CN109388771A - 一种深层稠油泡沫油降粘吞吐井生产参数的计算方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种深层稠油泡沫油降粘吞吐井生产参数的计算方法:本发明的深层稠油泡沫油降粘吞吐井生产参数的计算方法,根据聚集法室内物理模拟实验确定的降压速度、生成压力范围和溶解气油比的条件,通过分别推导建立油层中和井筒中泡沫油能够稳定存在的参数计算公式,并计算分析不同生产压差下的泡沫油稳定存在的位置,从而得出日液量等泡沫油降粘吞吐井生产参数,以用于指导生产。本发明的方法,能够确保流体在生产过程中连续稳定地保持泡沫油形态,从而保持粘度较低的状态采出,达到降粘和增油的效果,避免在地层中已形成的泡沫油进入井筒举升等过程出现气体析出、泡沫油破灭原油再次变稠等现象。
Description
技术领域
本发明涉及一种深层稠油泡沫油降粘吞吐井生产参数的计算方法,属于油田开发技术领域。
背景技术
深层稠油油藏埋藏深、粘度高,造成流度低、油井液量低、注水压力高,常规水驱开发时如何提高采油速度和采收率是石油开采中备受关注的问题。泡沫油降粘工艺可以使得油气不会快速分离,油气混相流的粘度降低,稠油流动性增强,在生产泄压过程中不会游离出溶解气和CO2等,避免了稠油脱气后粘度再次增大,提高了油井产量。现有技术中此类泡沫油相关技术已有以下专利文献予以批露:
中国专利CN201410558724.8,公开了一种稠油油藏人造泡沫油吞吐采油方法。该方法为向稠油油藏中注入泡沫油促发剂的水溶液和氮气从而生成泡沫油进行吞吐开采,降低原油粘度,增加流体弹性能量,以增加单井产能和油田的采收率。
中国专利CN201410407879.1,公开了一种水驱稠油油藏人造泡沫油开采方法。该开采方法为:部署注采井网,向注入井内注入凝胶剂,并交替反复注入高耐油泡沫剂、水包油乳化降粘剂溶液;同时生产井连续生产,从而实现对储层裂缝与高渗透条带的持续封堵,同时实现对水驱绕流区的持续驱油,从而扩大波及体积,提高驱油效率与采收率。
中国专利CN201410409010.0,公开了一种稠油油藏人造泡沫油吞吐开采方法。该方法为第一周期向油井中注入溶剂型泡沫液体从而生成泡沫油进行吞吐开采,之后每周期向油井中注入油溶性降粘剂和溶剂型泡沫液体从而生成泡沫油进行吞吐开采,直到周期产油量小于100~200m3时停止生产。本发明的开采方法,可大幅降低原油粘度,人工产生泡沫油流,实现大幅提高原始含气稠油油藏采收率的目标。
中国专利CN201410409039.9,公开了一种稠油油藏人造泡沫油驱替开采方法。该方法包括:采用直井或水平井组成驱替井网;向注入井中重复交替注入油溶性降粘剂和溶剂型泡沫剂,或向注入井中重复交替注入水包油乳化降粘剂溶液与高耐油泡沫剂,注入过程中生产井连续生产。采用本发明提供的方法可以实现各类注蒸汽稠油油藏与常规开采方法难动用稠油油藏的有效动用与开发,实现上述稠油经济高效开发与大幅提高采收率的目的。
上述现有技术所公开的都是在热采、冷采方面通过生成泡沫油提高稠油开发效果的方法。现有的人造泡沫油开采方法,都是通过优化设计注入的药剂和气体及其注入方式来生成泡沫油,而没有对生产过程中保持泡沫油稳定形态所需要的生产参数进行设计。
发明内容
针对上述现有技术,本发明提供了一种深层稠油泡沫油降粘吞吐井生产参数的计算方法,该方法根据聚集法室内物理模拟实验确定的降压速度、生成压力范围和溶解气油比的条件,通过分别推导建立油层中和井筒中泡沫油能够稳定存在的参数计算公式,并计算分析不同生产压差下的泡沫油稳定存在的位置,从而得出日液量等泡沫油降粘吞吐井生产参数。
本发明是通过以下技术方案实现的:
一种深层稠油泡沫油降粘吞吐井生产参数的计算方法,所述生产参数包括日液量、产液强度、井底动力、动液面、沉没度和挂泵深度;包括以下步骤:
(1)建立泡沫油生成模型:为最大程度模拟再现地层条件下泡沫油的产生过程,模型的制备条件为:①采用CO2作为溶解气气源;②采用细丝网填充高压装置,形成多孔介质以制备更为稳定的泡沫油;③溶气压力和时间:10MPa和6h;④溶气温度:50℃;⑤压力衰竭速率:快速泄压;
模型中所需的已知条件有:①模型中流体的流动为稳定渗流;②模型中岩石和液体的压缩忽略不计;③气体在液体中均匀溶解或析出,且液体的粘度均匀变化;
通过室内物理模拟实验测量得到泡沫油生成的最低降压速度为0.08MPa/min,生成压力范围为2.54~5.61MPa,最低极限溶解气油比为5m3/m3;
(2)根据泡沫油的生成条件,计算油层中能够生成泡沫油的最低日液量:
流体在油层中与油管中心线之间的距离为r处的最小降压速度J=0.08MPa/min,计算最低日液量Qr:
假设条件:①油层中流体的流动为稳定渗流;②岩石和流体均为刚性不可压缩;③气体在液体中均匀溶解或析出,且液体的粘度均匀变化。
则降压速度为:
流体在半径r处的流动速度为:
流体在半径r处流经的截面积S为:
S=2πr·h (3)
流体在半径r处的压力梯度为:
根据平面径向流压力分布公式可得:
其中,re为泄油半径,计算公式为:
根据式(1)~(7),整理得最低日液量计算公式为:
其中:Qr——油层中与油管中心线之间的距离为r处的最低日液量,m3/d;
J——降压速度,MPa/d;此处即为最小降压速度J=0.08MPa/min,转换单位得:J=0.08MPa/min=115.2MPa/d;
r——平面径向流中,流体与油管中心线之间的距离,m;
△r——半径r处的变化量,m;该变化量值应为一个较小值,来近似反应距离的细微变化,此处取△r=0.1mm=0.0001m;
h——油层厚度,m;
Pe——泄油半径处的压力,MPa,即为油藏压力;
Pw——井底压力,MPa;
K——渗透率,10-3μm2;
μo——地层条件下的原油粘度,mPa·s;由于μo是用来计算泄油半径,因此不能用稳定泡沫油的粘度,而应该使用原始的原油粘度值;
v——流体的流动速度,m/s;
re——泄油半径,m;
rw——井筒套管半径,m;一般情况下,rw=0.889m;
△P——流体流过△r时压力的变化量,MPa;
S——流体在半径r处流经的截面积,m2;
P(r+△r)——流体在(r+△r)处的压力值,MPa;
Pr——流体在r处的压力值,MPa;
(3)根据泡沫油的生成条件,计算井筒中能够生成泡沫油的最低日液量:
流体在井筒举升过程中的最小降压速度J=0.08MPa/min,计算井筒中能够生成泡沫油的最低日液量Qg:
假设条件:①流体为刚性不可压缩;②流体密度近似等于水的密度;
则在举升过程中,流体每上升1m,压力变化0.01MPa,即:
压力梯度△P/△H=0.01MPa/m;
根据式(1)和式(2)可得:
其中,Qg——井筒中能够生成泡沫油的最低日液量,m3/d;
S——井筒的截面积,m2;可根据S=π·rw 2计算;rw为井筒套管半径,m;一般情况下,rw=0.889m;
J——降压速度,MPa/d;此处即为最小降压速度J=0.08MPa/min,转换单位得:J=0.08MPa/min=115.2MPa/d;
△P/△H——压力梯度,MPa/m;已知的固定值,取0.01MPa/m;
(4)比较油层中能够生成泡沫油的最低日液量、井筒中能够生成泡沫油的最低日液量的大小,保留其中较大值作为最低日液量有效值以确保生产全过程形成稳定泡沫油,并计算产液强度:
保留其中较大值作为最低日液量有效值Qx,即:
Qx={Qr,Qg}max (10)
得出计算产液强度公式:
产液强度=日液量/油层厚度 (11)
(5)根据泡沫油的生成条件,分析泡沫油的稳定情况,得出泡沫油生成的井底压力、动液面、沉没度、泵挂深度,以确保生产过程泡沫油稳定:
根据最低日液量有效值和泡沫油生成压力范围,分析泡沫油的生成稳定情况:
当日液量Q≥Qx且井底压力Pw为2.54~5.61MPa时,泡沫油在地层中生成,流至井筒中动液面以下254m;
当日液量Q≥Qx且井底压力Pw≥5.61MPa时,地层中无法生成泡沫油,泡沫油在井筒中动液面以下254~561m段生成;
当日液量Q≥Qx且井底压力Pw<2.54MPa时,井筒内液柱高度小于254m,泡沫油只能在地层中存在,进入井筒后无法稳定存在;
因泡沫油只能在动液面254m以下稳定存在,因此沉没度≥254m,井筒中的流体才能以泡沫油的形态流入泵中,因此,对应液柱高度≥254m,井底压力Pw≥2.54MPa;
所以:
井底压力Pw≥2.54MPa;
动液面=井垂深-井底压力×100;
沉没度≥254m;
泵挂=(动液面+沉没度)对应的该井斜深。
本发明的深层稠油泡沫油降粘吞吐井生产参数的计算方法,根据聚集法室内物理模拟实验确定的降压速度、生成压力范围和溶解气油比的条件,通过分别推导建立油层中和井筒中泡沫油能够稳定存在的参数计算公式,并计算分析不同生产压差下的泡沫油稳定存在的位置,从而得出日液量等泡沫油降粘吞吐井生产参数,以用于指导生产。本发明具有以下特点:与稠油油藏人造泡沫油开采方法不同,他们是优化设计注入的药剂和气体及其注入方式来生成泡沫油,提高蒸汽和冷采降粘剂的降粘效果,对生产过程中的生产参数未提及;而本发明是优化设计产液强度、井底压力、沉没度和泵挂深度等生产参数,确保流体在生产过程中连续稳定地保持泡沫油形态,从而保持粘度较低的状态采出,达到降粘和增油的效果,避免在地层中已形成的泡沫油进入井筒举升等过程出现气体析出、泡沫油破灭原油再次变稠等现象。
附图说明
图1:当日液量Q≥Qx且井底压力Pw为2.54~5.61MPa时泡沫油生成示意图。
图2:当日液量Q≥Qx且井底压力Pw≥5.61MPa时泡沫油生成示意图。
图3:当日液量Q≥Qx且井底压力Pw<2.54MPa时泡沫油生成示意图。
图4:实施井DX****井原油粘温关系曲线,其中,较粗的曲线为实际粘温曲线,较细的曲线为根据实际数据得出的拟合粘温曲线。
图5:实施井DX****井第1轮泡沫油降粘吞吐后生产曲线。
图6:实施井DX****井第2轮泡沫油降粘吞吐生产参数优化后生产曲线。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步的说明。
下述实施例中所涉及的仪器、试剂、材料等,若无特别说明,均为现有技术中已有的常规仪器、试剂、材料等,可通过正规商业途径获得。下述实施例中所涉及的实验方法,检测方法等,若无特别说明,均为现有技术中已有的常规实验方法,检测方法等。
实施例深层稠油泡沫油降粘吞吐井生产参数的计算方法
所述生产参数包括日液量、产液强度、井底动力、动液面、沉没度和挂泵深度;步骤如下:
(1)建立泡沫油生成模型:为最大程度模拟再现地层条件下泡沫油的产生过程,模型的制备条件为:①采用CO2作为溶解气气源;②采用细丝网填充高压装置,形成多孔介质以制备更为稳定的泡沫油;③溶气压力和时间:10MPa和6h;④溶气温度:50℃;⑤压力衰竭速率:快速泄压;
模型中所需的已知条件有:①模型中流体的流动为稳定渗流;②模型中岩石和液体的压缩忽略不计;③气体在液体中均匀溶解或析出,且液体的粘度均匀变化;
通过室内物理模拟实验测量得到泡沫油生成的最低降压速度为0.08MPa/min,生成压力范围为2.54~5.61MPa,最低极限溶解气油比为5m3/m3;
(2)根据泡沫油的生成条件,计算油层中能够生成泡沫油的最低日液量:
流体在油层中与油管中心线之间的距离为r处的最小降压速度J=0.08MPa/min,计算最低日液量Qr:
假设条件:①油层中流体的流动为稳定渗流;②岩石和流体均为刚性不可压缩;③气体在液体中均匀溶解或析出,且液体的粘度均匀变化。
则降压速度为:
流体在半径r处的流动速度为:
流体在半径r处流经的截面积S为:
S=2πr·h (3)
流体在半径r处的压力梯度为:
根据平面径向流压力分布公式可得:
其中,re为泄油半径,计算公式为:
根据式(1)~(7),整理得最低日液量计算公式为:
其中:Qr——油层中与油管中心线之间的距离为r处的最低日液量,m3/d;
J——降压速度,MPa/d;此处即为最小降压速度J=0.08MPa/min,转换单位得:J=0.08MPa/min=115.2MPa/d;
r——平面径向流中,流体与油管中心线之间的距离,m;
△r——半径r处的变化量,m;该变化量值应为一个较小值,来近似反应距离的细微变化,此处取△r=0.1mm=0.0001m;
h——油层厚度,m;
Pe——泄油半径处的压力,MPa,即为油藏压力;
Pw——井底压力,MPa;
K——渗透率,10-3μm2;
μo——地层条件下的原油粘度,mPa·s;由于μo是用来计算泄油半径,因此不能用稳定泡沫油的粘度,而应该使用原始的原油粘度值;
v——流体的流动速度,m/s;
re——泄油半径,m;
rw——井筒套管半径,m;一般情况下,rw=0.889m;
△P——流体流过△r时压力的变化量,MPa;
S——流体在半径r处流经的截面积,m2;
P(r+△r)——流体在(r+△r)处的压力值,MPa;
Pr——流体在r处的压力值,MPa;
(3)根据泡沫油的生成条件,计算井筒中能够生成泡沫油的最低日液量:
流体在井筒举升过程中的最小降压速度J=0.08MPa/min,计算井筒中能够生成泡沫油的最低日液量Qg:
假设条件:①流体为刚性不可压缩;②流体密度近似等于水的密度;
则在举升过程中,流体每上升1m,压力变化0.01MPa,即:
压力梯度△P/△H=0.01MPa/m;
根据式(1)和式(2)可得:
其中,Qg——井筒中能够生成泡沫油的最低日液量,m3/d;
S——井筒的截面积,m2;可根据S=π·rw 2计算;rw为井筒套管半径,m;一般情况下,rw=0.889m;
J——降压速度,MPa/d;此处即为最小降压速度J=0.08MPa/min,转换单位得:J=0.08MPa/min=115.2MPa/d;
△P/△H——压力梯度,MPa/m;已知的固定值,取0.01MPa/m;
(4)比较油层中能够生成泡沫油的最低日液量、井筒中能够生成泡沫油的最低日液量的大小,保留其中较大值作为最低日液量有效值以确保生产全过程形成稳定泡沫油,并计算产液强度:
保留其中较大值作为最低日液量有效值Qx,即:
Qx={Qr,Qg}max (10)
得出计算产液强度公式:
产液强度=日液量/油层厚度 (11)
(5)根据泡沫油的生成条件,分析泡沫油的稳定情况,得出泡沫油生成的井底压力、动液面、沉没度、泵挂深度,以确保生产过程泡沫油稳定:
根据最低日液量有效值和泡沫油生成压力范围,分析泡沫油的生成稳定情况:
当日液量Q≥Qx且井底压力Pw为2.54~5.61MPa时,泡沫油在地层中生成,流至井筒中动液面以下254m,如图1所示;
当日液量Q≥Qx且井底压力Pw≥5.61MPa时,地层中无法生成泡沫油,泡沫油在井筒中动液面以下254~561m段生成,如图2所示;
当日液量Q≥Qx且井底压力Pw<2.54MPa时,井筒内液柱高度小于254m,泡沫油只能在地层中存在,进入井筒后无法稳定存在,如图3所示;
因泡沫油只能在动液面254m以下稳定存在,因此沉没度≥254m,井筒中的流体才能以泡沫油的形态流入泵中,因此,对应液柱高度≥254m,井底压力Pw≥2.54MPa;
所以:
井底压力Pw≥2.54MPa;
动液面=井垂深-井底压力×100;
沉没度≥254m;
泵挂=(动液面+沉没度)对应的该井斜深。
通过以上方法计算得到的各生产参数如表1所示。
表1 深层稠油泡沫油降粘吞吐井生产参数
生产参数 | 参数范围 |
日液量(m<sup>3</sup>/d) | ≥{Q<sub>r</sub>,Q<sub>g</sub>}<sub>max</sub> |
产液强度(m<sup>3</sup>/(d·h)) | 日液量/油层厚度 |
井底压力(MPa) | 2.54~5.61 |
动液面(m) | 井垂深-井底压力×100 |
沉没度(m) | ≥254 |
泵挂(m) | (动液面+沉没度)对应的该井斜深 |
应用实例深层稠油泡沫油降粘吞吐井生产参数的确定
(1)参数设计
实施井例为DX****井,该井油层中部温度61℃;油藏压力Pe=13.53MPa;渗透率K=1179.3×10-3μm2;该井地层中原油粘度μo=1695.58mPa·s(粘温曲线如图4所示);油层厚度h=3.2m。
当井底压力为2.54~5.61MPa时,生产压差取值见表2,则在油层中r=rw处,降压速度J=0.08MPa/min=115.2MPa/d时,根据式(8)以计算出各井底压力对应的最低日液量Qd(如表2所示)。
可见,当井底压力为2.54~5.61MPa时,则对应最低日液量Qd为6.68~8.51m3/d,根据产液强度=日液量/油层厚度,计算最低产液强度为2.09~2.66m3/(d·m),此时泡沫油在地层中形成。
表2 各生产压差下对应的日液量计算结果表
当最小降压速度J=0.08MPa/min=115.2MPa/d时,井筒中生产泡沫油的最低日液量Qg根据式(9)计算可得:
井筒中生产泡沫油的最低日液量Qg=34.76m3/d
根据以上计算可以看出:DX****井若以日液量Q≥34.76m3/d生产,在油层和井筒中的降压速度J>0.08MPa/min。因此,最低日液量有效值Qx=34.76m3/d。
根据以上计算,分析可得:
①日液量:日液量低于34.76m3/d时,井筒举升过程中泡沫油无法稳定存在,原油粘度在井筒中剧增,无法顺利采出。因此,日液量至少为34.76m3/d。
根据产液强度=日液量/油层厚度,可以计算产液强度至少为10.87m3/(d·m)。
②井底压力:由于井底压力=油藏压力-生产压差,因此通过调整生产压差来控制井底压力。
当井底压力Pw<2.54MPa时,井筒内液柱高度小于254m,泡沫油只能在地层中存在,进入井筒后无法稳定存在;
当井底压力Pw为2.54~5.61MPa时,泡沫油在地层中生成,流至井筒中动液面以下254m;
当井底压力Pw≥5.61MPa时,地层中无法生成泡沫油,泡沫油在井筒中动液面以下254~561m段生成。
因此,井底压力Pw为2.54~5.61MPa。对应液柱高度254~561m,泡沫油在地层中生成,流至井筒中动液面以下254m。对应的动液面、泵挂见表3。
表3 各井底压力下对应的动液面计算结果表
③沉没度:因泡沫油只能在动液面254m以下稳定存在,因此沉没度至少为254m,井筒中的流体才能以泡沫油的形态流入泵中。
综上所述,DX****井的参数设计表见表4。
表4 深层稠油泡沫油降粘吞吐井生产参数设计表
生产参数 | 参数范围 |
日液量(m<sup>3</sup>/d) | ≥34.76 |
产液强度(m<sup>3</sup>/(d·h)) | ≥10.87 |
井底压力(MPa) | 2.54~5.61 |
动液面(m) | 851.42~1158.42 |
沉没度(m) | ≥254 |
泵挂(m) | 1106.6~1875.8 |
(2)实施情况
第一轮:DX****井按照稠油油藏人造泡沫油吞吐开采方法,油井中注入降粘剂、泡沫剂和液态二氧化碳实施第1轮泡沫油降粘吞吐施工的各道工序情况见表5。
表5 DX****井第1轮泡沫油降粘吞吐施工情况表
2016.9.13日开井生产,实际生产参数见表6。日液量最高为20.7m3/d,小于设计值34.76m3/d,可见泡沫油在地层中已经形成,但在井筒中举升速度较慢、造成压降速度较低、泡沫油无法稳定存在,因此在井筒中原油粘度迅速增加,日液量下降,动液面从970m下降到1237m,共生产井28d,生产曲线如图5。
表6 DX****井第1轮实际生产参数表
生产参数 | 参数范围 |
日液量(m<sup>3</sup>/d) | ≤20.7 |
产液强度(m<sup>3</sup>/(d·h)) | ≤6.47 |
井底压力(MPa) | 4.42~1.75 |
动液面(m) | 970~1237 |
沉没度(m) | 336.27~69.27 |
泵挂(m) | 1306.27 |
第二轮:DX****井按照本发明深层稠油泡沫油降粘吞吐井生产参数设计方法,实施第2轮泡沫油降粘吞吐生产参数优化设计施工的各道工序情况见表7。
表7 DX****井第2轮泡沫油降粘吞吐生产参数优化施工情况表
2016.12.30日开井生产,2017.1.4日见油后的实际生产参数见表8,日液量最低为39.2m3/d,大于设计值34.76m3/d,且其他所有参数均符合设计范围。因此泡沫油在地层中和井筒中都稳定存在,一直进入泵中。至目前共开井48d,生产良好,生产曲线如图6。
表8 DX****井第2轮泡沫油降粘吞吐优化后实际生产参数表
生产参数 | 参数范围(见油后) |
日液量(m<sup>3</sup>/d) | 39.2~52.8 |
产液强度(m<sup>3</sup>/(d·h)) | 12.25~16.5 |
井底压力(MPa) | 5.5~4.73 |
动液面(m) | 862~939 |
沉没度(m) | 349.07~272.07 |
泵挂(m) | 1211.07 |
从两轮泡沫油降粘吞吐施工的生产情况来看,利用本发明的计算方法进行深层稠油泡沫油降粘吞吐井生产参数优化设计,可以确保生产过程中各环节泡沫油稳定状态,避免地层中已形成的泡沫油进入井筒举升等过程出现气体析出、泡沫油破灭原油再次变稠等现象,有效指导实际生产,可提高深层稠油泡沫油降粘吞吐工艺的有效期和开发效果。
上述虽然结合实施例对本发明的具体实施方式进行了描述,但并非对本发明保护范围的限制,所属领域技术人员应该明白,在本发明的技术方案的基础上,本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本发明的保护范围以内。
Claims (3)
1.一种深层稠油泡沫油降粘吞吐井生产参数的计算方法,其特征在于:所述生产参数为日液量、产液强度、井底动力、动液面、沉没度、挂泵深度中的任意一种或两种以上;包括以下步骤:
(1)建立泡沫油生成模型:为最大程度模拟再现地层条件下泡沫油的产生过程,模型的制备条件为:①采用CO2作为溶解气气源;②采用细丝网填充高压装置,形成多孔介质以制备更为稳定的泡沫油;③溶气压力和时间:10MPa和6h;④溶气温度:50℃;⑤压力衰竭速率:快速泄压;
模型中所需的已知条件有:①模型中流体的流动为稳定渗流;②模型中岩石和液体的压缩忽略不计;③气体在液体中均匀溶解或析出,且液体的粘度均匀变化;
(2)根据泡沫油的生成条件,计算油层中能够生成泡沫油的最低日液量:
流体在油层中与油管中心线之间的距离为r处的最小降压速度J=0.08MPa/min,计算最低日液量Qr:
假设条件:①油层中流体的流动为稳定渗流;②岩石和流体均为刚性不可压缩;③气体在液体中均匀溶解或析出,且液体的粘度均匀变化。
则降压速度为:
流体在半径r处的流动速度为:
流体在半径r处流经的截面积S为:
S=2πr·h (3)
流体在半径r处的压力梯度为:
根据平面径向流压力分布公式可得:
其中,re为泄油半径,计算公式为:
根据式(1)~(7),整理得最低日液量计算公式为:
其中:Qr——油层中与油管中心线之间的距离为r处的最低日液量,m3/d;
J——降压速度,MPa/d;此处即为最小降压速度J=0.08MPa/min,转换单位得:J=0.08MPa/min=115.2MPa/d;
r——平面径向流中,流体与油管中心线之间的距离,m;
△r——半径r处的变化量,m;该变化量值应为一个较小值,来近似反应距离的细微变化,此处取△r=0.1mm=0.0001m;
h——油层厚度,m;
Pe——泄油半径处的压力,MPa,即为油藏压力;
Pw——井底压力,MPa;
K——渗透率,10-3μm2;
μo——地层条件下的原油粘度,mPa·s;由于μo是用来计算泄油半径,因此不能用稳定泡沫油的粘度,而应该使用原始的原油粘度值;
v——流体的流动速度,m/s;
re——泄油半径,m;
rw——井筒套管半径,m;一般情况下,rw=0.889m;
△P——流体流过△r时压力的变化量,MPa;
S——流体在半径r处流经的截面积,m2;
P(r+△r)——流体在(r+△r)处的压力值,MPa;
Pr——流体在r处的压力值,MPa;
(3)根据泡沫油的生成条件,计算井筒中能够生成泡沫油的最低日液量:
流体在井筒举升过程中的最小降压速度J=0.08MPa/min,计算井筒中能够生成泡沫油的最低日液量Qg:
假设条件:①流体为刚性不可压缩;②流体密度近似等于水的密度;
则在举升过程中,流体每上升1m,压力变化0.01MPa,即:
压力梯度△P/△H=0.01MPa/m;
根据式(1)和式(2)可得:
其中,Qg——井筒中能够生成泡沫油的最低日液量,m3/d;
S——井筒的截面积,m2;可根据S=π·rw 2计算;rw为井筒套管半径,m;一般情况下,rw=0.889m;
J——降压速度,MPa/d;此处即为最小降压速度J=0.08MPa/min,转换单位得:J=0.08MPa/min=115.2MPa/d;
△P/△H——压力梯度,MPa/m;已知的固定值,取0.01MPa/m;
(4)比较油层中能够生成泡沫油的最低日液量、井筒中能够生成泡沫油的最低日液量的大小,保留其中较大值作为最低日液量有效值以确保生产全过程形成稳定泡沫油,并计算产液强度:
保留其中较大值作为最低日液量有效值Qx,即:
Qx={Qr,Qg}max (10)
得出计算产液强度公式:
产液强度=日液量/油层厚度 (11)。
2.根据权利要求1所述的深层稠油泡沫油降粘吞吐井生产参数的计算方法,其特征在于:还包括步骤(5):根据泡沫油的生成条件,分析泡沫油的稳定情况,得出泡沫油生成的井底压力、动液面、沉没度、泵挂深度,以确保生产过程泡沫油稳定:
根据最低日液量有效值和泡沫油生成压力范围,分析泡沫油的生成稳定情况:
当日液量Q≥Qx且井底压力Pw为2.54~5.61MPa时,泡沫油在地层中生成,流至井筒中动液面以下254m;
当日液量Q≥Qx且井底压力Pw≥5.61MPa时,地层中无法生成泡沫油,泡沫油在井筒中动液面以下254~561m段生成;
当日液量Q≥Qx且井底压力Pw<2.54MPa时,井筒内液柱高度小于254m,泡沫油只能在地层中存在,进入井筒后无法稳定存在;
因泡沫油只能在动液面254m以下稳定存在,因此沉没度≥254m,井筒中的流体才能以泡沫油的形态流入泵中,因此,对应液柱高度≥254m,井底压力Pw≥2.54MPa;
所以:
井底压力Pw≥2.54MPa;
动液面=井垂深-井底压力×100;
沉没度≥254m;
泵挂=(动液面+沉没度)对应的该井斜深。
3.根据权利要求1或2所述的深层稠油泡沫油降粘吞吐井生产参数的计算方法,其特征在于:所述步骤(1)中,还包括以下已知条件:通过室内物理模拟实验测量得到泡沫油生成的最低降压速度为0.08MPa/min,生成压力范围为2.54~5.61MPa,最低极限溶解气油比为5m3/m3。
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