CN117664784A - 一种时间维度上的泡排剂动态评价方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种时间维度上的泡排剂动态评价方法，涉及气井泡沫排水采气技术领域。在泡排剂动态评价装置的基础上开展泡排剂时间维度上的携液能力测试，选取最终累计携液量为泡排剂的静态评价指标；基于所构建的新方程和实验数据拟合的方程系数，将方程中的各个系数作为泡排剂的动态评价指标，方程中的系数分别用来表征泡排剂的携液能力、起效响应速度、药剂消耗速度。本发明采用的评价方法模拟了现场井筒环境，采用数学方法定量描述了泡排剂在整个时间维度上的携液能力变化过程，方法简便易实现。
Description
技术领域
本发明属于气井泡沫排水采气技术领域，具体涉及一种时间维度上的泡排剂动态评价方法。
背景技术
在气井的开采过程中，井筒积液对低压、低产气井的生产和自喷期影响极大。只有当气层流入井筒的液体和井口产出液之间的流量相等，气井才能稳定生产。为了维持气井正常生产，泡沫排水采气作为气井排出井底积液的首选方法，在国内各大气田得到广泛应用；而泡排剂的性能是提高泡排工艺效果的关键。
现有泡排剂性能评价的装置以罗氏泡沫仪为主，其评价方法的改进集中在拓宽模拟工况的范围、补充辅助指标等；而实际井筒中泡排剂的起效响应速度、消耗速度均会影响最终的排液量，这些参数均与时间紧密相关。为此，有必要发明一种时间维度上的泡排剂动态评价方法，评价泡排剂的性能指标随时间的变化规律，为产液气井优选泡排剂提供技术支持。
发明内容
本发明的目的是提供一种时间维度上的泡排剂动态评价方法，实现对泡排剂性能指标评价在时间维度上的拓展。
为实现上述目的，本发明采用下述技术方案：
步骤一：安装泡排剂动态评价装置，其是在常规携液装置的基础上增设进液装置、加药通道，以及重量实时测控装置；
步骤二：根据步骤一安装的实验装置，开展时间维度上的泡排剂动态评价实验，测试泡排剂的累计携液量随时间变化的数据；
步骤三：基于步骤二测试的泡排剂累计携液量随时间变化的数据，将总携液量作为泡排剂静态评价指标；拟合累计携液量随时间变化的新方程系数，将方程中的系数作为泡排剂动态评价指标。
以下针对每一步骤进行详细说明：
步骤一：安装泡排剂动态评价装置，其是在常规携液装置的基础上增设进液装置、加药通道，以及重量实时测控装置。具体包括：
1.1安装实验装置；
1.2检查各组件的密闭性和灵活性。
步骤二：根据步骤一安装的实验装置，开展时间维度上的泡排剂动态评价实验，测试泡排剂的累计携液量随时间变化的数据。具体包括：
2.1打开恒温水浴锅8，加热至设定温度，打开循环，热水从恒温水浴进液管16进入发泡管5夹层内，再经恒温水浴出液管17返回恒温水浴锅8，模拟井筒中的温度环境；
2.2打开胶塞4，往发泡管5中加入一定量的模拟地层水，模拟井筒中的积液，塞紧胶塞4；从备用孔13处将泡排剂加入发泡管5中，加入后立即关闭备用孔13；
2.3打开氮气瓶10，通过气体流量控制器7调节气量至指定值，气体经进气管14从发泡管5下部进入，模拟地层产气，打开进液泵9，调节适当的流量，将模拟水杯11中的地层模拟水通过进液管15带入发泡管5中，模拟地层产液，电脑19中的测控软件开始计量；
2.4当泡沫经玻璃连通管12开始进入集液管1中后，从集液管1上方采用消泡剂喷雾器20喷加消泡剂进行消泡处理，计量加入的消泡剂质量，消泡后的液体进入称量台3上放置的集液杯2中；
2.5重量变送器18将称量台3采集的重量信号转换为数字信号传递至电脑19，电脑19中的测控软件自动记录固定时间步长收集的液体质量，直至泡排剂消耗完毕，发泡管5中的气泡不再进入集液管1中为止；
2.6停止计量，关闭进液泵9，关闭氮气瓶10，发泡管5中剩余液体放入余液回收杯6中，清洗装置。
步骤三：基于步骤二测试的泡排剂累计携液量随时间变化的数据，将总携液量作为泡排剂静态评价指标；拟合累计携液量随时间变化的新方程系数，将方程中的系数作为泡排剂动态评价指标。具体包括：
3.1基于实验测试的累计携液量数据，将总携液量作为泡排剂静态评价指标；
3.2基于实验测试的累计携液量随时间变化的数据，构建累计携液量随时间变化的新方程：
其中，V(t)表示t时刻的累计携液量；t表示时间；e表示自然常数；A表示与携液能力相关的拟合系数，B表示与泡排剂起效响应速度相关的拟合系数，C表示与泡排剂消耗速度相关的拟合系数，D表示偏差系数；t0表示泡排剂有效携液的起始时刻；A与D的差值越大表明泡排剂携液能力越大，A与D的差值越小表明泡排剂携液能力越小；B值越大表明泡排剂起效响应速度越慢，B值越小表明泡排剂起效响应速度越快；C值越大表明泡排剂消耗速度越快，C值越小表明泡排剂消耗速度越慢。
本发明的一种时间维度上的泡排剂动态评价方法，相比于现有技术的不足，本发明具有以下有益效果：
（1）用数学方程对泡排剂在时间维度的动态携液行为进行了描述，为数学方程中的系数指定了具体物理意义；
（2）为改进泡排剂配方、优选泡排剂类型、优化泡排制度提供了更贴合生产现场实际情况的评价方法，实现了泡排剂性能指标评价在时间维度上的拓展，为泡排工艺的高效实施提供了数据支撑。
附图说明
为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。在所有附图中，类似的元件或部分一般由类似的附图标记标识。附图中，各元件或部分并不一定按照实际的比例绘制。
图1为本发明的泡排剂动态评价装置示意图。图中：1-集液管；2-集液杯；3-称量台；4-胶塞；5-发泡管；6-余液回收杯；7-气体流量控制器；8-恒温水浴锅；9-进液泵；10-氮气瓶；11-模拟水杯；12-玻璃连通管；13-备用孔；14-进气管；15-进液管；16-恒温水浴进液管；17-恒温水浴出液管；18-重量变送器；19-电脑；20-消泡剂喷雾器。
图2为本发明实施例中1#、2#固体泡排剂携液量方程解曲线与计量值的对比图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、计算过程及优点更加清楚明白，以下结合附图，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
实施例1
本实施例针对某气田固体泡排剂的选型开展实验，具体包括以下过程：
步骤一：安装泡排剂动态评价装置，其是在常规携液装置的基础上增设进液装置、加药通道，以及重量实时测控装置。
按图1所示的泡排剂动态评价装置示意图安装实验装置，检查各组件的密闭性和灵活性。
步骤二：根据步骤一安装的实验装置，开展时间维度上的泡排剂动态评价实验，测试泡排剂的累计携液量随时间变化的数据。
打开恒温水浴锅8，加热至90℃，打开循环，热水从恒温水浴进液管16进入发泡管5夹层内，再经恒温水浴出液管17返回恒温水浴锅8，模拟井筒中的温度环境；
打开胶塞4，在发泡管5中加入模拟地层水400mL，塞紧胶塞4；从备用孔13处将0.5g1#固体泡排剂加入发泡管5中，加入后立即关闭备用孔13；
打开氮气瓶10，使用气体流量控制器7调节进气速度为80L/h，气体经进气管14从发泡管5下部进入，模拟地层产气，打开进液泵9，调节适当的流量，将模拟水杯11中的地层模拟水通过进液管15带入发泡管5中，模拟地层产液，电脑19中的测控软件开始计量；
当泡沫经玻璃连通管12开始进入集液管1中后，从集液管1上方采用消泡剂喷雾器20喷加消泡剂进行消泡处理，计量加入的消泡剂质量，消泡后的液体进入称量台3上放置的集液杯2中；
重量变送器18将称量台3采集的重量信号转换为数字信号传递至电脑19，电脑19中的测控软件自动记录固定时间步长收集的液体质量，直至泡排剂消耗完毕，发泡管5中的气泡不再进入集液管1中为止；
关闭进液泵9，关闭氮气瓶10，发泡管5中剩余液体放入余液回收杯6中，清洗装置；
重复实验操作，改加入固体泡排剂2#。
步骤三：基于步骤二测试的泡排剂累计携液量随时间变化的数据，将总携液量作为泡排剂静态评价指标；拟合累计携液量随时间变化的新方程系数，将方程中的系数作为泡排剂动态评价指标。
将收集的数据进行处理，扣除每个时间步长加入的消泡剂的质量，拟合新方程，具体结果如表1；
表1 固体泡排剂在时间维度上的动态评价测试数据表
| 固体泡排剂 | 总携液量/g | t0/min | A | B | C | D |
| 1# | 390.0 | 0.74 | 396.03 | 53.40 | 1.26 | 18.06 |
| 2# | 356.3 | 0.59 | 393.10 | 16.25 | 1.27 | 45.41 |
绘制携液量方程解曲线与计量值的对比图，如图2，方程解曲线与计量值趋势一致；再计算方程解与计量值的相对误差，1#固体泡排剂为1.60%，2#固体泡排剂为3.22%，满足工程需求，可根据拟合的系数来评价固体泡排剂在时间维度上的动态性能；携液能力：1#固体泡排剂大于2#固体泡排剂；起效响应速度：1#固体泡排剂小于2#固体泡排剂；消耗速度：1#固体泡排剂小于2#固体泡排剂。
以上所述，仅为本发明的较佳实施例而已，故不能依此限定本发明实施的范围，即依本发明专利范围及说明书内容所作的等效变化与修饰，皆应仍属于本发明涵盖的范围内。
Claims (2)
1.一种时间维度上的泡排剂动态评价方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤一：安装泡排剂动态评价装置，其是在常规携液装置的基础上增设进液装置、加药通道，以及重量实时测控装置；
步骤二：根据步骤一安装的实验装置，开展时间维度上的泡排剂动态评价实验，测试泡排剂的累计携液量随时间变化的数据；
步骤三：基于步骤二测试的泡排剂累计携液量随时间变化的数据，将总携液量作为泡排剂静态评价指标；拟合累计携液量随时间变化的新方程系数，将方程中的系数作为泡排剂动态评价指标。
2.根据权利要求1所述的一种时间维度上的泡排剂动态评价方法，其特征在于，步骤三中累计携液量随时间变化的新方程：
其中，V(t)表示t时刻的累计携液量；t表示时间；e表示自然常数；A表示与携液能力相关的拟合系数，B表示与泡排剂起效响应速度相关的拟合系数，C表示与泡排剂消耗速度相关的拟合系数，D表示偏差系数；t0表示泡排剂有效携液的起始时刻；A与D的差值越大表明泡排剂携液能力越大，A与D的差值越小表明泡排剂携液能力越小；B值越大表明泡排剂起效响应速度越慢，B值越小表明泡排剂起效响应速度越快；C值越大表明泡排剂消耗速度越快，C值越小表明泡排剂消耗速度越慢。
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| JIAN GUAN 等: "Study on Screening and Evaluation of Foam Drainage Agents for Gas Wells with High Temperature and High Pressure", 《ACS OMEGA》, no. 8, 16 February 2023 (2023-02-16), pages 7940 - 7949 * |
| 王志超;李帅;李思维;翟丽娜;宋健;: "泡沫排水采气技术在红岗气田的研究及应用", 中国石油和化工, no. 11, 5 November 2011 (2011-11-05), pages 96 - 99 * |
| 邹巧育;李谦定;薛丹;: "气井泡排剂YG-1性能评价", 西安石油大学学报(自然科学版), no. 05, 25 September 2013 (2013-09-25), pages 72 - 74 * |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN117664784B (zh) | 2024-04-09 |
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