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朝阳沟油田储气库注采井油管尺寸优选-王景芹

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阳沟 油田 储气库注采井 油管 尺寸 优选 王景芹
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收稿日期 : 20120415; 改回日期 : 20120930基金项目 : 中国石油天然气股份有限公司项目 “火山岩气藏有效开发技术研究 ”( 2011B -1506)作者简介 : 王景芹 ( 1981 - ) , 女 , 工程师 , 2004 年毕业于辽宁石油化工大学化学工程专业 , 2007 年毕业于该校化学工程专业 , 获硕士学位 , 现主要从事气井排水采气工作 。10. 3969/j. 1006 -6535. 2013. 02. 022朝阳沟油田储气库注采井油管尺寸优选王景芹 , 朱振锐 , 高纯良 , 马品刚( 中油大庆油田有限责任公司 , 黑龙江 大庆 163453)摘要 : 以朝阳沟油田储气库中储层条件中等的井为例 , 运用节点分析方法 , 考虑气井产能 、压降损失 、携液及抗冲蚀能力等因素 , 优选出合理的油管管径 。研究结果表明 : 注采能力随着油管直径和井口压力增大而增大 ; 压力损失随着注采气量的增大而增大 , 但随着油管内径的增大而减小 ; 油管的抗冲蚀能力随内径和井口流压的增大而增大 。储气库注采井选用 63. 5 管较为合理 , 可同时避免冲蚀和井底积液产生 。关键词 : 储气库 ; 注采井 ; 油管尺寸优选 ; 朝阳沟油田中图分类号 : 献标识码 : A 文章编号 : 1006 -6535( 2013) 02 -0090 -03引 言与普通气井相比 , 地下储气库注采井具有吞吐量较大 、使用周期长等特点[ 1 -4], 一般气井产量会随着压力递减而减少 , 而储气库注采井不存在这种情况[ 5 -8]。从储层保护和保证储层吞吐能力的角度出发 , 为了尽量减少修井次数 , 延长使用寿命 , 对完井管柱提出较高要求[ 9 -12]。朝阳沟储气库主要功能是为庆 —哈输气管道进行调峰 , 满足大庆 、哈尔滨及周边地区天然气用户的平稳用气 。从油管的注采能力 、井筒压力损失 、抗冲蚀能力以及携液能力等 4 个方面进行分析 , 优选出适合朝阳沟储气库注采井的合理油管管径 , 为储气库的建设提供理论基础 。1 油管注采能力采用节点分析方法[ 3 -5], 选取储层条件中等的水平井进行模拟 , 节点选在井底 。计算不同地层压力 、不同油管内径时 , 井口采气压力在气库最低运行压力 2 最高压力 6 件下 , 采气井所能达到的最大采气量 ; 同样计算注气压力在最低气库压力 2 最高压力 8 件下 , 注气所能达到的最大注气量 。以井口定压 4 例预测最大注采气量 , 结果见图 1。图 1 最大注采气量预测通过计算结果分析可知 , 采气时 , 地层压力小于等于 4 , 任何尺寸油管均无法生产 。当地层压力大于 4 固定井口压力生产时 , 采气量随着油管内径增大而增大 ; 地层压力增高 , 则注采井的采气能力越大 ; 油管内径一定 , 注采井的采气能力则随井口定压的增大而减小 。注气时 , 地层压力大于 6 , 任何尺寸油管无法进行注气 , 这是由于井口注气压力 4 于地层压力 , 井口无足够能量将气体注到井底 。地层压力小于 4 相同地层压力和注气压力不变条件下 , 油管内径越大 , 地层压力越低 , 则注采井的注气能力越强 。油管内径一定 , 注采井的注气能力随井口注气压力的增大而增强 。由图 1 可知 , 在井口定压 4 第 2 期 王景芹等 : 朝阳沟油田储气库注采井油管尺寸优选 91件下 , 采用内径 50. 8 以上油管完全满足采气 2 × 104~ 10 × 104m3/d 和注气 2 × 104~ 12 ×104m3/d 的注采气量要求 。2 油管内压力损失气体在井筒中的流动是注采系统中非常重要的部分 , 气体在井筒中的压力损失在整个生产系统中占有较大比例[ 6]。采用 7]模型 , 以地层压力 4 例 , 分别计算注采井在不同内径油管 、不同采气量下井筒内的压力损失 , 以及不同内径油管 、不同注气量下井筒内的压力损失 , 结果见图 2。通过计算结果分析可知 , 油管内径一定的注采井井筒内压力损失随着注采气量增大而增大 ; 若注图 2 油管井筒内压力损失采气量一定 , 则注采井井筒内压力损失随着油管内径增大而减小 。由图 2 可知 , 50. 8 管井筒内的压力损失明显高于 63. 5 以上油管 ; 而油管内径从 63. 5 至 114. 3 , 井筒内的压力损失变化幅度较小 。3 油管抗气体冲蚀能力朝阳沟储气库注采天然气主要为净化气 , 流体干净 、不存在腐蚀和无固体颗粒 , 经验常数选取为150, 分别计算不同管径下 、井口流压在气库运行压力 2 ~8 围内的冲蚀临界流量[ 10], 实验结果见图 3。图 3 油管临界冲蚀流量计算不同管径下在采气过程中井口流压与产量关系及井口流压与临界冲蚀流量关系曲线的交点对应的采气量 , 即为该油管采过程中满足防冲蚀要求的极限产量 。以内径 63. 5 管抗冲蚀能力为例 , 实验结果见图 4。图 4 油管抗冲蚀能力由图 3 和图 4 可知 , 油管的抗冲蚀能力随内径和井口流压的增大而增大 。不同地层压力条件下 ,对应的单井最大合理产量应以不超过冲蚀流量为限进行确定 。如在气库最高地层压力为 8 ,内径 63. 5 管合理产量约为 29 ×104m3/d。4 油管携液能力气井开采存在另 1 个较为严重的井底积液问题[ 11]。为避免产生井底积液 , 气井配产流量必须大于临界携液流量 , 而临界携液流量与管径密切相关 。利用 12]公式 , 在井底流压为 2 ~10 种 油 气 藏 第 20 卷范围内 , 预测不同内径油管的携液临界流量 ( 图5) 。图 5 油管临界携液流量根据油管注采能力计算可知 , 在气库下限压力2 , 内径为 50. 8、63. 5、88. 9、114. 3 油管最小产气量分别为 3. 4 × 104、5. 9 × 104、7. 6 ×104、9. 4 ×104m3/d。不同油管的产气量均高于图5 中最低临界携液流量 。而当储气库压力升高时 ,不同管径油管的产气量更大 。由此可知 , 不同规格油管均能满足携液需求 。5 油管尺寸优选综合以上分析结果可知 , 储气库在上限压力为8 限压力为 2 井采气量为 2 ×104~10 ×104m3/d、单井注气量为 2 ×104~12 ×104m3/ 注采井可采用内径为 63. 5 以上油管 。如单井最大注采气量提高 , 可考虑采用内径为 88. 9 管作为生产油管 。对比分析 2 种油管在不同地层压力下的最大合理采气量 ( 表 1) 。由表 1 可知 , 随着地层压力下表 1 2 种不同内径油管最大合理产量对比油管管径/( 104m3/d)地层压力 35 5. 86 15. 23 23. 36 29. 3288. 9 7. 62 20. 21 34. 59 43. 33降 , 2 种油管最大合理采气量越来越接近 。因此 ,地层压力及产气量较低时 , 内径 88. 9 内径63. 5 管相比 , 无明显的优势 。同时结合冲蚀 、携液 、经济成本等因素 , 推荐选用 63. 5 管作为储气库注采主体油管 。6 结 论( 1) 在满足储气库生产运行条件下 , 50. 8以上尺寸油管可满足储气库注采井的注采气量要求 ; 63. 5 以上尺寸油管井筒内压力损失较小 。( 2) 采用 50. 8 以上尺寸油管能同时避免油管冲蚀和井底积液的产生 。( 3) 综合注采气量 、压力损失 、冲蚀及携液等因素 , 推荐采用 63. 5 管作为储气库的主体油管 。参考文献 :[ 1] 闵忠顺 , 潘洪灏 , 马全华 , 等 . 浅层气挖潜技术研究与应用 [ J] . 特种油气藏 , 2007, 14( 2) : 76 -83.[ 2] 何睿 , 郭平 , 孙良田 , 等 . 高含水油藏储气库建库微观模型可视化实验研究 [ J] . 特种油气藏 , 2006, 13( 2) :82 -84.[ 3] 方翔 , 吴晓东 , 罗明江 . 含液气井采气管柱优选 [ J] 2009, 31( 6) : 67 -70.[ 4] 李士伦 . 天然气工程 [ M] . 北京 : 石油工业出版社 ,2000: 264 -279.[ 5] 李明川 , 黄全华 , 孙雷 . 节点分析在地下储气库注气动态分析中的应用 [ J] . 油气储运 , 2011, 30( 6) : 431 -434.[ 6] 卢宗平 . 区分射孔孔眼和邻近井筒摩阻的方法及应用[ J] . 特种油气藏 , 2006, 13( 5) : 87 -90.[ 7] 杨川东 . 采气工程 [ M] . 北京 : 石油工业出版社 ,1997: 56 -57.[ 8] 梁涛 , 郭肖 , 付德奎 , 等 . R 油藏改建地下储气库单井注采能力分析 [ J] . 西南石油大学学报 , 2007, 29( 6) :157 -160.[ 9] 杨继盛 , 刘建仪 . 采气实用计算 [ M] . 北京 : 石油工业版社 , 1996: 78 -86.[ 10] 刘明球 , 周天鹏 , 敬祖佑 , 等 . 高压高产气田完井采气工艺技术研究 [ J] . 天然气地球科学 , 2003, 14( 2) :140 -144.[ 11] 于俊波 , 艾尚军 , 尉可珍 , 等 . 气井积液分析 [ J] . 大庆石油学院学报 , 2000, 24( 6) : 5 -7.[ 12] G. of J] . 1969, 11( 4) : 1475 -丹妮of in 1. 00083, . 72751, of is in at on of of an of at by of in of is in 0m of of on of to of of on is in ey on 2, i - 1. 00452, 2. , 00010, in ay of by is to A on of in at of is of is of It of . 5 . 0 of up a of of ey in i - 57000, t to on on of of a is is it of 0 ×104s( 50℃) of 300 m be it of at is is to be a a , 63453, of on by by in in of in D; of in D 3.5mm is of at of a of on a in is is it on on to is of of is by of by in a is to no it is at or at at on ey
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