苏里格气田气井积液分析

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【摘 要】气井积液是指气井中由于气体不能有效携带出液体而使液体在井筒中聚集的现象，气井积液逐渐积累会导致产量下降、生产时间缩短、甚至停产，严重影响气井正常生产。及时对气井积液做出判断并有效的排液措施对气井生产有着重要的意义。本文根据苏里格气田某区块气井的实际生产情况，对产液气井井底积液的可能性进行分析，提出了判断气井井底积液的几种常见方法，并加以论证。

【关键词】气井；井筒积液；苏里格气田；套压；产量

多年来气井积液一直被认为是影响气井生产的一个很严重的问题，詹姆斯.利、Turner、李闽等人对气井积液做了大量的研究，分析了积液形成的原因，提出了携液运动模型，给出了判断积液的方法，为我们进行积液研究提供了理论基础。从苏里格气田实际开发效果来看，由气井单井产气量较低，携液能力较差，气井积液影响正常生产从而导致气产量下降的现象比较普遍，可以说气井积液已经成为制约气田开发的瓶颈，因此研究适用于本气田的判断气井井底积液的方法就显得尤为重要。

一、积液形成的原因

在气井生产的初期，由于气井能量充足，流速较高，以雾流状态存在，液滴分散在气体中被携带出地面，井底不会产生积液。而随着气井产量的下降，气体携带液体的流速降低，液体逐渐凝结，形成段塞流，重力作用下落至井底，容易形成积液。

图1 气井积液过程

Turner等人利用液滴模型预测直井的临界流速，该模型中液滴受气体向上的拉力和向下的重力作用，当拉力和重力相等时的气体流速就是临界流速，当气体流速低于临界流速时，液滴下降，在井底聚集形成积液。

图2 垂直气井中的液相运移

李闽等人提出的椭球形模型临界滑脱速度公式表示如下：

（1）

气井携液临界流量为：

（2）

根据公式（1）、（2）得出不同油管直径在不同压力下的最小临界携液流量。

表1 不同油管尺寸不同压力下的临界携液流量计算表

苏里格气田属于低孔、低压、低渗气田，气井单井产量普遍较低，且投产后压力、产量下降较快。对于低产气井来说，很容易形成积液，而积液又会造成井筒压降升高，对井底气层形成回压，致使气井产气量下降，如果不能连续排出井底积液，最后可能导致气井产量下降很低。气井产量越低，携液能力越差，携液能力越差，产量越低，积液越严重，如此恶性循环，严重的气井会造成水淹停产。因此怎样判断气井是否积液是目前气田开发中的重要问题。

二、积液的判断

根据流动断面气液相的流速以及气相与液相的含量，气体在井筒中存在四种流态，泡状流、段塞流、环流、雾状流。投产初期井筒内气体流速较高，油管内流型主要为雾流，随着生产时间的延长，气产量下降产液量升高，如果产气量持续递减，逐渐出现段塞流和泡流，气体无法把液体带到地面，如果不及时采取排水采气措施或采取措施不当，气井产量会持续降低直至报废。

目前判断井筒积液的方法主要有以下几种：

（1）套压上升且产量下降

对于积液气井，井底积液会形成不稳定的段塞流，并导致气井产量下降，同时，由于生产压差的减小，井底流压升高，反映井底流压的套压也随之升高（见图3），所以如果产量下降套压明显增大，则必是井底积液。

图3 套压和产量变化曲线

下面例举苏20区块一口生产井进行说明，苏××井是2010年投产的一口直井，该井在试气过程中日产水量6m3，被定性为气水同层。该井2010年5月18日投产以来，日产气量在0.2万方/天一下，到目前为止累计产气量不到8万方，从采气曲线（见图4）上可以很好的应正套压上升肯定是井底积液这一结论。

图4 苏××井采气曲线

（2）产量递减曲线分析

气井在正常生产过程中其产量曲线是一条平滑的递减曲线，如果该曲线剧烈波动则表示是积液气井的生产曲线（见图5），由于积液和井筒液滴滑脱下落使产气量忽高忽低不稳定，且产量下降形成了一条脱离原生产曲线而斜率更陡的曲线。抖动越严重，产量下降越快，说明井底积液越严重。

图5 产量递减曲线分析

下面例举苏20区块一口生产井进行说明。苏××井是2007年10月27日投产的气井，从采气曲线（见图6）上可该井以看出，该井产量成波段、锯齿行的下降，本井在投产以后进行过多次泡排作业，经泡排之后从井内排出大量积液，很好的验证了该观点。

图6 苏××井采气曲线

（3）压力计测试液面

怀疑井底积液最直接证实的方法就是利用压力计进行压力测试，直接确定液面位置。由于气体的密度远远低于水的密度，当测试工具遇到油管中的液面时，压力梯度曲线斜率会有明显的变化，可以根据计算数据精确确定油管中液面的深度（见图7）。

图7 井筒压力曲线变化图

三、结论

（一）根据李闽提出的气井气井携液临界流量公式可以算出苏里格地区不同压力和不同油管直径下气井携液的最低流量，在对气井进行配产时就要充分考虑到这一因素，满足气井的携液条件，提前预防气井积液。

（二）由于苏里格气田开发的特殊性（采用节流器生产），因此判断气井积液的方法具有局限性，只能定性的分析气井是否积液，而不能定量的判断积液情况。

（三）根据本文介绍的判断积液的方法来看，通过分析压力和产量的变化关系是目前苏里格气田实际生产过程中判断井筒积液与否的主要方法。

参考文献：

[1]何顺利.顾岱鸿等编译.气井排水采气.北京：石油工业出版社，2009.

[2]James F.Lea，Henry V.Nickens，Mike R.Wells.Gas Well Deliquification. Publishing.2008.

[3]Min Li，Lei Sun，Shilun Li.New View on Continuous-removal Liquids from Gas Wells.SPE.70016.