液密度ρ_w；其次，在井口利用称重的方法称取油管柱在液体中的重量W₁；最后，将油管柱长度l、油管柱平均单位长度重量γ、油管外径d_o、油管内径d_i、积液密度ρ_w和油管柱在液体中的重量W₁代入公式；计算后得到气井积液后液面距井口的距离h。效果是：通过在气井井口测量油管柱的重量就能确定井筒液面的位置。只需要在井口测量油管柱在液体中的重量，不需要将测试仪器下到井底，与现有方法相比，该方法测试简便、结果更为精确。

Description

一种称重式气井井筒液面位置的确定方法

技术领域

本发明涉及气田开发领域，特别涉及气井井筒液面深度的确定，是一种利用称重原理确定积液气井井筒液面位置的方法，适用于油管、套管环空连通的积液气井。

背景技术

气井井筒存在积液，无疑影响其正常生产，同时积液能污染气层，进一步降低气井产能。因此，在气井生产过程中，适时探测气井筒内液面的位置，了解积液情况，是气田动态监测的一项重要内容，为采取有效的排液措施提供依据。目前，确定气井积液井筒液面位置的方法主要有两种：一种是通过测试井筒压力梯度来分析确定井筒液面位置，这种测试井筒压力梯度方法比较直观，但有时由于井筒遇阻或压力计精度不够时，无法测试或得不到准确、可靠的结果；同时要耗费一定的人力、物力。另外一种方法是根据气井井口压力与井底压力理论计算井筒液面位置，这种方法计算简单。气井井口压力可以直接测量，但井底压力只能通过计算或井下测试得到。如果利用通过计算得到的井底压力计算井筒液面位置，会影响计算结果的准确性；如果通过井下测试得到井底压力，同样需要耗费一定的人力、物力。

发明内容

本发明的目的是：提供一种称重式气井井筒液面位置的确定方法，利用称重原理，通过在气井井口测量油管柱的重量，精确、连续地确定积液气井井筒液面的位置，为采气井采取有效的排液措施提供依据。

本发明采用的技术方案是：称重式气井井筒液面位置的确定方法的公式推导过程：

气井油管柱长度为l，气井积液后液面距井口的距离为h。

长度为l的油管柱在空气中的重量(重力)为W，则：

W＝l×γ                (1)

式中：W——油管柱在空气中的重量，N；

l——油管柱长度，m；

γ——油管柱平均单位长度的重量，N/m。

对于一确定长度和规格的油管柱，l和γ是确定的，从而油管柱在空气中的重量W就可通过式(1)计算得到。

气井积液后，长度为l的油管柱在液体中的重量为W₁，W₁可在井口直接测量得到，则：

$F_f=W-W_1=\frac{\mathrm{\π}}{4}{\mathrm{\ρ}}_{w}g(d_o^2-d_i^2)(l-h)---\left(2\right)$

式中：F_f——积液后油管柱受到的浮力，N；

W₁——油管柱在液体中的重量，N；

ρ_w——液体密度，kg/m³；

g——重力加速度，m/s²；

d_o——油管外径，m；

d_i——油管内径，m；

h——气井积液后液面距井口的距离，m。

由式(2)可解得：

$h=l-\frac{4(W-W_1)}{\mathrm{\π}{\mathrm{\ρ}}_{w}g(d_o^2-d_i^2)}=l-\frac{4(l\×\mathrm{\γ}-W_1)}{\mathrm{\π}{\mathrm{\ρ}}_{w}g(d_o^2-d_i^2)}---\left(3\right)$

在式(3)的右端，所有的参数都可以直接得到，计算得到气井积液后液面距井口的距离。

称重式气井井筒液面位置的确定方法，首先，查井史资料和技术资料，获得该气井下入的油管柱长度l、油管柱平均单位长度重量γ、油管外径d_o、油管内径d_i；取该气井内积液，测量该液体密度ρ_w。本领域技术人员很容易获取这些资料信息；并且一口确定的气井，以上的资料信息是不改变的。其次，在井口利用称重的方法称取油管柱在液体中的重量W₁。最后，将油管柱长度l、油管柱平均单位长度的重量γ、油管外径d_o、油管内径d_i、积液密度ρ_w和油管柱在液体中的重量W₁代入以下公式：

$h=l-\frac{4(l\×\mathrm{\γ}-W_1)}{\mathrm{\π}{\mathrm{\ρ}}_{w}g(d_o^2-d_i^2)}$

计算后得到气井积液后液面距井口的距离h。用气井积液后液面距井口的距离，确定气井采气生产措施。比如是否应该采取排除气井井筒内积液，提高采气量。油田技术人员熟知如何在井口对油管柱进行称重的方法，获得油管柱在液体中的重量。

如果将同一口井多次称重并计算获得的气井积液后液面距井口的距离h绘制成与时间对应的曲线，能分析掌握该气井积液后液面距井口距离的变化规律，用气井积液后液面距井口距离和气井积液后液面距井口距离的变化规律，指导制定气井采气生产措施，比如预计何时需要排除气井井筒内积液。

本发明的有益效果是：本发明称重式气井井筒液面位置的确定方法，利用称重原理确定积液气井井筒液面的位置，通过在气井井口测量油管柱的重量就能确定井筒液面的位置。为确定积液气井井筒液面的位置增添了一种简便可行的方法。该方法原理可靠，所需的参数除油管柱在液体中的重量之外均可直接获得，只需要在井口测量油管柱在液体中的重量，不需要将测试仪器下到井底，与现有方法相比，该方法测试简便、结果更为精确。

附图说明

附图1为气井井筒的示意图。

图中，1.套管，2.油管，3.液面。

具体实施方式

实施例1：以一次利用称重式气井井筒液面位置的确定方法计算为例，对本发明作进一步详细说明。

某气井在套管1中下有油管柱2。油管柱2采用的是2⁷/₈″加厚油管连接而成，油管柱2长度2200m、外径73mm、内径62mm，单位油管柱2的平均重量为94.86N/m。液体密度为1010kg/m³，气井积液后在井口测得的油管柱2在液体中的重量为204428N。将上述资料代入公式：

$h=l-\frac{4(l\×\mathrm{\γ}-W_1)}{\mathrm{\π}{\mathrm{\ρ}}_{w}g(d_o^2-d_i^2)}$

计算得到液面3距井口的距离h为1830m。分析结论：此时该井的积液较少，液面3距井口的距离还没有影响采气工作的正常进行。

实施例2：还是在完成实施例1的气井进行。在套管1中下有油管柱2。油管柱2采用的是2⁷/₈″加厚油管连接而成，油管柱2长度2200m、外径73mm、内径62mm，单位油管柱2平均的重量为94.86N/m。液体密度为1010kg/m³，气井积液后在井口测得的油管柱2在液体中的重量为202120N，将上述资料代入公式：

$h=l-\frac{4(l\×\mathrm{\γ}-W_1)}{\mathrm{\π}{\mathrm{\ρ}}_{w}g(d_o^2-d_i^2)}$

计算得到液面3距井口的距离h为1631m。此时该井的积液较多，已经影响该井的采气工作的进行，该气井应当采取排液措施，才能提高天然气产量。

实施例3：将3个月内14次称重并计算获得的气井积液后液面距井口的距离h绘制成与时间对应的曲线，看出该气井积液后液面距井口的距离的升高规律。用该气井积液规律，预测该气井下一次排液措施应在何时进行。本领域技术人员熟知气井排液措施，不详细叙述。

Claims (2)

1.一种称重式气井井筒液面位置的确定方法，其特征在于：首先，查井史资料和技术资料，获得该气井下入的油管柱长度l、油管柱平均单位长度重量γ、油管外径d_o、油管内径d_i；取该气井内积液并测量积液密度ρ_w；其次，在井口利用称重的方法称取油管柱在液体中的重量W₁；最后，将油管柱长度l、油管柱平均单位长度重量γ、油管外径d_o、油管内径d_i、积液密度ρ_w和油管柱在液体中的重量W₁代入以下公式：

$h=l-\frac{4(l\×\mathrm{\γ}-W_1)}{\mathrm{\π}{\mathrm{\ρ}}_{w}g(d_o^2-d_i^2)}$

式中：

l——油管柱长度，m；

γ——油管柱平均单位长度重量，N/m；

W₁——油管柱在液体中的重量，N；

ρ_w——液体密度，kg/m³；

g——重力加速度，m/s²；

d_o——油管外径，m；

d_i——油管内径，m；

h——气井积液后液面距井口的距离，m；

计算后得到气井积液后液面距井口的距离h，用气井积液后液面距井口的距离，确定气井采气生产措施。

2.如权利要求1所述的称重式气井井筒液面位置的确定方法，其特征在于：将同一口井多次称重并计算获得的气井积液液面距井口的距离h绘制成与时间对应的曲线，分析气井积液后液面距井口距离的变化规律，指导制定气井采气生产措施。

Images