CN117009718A - 一种用于预防储气库结盐的补水量计算模型及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种用于预防储气库结盐的补水量计算模型及方法，属于储气库开发技术领域。所述方法包括以下步骤：S1：获取目标储气库的天然气样品和地层水样品；S2：测量获得天然气样品在不同压力条件下饱和地层水样品的饱和水蒸气含量曲线；测量获得地层水样品在不同压力条件下的体积变化量；S3：根据饱和水蒸气含量曲线确定压力与饱和水蒸气含量之间的拟合公式；根据体积变化量计算分离器条件下的地层水体积换算到地面条件下的地层水体积；S4：建立用于预防储气库结盐的补水量计算模型，根据所述补水量计算模型计算获得预防所述目标储气库结盐的补水量。本发明计算结果更加合理可靠，能够为预防和治理储气库结盐提供技术支持。
Description
技术领域
本发明涉及储气库开发技术领域，特别涉及一种用于预防储气库结盐的补水量计算模型及方法。
背景技术
储气库是保障季节调峰和平稳供气的最经济最有效的手段。但是在气井生产过程中，由于压力、温度等条件的变化以及水热力学不稳定性，往往造成地层、油套管、气嘴、集输管线等部位结盐。储气库结盐严重影响其正常生产，部分井由于产气层以及井筒炮眼附近结盐而过早废弃，无法正常生产。除防盐已经成为含有高矿化度地层水储气库生产过程中的一项技术难题。
传统洗盐工艺——利用泵车定期定量向结盐气井注水，目的是洗滤井底已经结的盐，洗盐水依靠气井自身气流带出，达到除盐目的。当注水洗盐时，注入水量超过临界带液水量时，井底会形成积液，影响气流流动，使气井产能波动。要做到彻底有效的预防井底结盐，应建立连续补水流程，24小时连续不断地向井内稳定补水，因此，亟需一种方法计算气井的补水量来预防储气库气井结盐，根据气井的生产条件确定补水量的大小，避免出现补水量不足或井底积液的现象，保障储气库安全平稳运行。
发明内容
针对上述问题，本发明旨在提供一种用于预防储气库结盐的补水量计算模型及方法。
本发明的技术方案如下：
一方面，提供一种用于预防储气库结盐的补水量计算模型，所述补水量计算模型用于计算用于预防储气库结盐的补水量，所述补水量计算模型为：
（1）
式中：为用于预防储气库结盐的补水量，m3；/>为气井中的天然气流量，m3；A和B均为天然气样品的饱和水蒸气含量曲线的拟合系数，无量纲；/>为井底压力，MPa；/>为地面条件下的压力，MPa；/>为地层水样品在不同压力条件下的体积变化量，cm3；/>为地层水样品的初始体积，cm3；/>为测量地层水样品在不同压力条件下的体积变化量时的压力差，MPa；/>为分离器压力，MPa；/>为分离器内地层水的体积，m3。
一方面，还提供一种用于预防储气库结盐的补水量计算方法，包括以下步骤：
S1：获取目标储气库的天然气样品和地层水样品；
S2：测量所述天然气样品在不同压力条件下饱和所述地层水样品的饱和水蒸气含量，获得所述天然气样品的饱和水蒸气含量曲线；
测量所述地层水样品在不同压力条件下的体积变化，获得所述地层水样品在不同压力条件下的体积变化量；
S3：根据所述天然气样品的饱和水蒸气含量曲线确定压力与饱和水蒸气含量之间的拟合公式；
根据所述地层水样品在不同压力条件下的体积变化量计算分离器条件下的地层水体积换算到地面条件下的地层水体积；
S4：建立上述所述的用于预防储气库结盐的补水量计算模型，根据所述补水量计算模型计算获得预防所述目标储气库结盐的补水量。
作为优选，步骤S2中，测量饱和水蒸气含量和体积变化时，设定实验温度为目标地层的温度。
作为优选，步骤S3中，确定压力与饱和水蒸气含量之间的拟合公式时，采用下式进行拟合：
（2）
式中：为天然气样品饱和地层水样品的饱和水蒸气含量，cm3/m3；/>为压力，MPa。
作为优选，步骤S3中，分离器条件下的地层水体积换算到地面条件下的地层水体积通过下式进行计算：
（3）
式中：为地面条件下的地层水体积，cm3；/>为分离器条件下的地层水体积，cm3。
本发明的有益效果是：
本发明能够计算用于预防储气库结盐所需的补水量大小；计算时，以真实地层温度压力下得到的天然气中饱和水蒸气含量曲线作为基础参数，结合储气库气井井底压力、分离器压力、气井单井流量等参数，根据储气库实际生产数据，计算得到用于预防储气库结盐所需的补水量大小，其结果更加合理可靠，能够为储气库现场结盐治理提供技术依据。
另外，本发明还可推广用于计算预防CO2埋存及气藏开发过程中近井地带及井筒结盐的补水量大小，具有广泛的应用价值。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为一个具体实施例的饱和水蒸气含量曲线结果示意图；
图2为一个具体实施例的补水量计算结果示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的技术特征可以相互结合。需要指出的是，除非另有指明，本申请使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。本发明公开使用的“包括”或者“包含”等类似的词语意指出现该词前面的元件或者物件涵盖出现在该词后面列举的元件或者物件及其等同，而不排除其他元件或者物件。
一方面，本发明提供一种用于预防储气库结盐的补水量计算模型，所述补水量计算模型用于计算用于预防储气库结盐的补水量，所述补水量计算模型为：
（1）
式中：为用于预防储气库结盐的补水量，m3；/>为气井中的天然气流量，m3；A和B均为天然气样品的饱和水蒸气含量曲线的拟合系数，无量纲；/>为井底压力，MPa；/>为地面条件下的压力，MPa；/>为地层水样品在不同压力条件下的体积变化量，cm3；/>为地层水样品的初始体积，cm3；/>为测量地层水样品在不同压力条件下的体积变化量时的压力差，MPa；/>为分离器压力，MPa；/>为分离器内地层水的体积，m3。
另一方面，本发明还提供一种用于预防储气库结盐的补水量计算方法，包括以下步骤：
S1：获取目标储气库的天然气样品和地层水样品。
S2：测量所述天然气样品在不同压力条件下饱和所述地层水样品的饱和水蒸气含量，获得所述天然气样品的饱和水蒸气含量曲线；测量所述地层水样品在不同压力条件下的体积变化，获得所述地层水样品在不同压力条件下的体积变化量。
在一个具体的实施例中，测量饱和水蒸气含量和体积变化时，设定实验温度为目标地层的温度。可选地，测量饱和水蒸气含量具体包括以下子步骤：
准备实验装置，所述实验装置包括中间容器、冷凝装置以及气体流量计，所述冷凝装置设置在测量出口处，用以保证天然气中的水蒸气充分冷凝；所述气体流量计用以测量气体的量。测试时，将所述地层水样品和所述天然气样品放入中间容器，所述地层水过量设置，以保证结果是天然气中的饱和蒸气含量，充分搅拌中间容器内的地层水及天然气之后静置（使地层水与天然气充分混合），保持温度不变，降低压力10MPa继续测量，直至压力降低到井口压力，以此获得不同压力条件下的饱和地层水的饱和水蒸气含量。
S3：根据所述天然气样品的饱和水蒸气含量曲线确定压力与饱和水蒸气含量之间的拟合公式；根据所述地层水样品在不同压力条件下的体积变化量计算分离器条件下的地层水体积换算到地面条件下的地层水体积。
在一个具体的实施例中，确定压力与饱和水蒸气含量之间的拟合公式时，采用下式进行拟合：
（2）
式中：为天然气样品饱和地层水样品的饱和水蒸气含量，cm3/m3；/>为压力，MPa。
在一个具体的实施例中，分离器条件下的地层水体积换算到地面条件下的地层水体积通过下式进行计算：
（3）
式中：为地面条件下的地层水体积，cm3；/>为分离器条件下的地层水体积，cm3。
S4：建立上述所述的用于预防储气库结盐的补水量计算模型，根据所述补水量计算模型计算获得预防所述目标储气库结盐的补水量。
在一个具体的实施例中，以文23储气库沙四组X井为例，采用本发明所述用于预防储气库结盐的补水量计算方法计算该井预防储气库结盐的补水量。该井气层温度为120℃，原始地层压力为60MPa，分离器压力为4.5MPa，地面压力为0.1MPa，天然气日产量在20-80万方之间，分离器每天增加地层水3m3，所述方法具体包括以下步骤：
（1）获取文23储气库沙四组X井的天然气样品和地层水样品，将所述天然气样品的压力增加到5MPa备用，将所述地层水过滤后备用；
（2）测量所述天然气样品在不同压力条件下饱和所述地层水样品的饱和水蒸气含量，测试时，设定实验温度为目标地层的温度120℃，获得如图1所示的天然气样品的饱和水蒸气含量曲线；
（3）根据如图1所示的天然气样品的饱和水蒸气含量曲线，采用式（2）所示的拟合公式进行拟合，获得压力与饱和水蒸气含量之间的拟合公式为：
（4）
由此确定天然气样品的饱和水蒸气含量曲线的拟合系数A为0.092，天然气样品的饱和水蒸气含量曲线的拟合系数B为-0.58；
（4）测量所述地层水样品在不同压力条件下的体积变化，获得所述地层水样品在不同压力条件下的体积变化量，结果表明，在压差为10MPa条件下，每1MPa地层水的体积减少0.485%；
（5）根据步骤（4）的体积变化量结果，通过式（3）计算分离器条件下的地层水体积换算到地面条件下的地层水体积；
（6）根据步骤（3）和步骤（5）的结果，结合式（1）所示的补水量计算模型计算获得图2所示的文23储气库沙四组X井的预防储气库结盐的补水量。
在一个具体的预防储气库结盐的实施例中，建立连续补水流程，24小时连续不断地向井内稳定补水，补水量采用本发明所述用于预防储气库结盐的补水量计算方法的计算结果。
综上所述，本发明以真实地层温度压力下得到的天然气中饱和水蒸气含量曲线作为基础参数，结合储气库气井井底压力、分离器压力、气井单井流量等参数，根据储气库实际生产数据，计算获得用于预防储气库结盐的补水量，其结果更加合理可靠。与现有技术相比，本发明具有显著的进步。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。
Claims (5)
1.一种用于预防储气库结盐的补水量计算模型，其特征在于，所述补水量计算模型用于计算用于预防储气库结盐的补水量，所述补水量计算模型为：
（1）
式中：为用于预防储气库结盐的补水量，m3；/>为气井中的天然气流量，m3；A和B均为天然气样品的饱和水蒸气含量曲线的拟合系数，无量纲；/>为井底压力，MPa；/>为地面条件下的压力，MPa；/>为地层水样品在不同压力条件下的体积变化量，cm3；/>为地层水样品的初始体积，cm3；/>为测量地层水样品在不同压力条件下的体积变化量时的压力差，MPa；为分离器压力，MPa；/>为分离器内地层水的体积，m3。
2.一种用于预防储气库结盐的补水量计算方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1：获取目标储气库的天然气样品和地层水样品；
S2：测量所述天然气样品在不同压力条件下饱和所述地层水样品的饱和水蒸气含量，获得所述天然气样品的饱和水蒸气含量曲线；
测量所述地层水样品在不同压力条件下的体积变化，获得所述地层水样品在不同压力条件下的体积变化量；
S3：根据所述天然气样品的饱和水蒸气含量曲线确定压力与饱和水蒸气含量之间的拟合公式；
根据所述地层水样品在不同压力条件下的体积变化量计算分离器条件下的地层水体积换算到地面条件下的地层水体积；
S4：建立权利要求1所述的用于预防储气库结盐的补水量计算模型，根据所述补水量计算模型计算获得预防所述目标储气库结盐的补水量。
3.根据权利要求2所述的用于预防储气库结盐的补水量计算方法，其特征在于，步骤S2中，测量饱和水蒸气含量和体积变化时，设定实验温度为目标地层的温度。
4.根据权利要求2所述的用于预防储气库结盐的补水量计算方法，其特征在于，步骤S3中，确定压力与饱和水蒸气含量之间的拟合公式时，采用下式进行拟合：
（2）
式中：为天然气样品饱和地层水样品的饱和水蒸气含量，cm3/m3；A和B均为天然气样品的饱和水蒸气含量曲线的拟合系数，无量纲；/>为压力，MPa。
5.根据权利要求2所述的用于预防储气库结盐的补水量计算方法，其特征在于，步骤S3中，分离器条件下的地层水体积换算到地面条件下的地层水体积通过下式进行计算：
（3）
式中：为地面条件下的地层水体积，cm3；/>为分离器压力，MPa；/>为地面条件下的压力，MPa；/>为分离器条件下的地层水体积，cm3；/>为地层水样品在不同压力条件下的体积变化量，cm3；/>为地层水样品的初始体积，cm3；/>为测量地层水样品在不同压力条件下的体积变化量时的压力差，MPa。
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Legal Events
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| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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