浅析气井油套合采时井底流压的计算方法

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【摘要】气井井底流压是分析气井生产动态的重要参数之一，目前国内外很少报道油套合采时井底流压的计算方法。本文运用流体力学原理，将气井油套合采简化假设成并联管路流动，基于油管生产和油套环空生产时井底流压的计算公式，推导了油套合采时油管和油套环空的产量分配公式，通过分析公式中各项的权重，得出油管和油套环空产量分配的简化式，从而将油套合采时井底流压计算转化成油管生产或油套环空生产时井底流压的计算。计算表明，采用简化产量分配公式与精确产量分配公式所计算的井底流压，相对误差很小，说明建立的油套合采时井底流压的计算方法可靠，具有较强的实用性。

【关键词】气井 油管 油套 合采 井底流压

获取准确的井底流压是正确分析油气井生产动态，作好油气井配产工作的前提和基础[1]。井底流压主要有下井底压力计实测和井口压力计算两种方法。生产中，每次井底流压参数的获得通过下井底压力计实测是不现实的，通过井口压力准确计算井底压力在现场生产中十分重要，不仅为油田节约一定的测试费用，降低生产成本，还能为油田提高生产时率，提高产量服务。气井的生产方式主要有三种，油管生产、油套环空生产和油套合产。某工区9-2井常因节流而无法正常生产，为防止节流发生，在开井初期采用油套合采的方式，因此确定井底流压成为指导该井生产的重要工作。目前常用气井井底流压计算方法―平均温度和平均压缩因子法，Cullender和Smith法[2-3]针对油管生产和套管环空生产，目前国内外很少介绍油套合采。

将油套合采时井筒内流体的流动假设成二并联管路流动，如何正确计算井底流压转化为计算油套环空和油管产量分配。确定油套环空和油管产量分配后，根据并联管路流动原理，任何一支管线的流动压降就是整个管路的流动压降，用油管或油套环空生产时井底流压计算方法计算出油套合采时井底流压。计算结果表明，油套合采时进行的简化假设是合理的，建立油套合采时井底流压的计算方法可靠。

1 油管和套管环空产量分配公式推导

文献[2，3]指出：对于气井采用油管生产和油套环空生产时用平均温度和平均压缩系数法计算井底流压的计算公式为：

1.1 用油管生产时

2 计算实例

一口干气井，生产方式是油套合采，日产气量130000m3，井口压力15 MPa，井深4030m，井底温度148℃，井口温度40℃，井筒平均温度90℃，天然气相对密度0.6，油管内径6 2 m m，外径7 3 m m，套管内径130.53mm，表面绝对粗糙度0.02mm，天然气粘度0.014mPa・s，迭代精度0.001。表1是 q、wfp的计算结果。

由表1和图1我们可以很明显的看到，用迭代法和近似法计算的产量分配结果和井底流压计算结果十分接近，但随着日产气量的增加产量分配误差略有增大。在产量达到130000m3后，产量分配误差为3.165%，井底流压误差为0.670%。

由于所选气井采用油套合采的生产时间较短，压力产气量数据较少，宏观上还不能规律性的反映出井底流压计算的相对误差与日产气量的关系。因此相对误差随日产气量的变化趋势有待进一步核实。

3 认识与结论

（1）用迭代的方法计算出的套管环空与油管的产量分配和井底流压是正确、可靠的，迭代求解方法适用于任何情形的油套组合。

（2）与迭代方法计算结果比较，近似法计算出的油套环空与油管的产量分配结果和井底流压结果误差较小，但误差随着产量的增加而增大，因此建议当日产气量大于130000 m3时，用迭代方法求解。

（3）本文计算过程全部假设为纯气井，未考虑产水因素，可能存在一定误差，但若产水量较小，则基本不会影响计算结果。

参考文献

[1] 唐海，黄炳光，刘志斌，等.气井（藏）动态优化配产方法研究[J].天然气工业，1998，18（3）：57-60

[2] 杨继盛编.采气工艺基础[M].北京：石油工业出版社，1992

[3] Hagoort J.Fundamentals of gas reservoir engineering[A]

[4] Developments in Petroleum Science 23[C].New York，1991

[5] 采油工程手册编写组.采油工程手册[M].北京：石油工业出版社，1996