CN112012716A - 一种气井携液能力评价方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种气井携液能力评价方法，属于天然气开采技术领域，包括：将气体流经雾化液体以模拟气液混相流动过程：调节所述模拟气液混相流动过程的气体初始压力达到设定气体压力值，调节所述气液混相流动过程的气体压力差达到设定气体压力差值，气体流速达到设定气体流速值；调整液体流速，检测气液混相流动过程中是否出现液体回落，将液体回落临界点所对应的液体流速作为设定气体压力值、设定气体压力差值、设定气体流速值条件下的气井极限携液能力。本发明能够模拟真实气井在不同生产压力、不同气流量及气液比的携液过程，准确测定不同条件下的气井携液能力。
Description
技术领域
本发明属于天然气开采技术领域，具体涉及一种气井携液能力评价方法。
背景技术
气井排水采气过程中气井携液能力与压力、流量等条件有关，目前通常是通过模型计算方法对气井临界携液流量进行模拟，代表性的气井临界携液流量计算模型有Turner模型等，缺点在于计算不准确，与实际的气井携液能力相比，误差较大。
现有技术中，泡沫排水采气工艺作为气井排液的方法，具有成本低、效果好、施工简单等优点，在国内气田广泛应用。目前评价内容包括静态评价(如起泡性、稳泡性的评价)和动态评价(如携液能力的评价)，携液能力室内实验评价方法包括：(1)SY-T5761-1995标准提出的《排水采气用起泡剂CT5-2》，将一定流速的气体通入试液，形成泡沫，测定一定时间后泡沫携出液体(油和水)的体积数，作为泡排剂携液能力的量度；(2)SYT 6465-2000标准提出的《泡沫排水采气用起泡剂评价方法》，参照SYT 5350-91《钻井液用发泡剂评价程序》，将待测液吸入动态泡沫评价装置，并通入气体产生泡沫，产生泡沫完全破裂后液体体积为携液能力。通过以上方法得到的气井携液能力，与实际的气井携液能力相比，仍存在误差较大的不足。
发明内容
本发明的目的是提供一种气井携液能力评价方法，同样用于解决现有技术评价气井携液能力的误差较大的问题。
为解决上述技术问题，本发明还提出一种气井携液能力评价方法，包括以下步骤：
将气体流经雾化液体以模拟气液混相流动过程：调节所述模拟气液混相流动过程的气体初始压力达到设定气体压力值，调节所述气液混相流动过程的气体压力差达到设定气体压力差值，气体流速达到设定气体流速值；
调整液体流速，检测气液混相流动过程中是否出现液体回落，将液体回落临界点所对应的液体流速作为设定气体压力值、设定气体压力差值、设定气体流速值条件下的气井极限携液能力。
本发明的气井携液能力评价方法，通过能够模拟真实气井在不同生产压力、不同气流量及气液比的携液过程，准确测定不同条件下的气井极限携液能力，为排水采气工艺方法的选择，室内泡排剂类型、浓度对气井极限携液能力影响的研究，提供了可靠的依据。
为了实现气液混相流动过程，进一步，通过设置的可承压模拟井筒，来模拟气井内的气液混相流动过程。
进一步，通过控制可承压模拟井筒内的气体压力差，使所述气液混相流动过程在所述可承压模拟井筒内从下往上进行，方便检测出液体回落临界点。
进一步，所述可承压模拟井筒中，气体的引入位置在雾化液体的引入位置下方，方便筒内气体向上携带出液体。
附图说明
图1是本发明的一种气井携液能力评价装置；
标号说明如下：
1——可承压模拟井筒，2——气体分散隔板，3——连接弯管，4——液体接收器，5——压力计，6——雾化器，7——排液口，8——回压阀，9——调节阀，10——气体流量计，11——液源，12——气源，13——液体流量计。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步的说明。
如图1所示的一种气井携液能力评价装置，包括可承压模拟井筒1，为可观察积液状况的透视井筒，用于模拟气井内的气液混相流动过程。可承压模拟井筒1的下部连通有气源支路和液源支路，气源支路连通气源12，液源支路连通液源11。并且，该可承压模拟井筒1中的气源支路设置在液源支路的下方，目的是模拟气液混相流动过程时，使气体的引入位置在雾化液体的引入位置下方，方便筒内气体向上携带出液体。
图1中，气源支路上设置有调节阀9，用作调节气源出气的气源调节阀，气源支路上还设置有气体流量计10和压力计5，液源支路上设置有调节阀9，用作调节液源出液的液源调节阀，同时，液源支路上还设置有雾化器6、液体流量计13和压力计5。
如图1所示，连通可承压模拟井筒1的，可承压模拟井筒1的下部设置有气体分散隔板2，用于分散可承压模拟井筒1内的气体，可承压模拟井筒1的底部设置有排液口7，沿着可承压模拟井筒1的纵深方向分布设置压力计5，用于检测可承压模拟井筒内的气体压力，可承压模拟井筒1的顶部通过连接弯管3连通至液体接收器4，且连接弯管3的管口深入至液体接收器4内部，液体接收器4的底部设置有排液口7，液体接收器4的顶部设置有排气口，排气口连接至回压阀8，回压阀8连接有压力计5。
上述气井携液能力评价装置在不同条件下测定气井携液能力的操作过程如下：
步骤一，进行可承压模拟井筒1内流动气体的流速、压力、压力差调节，具体步骤如下：
将配置好的模拟地层水作为液源11，接通气源12(以氮气为例)，关闭可承压模拟井筒1底部的排液口7处的阀门；
打开气源12、回压阀8、调节阀9，调整气体在气源支路中的流速，使气体流量计10检测气源支路中的气体流速达到设定气体流速值；
记录所有压力计显示的压力值，计算气源12的出口端与回压阀8的后端之间的气体压力差，调整回压阀8，使可承压模拟井筒1处压力计5的示数(即气体初始压力)达到设定气体压力值，使上述压力差达到设定气体压力差值。
步骤二，模拟气液混相流动过程，进行液体流量调节，具体步骤如下：
打开雾化器6，打开液源11，使液源支路中的液体经过雾化器6，变成雾化液体通入可承压模拟井筒1，可承压模拟井筒1内的气体流经雾化液体，气液混相流动过程在可承压模拟井筒1内从下往上进行；
根据气井真实压力、气液比范围，计算步骤一中设定气体流速值下的携液量范围，根据携液量范围计算出液速度调整液源支路上的调节阀9，使液体流量计13的读数为携液量范围的携液流速下限。
步骤三：气井极限携液能力的测定及计算，具体步骤如下：
观察可承压模拟井筒1内低流速下的气液运移过程，如有明显液体回落，则调整液源端的调节阀9，降低液体流速，如液体全部被气体携出，则提高液体流速，从而找到液体回落临界点对应的液体最大流速，超过该流速将有明显凝液在气体分散隔板2上聚集，甚至在可承压模拟井筒1底部出现积液。该液体最大流速即为该设定气体压力值、设定气体压力差值、设定气体流速值条件下的气井极限携液能力。
本发明的气井携液能力评价装置，通过调节模拟气液混相流动过程的气体流速达到设定气体流速值，气体初始压力达到设定气体压力值，调节气液混相流动过程的气体压力差达到设定气体压力差值，使气体流经雾化液体以模拟气液混相流动过程；通过调整液体流速，检测气液混相流动过程中是否出现液体回落，确定液体回落临界点所对应的液体流速，即为设定气体压力值、设定气体压力差值、设定气体流速值条件下的气井极限携液能力，实现了真实气井在不同生产压力、不同气流量及气液比的携液过程的模拟，且模拟确定的气井极限携液能力准确性高。
通过上述气井携液能力评价装置，还能用于估算真实气井的积液量，具体方法如下：
1)获取时间t1内的液体最大流速，该液体最大流速即为通过上述评价装置得到的气井极限携液能力；
获取已知的气井总产液量，该气井总产液量为时间t2内气井流压测试无积液时期的产液量；
2)将时间t1内的液体最大流速折算为时间t2内的液体最大流速，将气井总产液量减去折算后的液体最大流速，从而得到时间t2内的积液量。
作为其他实施方式，还可以采用另一种方法估算真实气井的积液量，具体的估算方法如下：
计算液体接收器4中收集的液体体积与可承压模拟井筒1底部排出的液体体积之比；在实际气井采气时能测量出一段时间内排气携带的液体体积，根据该段时间内排气携带的液体体积估算出气井的实际总产出气体携带的总液体体积；然后结合该总液体体积与上面求得的液体体积之比，能换算出真实气井的积液量。
为实现积液量的估算，液体接收器4设置为可透视刻度管，用于测量液体接收器4内收集的液体体积，可承压模拟井筒1也设置为可透视刻度管，用于测量可承压模拟井筒1内收集的液体体积。
另外，本发明的气井携液能力评价装置，还可以量度泡排剂携液能力，评价泡排剂携液能力是为了测定加入泡排剂后，气体最大携液量能提高多少，不同泡排剂携液能力不同。利用本发明的气井携液能力评价装置实现泡排剂携液能力的量度时，只需将泡排剂溶液作为液源，重复上述步骤一、步骤二、步骤三的内容即可求得。
以上所述仅为本发明的优选实施例，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。
例如，除了图1中气源支路与可承压模拟井筒的连通位置，气源支路还可以与可承压模拟井筒的底部连通。
又如，上述步骤一中各参数调节的先后顺序为气体初始压力、气体压力差、气体流速，作为其他实施方式，还可以为气体流速、气体初始压力、气体压力差，或者为气体初始压力、气体流速、气体压力差。
又如，本实施例的步骤三提供了一种找到液体回落临界点的方法，作为其他实施方式，还可以根据液体流量计的流速计算一段时间内从液源流出的液体体积，查看同一时间段内液体接收器中的液体体积变化，液体流速较低时，液体接收器中的液体体积与液源流出的液体体积相等，增加液体流速，当液体接收器中的液体体积比液源流出的液体体积少时，可断定此时为液体回落临界点。因此，可承压模拟井筒也可以为非透视井筒，仍能够通过上述方法得到液体回落临界点。
又如，本实施例通过将可承压模拟井筒设置成透视井筒，作为液体回落检测装置，作为其他实施方式，还可以在可承压模拟井筒的下部设置透视观察窗，作为液体回落检测装置，用于检测可承压模拟井筒内的液体回落。
因此，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的权利要求范围之内。
Claims (4)
1.一种气井携液能力评价方法，其特征在于，包括以下步骤：
将气体流经雾化液体以模拟气液混相流动过程：调节所述模拟气液混相流动过程的气体初始压力达到设定气体压力值，调节所述气液混相流动过程的气体压力差达到设定气体压力差值，气体流速达到设定气体流速值；
调整液体流速，检测气液混相流动过程中是否出现液体回落，将液体回落临界点所对应的液体流速作为设定气体压力值、设定气体压力差值、设定气体流速值条件下的气井极限携液能力。
2.根据权利要求1所述的气井携液能力评价方法，其特征在于，通过设置的可承压模拟井筒模拟气井内的气液混相流动过程。
3.根据权利要求2所述的气井携液能力评价方法，其特征在于，通过控制可承压模拟井筒内的气体压力差，使所述气液混相流动过程在所述可承压模拟井筒内从下往上进行。
4.根据权利要求3所述的气井携液能力评价方法，其特征在于，所述可承压模拟井筒中，气体的引入位置在雾化液体的引入位置下方。
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