气井井筒积液模型与目前预测解法回顾
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积 液 间 关 系。 综 合 回顾 预 测 井 筒 积 液 产 生 的
流动模 型 方程 ，诊 断井筒 积液 对 气井产 量的 影 响 ，并进行 最优 化 筛选 。 回顾 了储 层和 井 筒动 态交互作 用 的最新 模拟 试验 ，指 出 当前 模 型存在 的缺 陷 ，并提 出多相流 型 转 变方法
彭旭 等 ：气 井 井筒 积 液模 型 与 目前 预 测 解 法 回 顾
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气井 井筒积液 模型与 目前预测解法 回顾
编译 ：彭旭 （ 西安石油大学石油工程学 院） 刘继梓 （ 长庆油 田第六采油厂采油工艺研究所）
周凯 （ 延长油 田股份有 限公 司勘探部）
审校 ：陈姣妮 （ 西安石油大学石油工程学院）
流 的液体 开始 发生 回落 时 的流速 值 。液体 在井底 不
断积 聚 ，增大 储层 静水 压头 ，使井 筒 多相 流不稳 定 （ 型发生 变化 ） 流 ，且 降低 生产 速度 ，严 重 时甚 至导
致死 井 。 ・
典型井 筒 积液过 程 如 图 １所示 ，图 中 ： （ ）生 产初 期 ，气体 有足 够流 动能 量将 全部 液 １
流 向上 的 拉 力 Ｆ 。；② 液 滴 自 身 重 力 Ｆ 。。方 程
如下 ：
象 ，如在井筒中逐渐形成静液柱，及对地层伴生的
回压 。即使 使用井 筒 多相流 过 渡模型 ，井底 流入 动 态关 系问题 仍未 能校 正 。
Ｆ ） 。１（ ２ 一 譬 ｃ
Ｆ一 ｇ。Ｐ 。（ （ ｇ ）Ｐ ） 一
摘 要 气 井 井 筒积 液 过 程 是 多相 流 过
井筒 气体 又能 再次 流动 ，且 气体 能将井 筒 中所有 液 体带 到地 面 。
从 （ ） 到 （ ）不 断循 环 ，也是对 气井 井筒 积 １ ５
程 ，井 筒 中流体 产 生 回压 （ 通常 重 力压 强起
主 导作 用） ，该 回 压会 限制 ，特 定条 件 下甚
（ １ ）
（ ２ ）
气体 一 微滴 系统 及作 用在 微滴 上 的力可用 图 ４描述 。
一
产气 举
Hale Waihona Puke 一严木 翠 ・ 井口 力・ 一 压
图 ２ 气 井 动态 数据 显 示 井 筒 积 液 （ｕｔｎ等 ，２ ０ ） Ｓｔ ｏ ０３
图 ４ 液 滴 在 垂 向气 流 中 的 运移 （ ｅ 等 ，２ ０ ） Ｌａ ０ ３
图 １ 井 筒 积 液 机 理 （ ｅｅ Ｖｅｋ ｎ等 ， ２ ０ ０ ３ Ｊ
井筒存 在 液相 有 以下三方 面原 因 ： ◇ 水蒸 汽在 井筒 中冷 凝 ； ◇ 从井 底 到地 面 随着 压 力及 温 度 的 降低 ，水 蒸 汽冷凝 后在 井底 或储 层 近井 区域沉 降 （ 冷凝水 饱 和 度 在 临界值 之上 ） ； ◇ 地层 水 吸 出会 导致 储层 压力 下降 。 井 筒积 液 常发生 在低 能量 储层及 致 密气层 ，具
至 会 阻 止 储 层 中 气 的 产 出 。 工 业 上 已认 识 到
液 的典 型间歇 反应 ，直 到储层 潜力 开始 下 降或产 液 量上 升 ，这种 循环 才被 打破 。
井 筒积 液 的重要 性 ，并积 极采 取措 施避 免这 类 问题 ，然而对 多相 流 间相 互过渡 现 象却认 识不足 。本 文讨 论 多相流 复 杂性与 气 井井筒
加 ，达 到 一 定 程 度 后 积 液 重 新 侵 入 近 井 区 域 的
储层；
（ ）积 液侵入 储层 后 ，气井 又变 成 “ ５ 无载 的 ” ，
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国外 油 田工 程 第 ２ ６卷 第 ３期 （０ ０ ３ ２ １． ）
目前 ，用 以预测 和判别 井 筒积 液 的模 型基 本一 成不 变 ，因此 不 能 用 来 处 理 典 型 井 筒 积 液 过 渡 现
在 井 筒 多 相 流 过 渡 模 型 中将 用 到 更 可靠 的方
给定井 筒沉 降条 件 ， 。比 Ｆ
大 时 ，气 体 流速
法 ，包括 以储 层近 井 区域 过 渡特征 为边 界条 件 的方
法 。该综 合动 态模 拟方 法 研 究 积 液上 载 ／ 载过 程 下 （ １ ，包括 积液 重新 转入储 层 的可 能性 （ ３ 。 图 ） 图 ）
的重要 性 。
关键 词 气井井 筒 积液 多 相流 流 型 临界 气流 速度
Ｄ ：１ ９ ９ ｊｉ ｎ １ ０ ６ １ ． ０ ０ ３ ０ ３ ＯＩ ０ ３ ６ ／ ． ｓ ．０ ２— ４ Ｘ ２ １ ． ． １ ｓ
１ 引 言
存 在井筒 积液 的气 井不 能 自行清 除伴 随采 出气 而 产生 的积液 。产 生井 筒积 液现 象 的前提 是 向上 的 气体 流 速远低 于 临界流 速值 ，该 值指 最初 被 吸进 气
（ ）产 生积 液 ； ３ （ ） 随 着 井 底 静 水 压 头 增 大 ，积 液 量 不 断 增 ４
征 包括 累计 产量递 减 曲线有 大 的落差 ；近地面井 筒
开 始 出现段 塞流 ；流压 梯度 突然 变化 ；井 口温度 降 低 ；产水 量 或冷凝 水气 比降低等 。 图 ２为气 井动 态数 据与 时 间关系 曲线 图 ，从 图 中可看 到井筒 积液 产生 。 尽管 已使 用大 量技 术减 轻井 筒积 液影 响 ，但 若 要针 对特 定积 液进 行最 优方 案选 择 ，石 油 天然气 工 业仍 缺乏 可靠 预测模 型 （ ｅ Ｌ ａ等 ，２ ０ ） ０３。
有 高气 液 比的高 产储 层也会 产 生井筒 积 液 。因受污
染 井在 没受 到显 著伤 害 的很 长 一段 时间 内可继 续生 产 ，所 以井 筒积 液通 常较难 判别 。井 筒积 液典 型特
体带 出井筒 ，井 筒 中无液 体 回落 ；
（ ）气 井生 产一 段 时间后 ，气 流速 度降低 或 含 ２ 水 量 升高 ，导致 气井 没有 足够 能量将 所 有液体 带 上 地 面 ，造成 液体 开始 回落 ；
流动模 型 方程 ，诊 断井筒 积液 对 气井产 量的 影 响 ，并进行 最优 化 筛选 。 回顾 了储 层和 井 筒动 态交互作 用 的最新 模拟 试验 ，指 出 当前 模 型存在 的缺 陷 ，并提 出多相流 型 转 变方法
彭旭 等 ：气 井 井筒 积 液模 型 与 目前 预 测 解 法 回 顾
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气井 井筒积液 模型与 目前预测解法 回顾
编译 ：彭旭 （ 西安石油大学石油工程学 院） 刘继梓 （ 长庆油 田第六采油厂采油工艺研究所）
周凯 （ 延长油 田股份有 限公 司勘探部）
审校 ：陈姣妮 （ 西安石油大学石油工程学院）
流 的液体 开始 发生 回落 时 的流速 值 。液体 在井底 不
断积 聚 ，增大 储层 静水 压头 ，使井 筒 多相 流不稳 定 （ 型发生 变化 ） 流 ，且 降低 生产 速度 ，严 重 时甚 至导
致死 井 。 ・
典型井 筒 积液过 程 如 图 １所示 ，图 中 ： （ ）生 产初 期 ，气体 有足 够流 动能 量将 全部 液 １
流 向上 的 拉 力 Ｆ 。；② 液 滴 自 身 重 力 Ｆ 。。方 程
如下 ：
象 ，如在井筒中逐渐形成静液柱，及对地层伴生的
回压 。即使 使用井 筒 多相流 过 渡模型 ，井底 流入 动 态关 系问题 仍未 能校 正 。
Ｆ ） 。１（ ２ 一 譬 ｃ
Ｆ一 ｇ。Ｐ 。（ （ ｇ ）Ｐ ） 一
摘 要 气 井 井 筒积 液 过 程 是 多相 流 过
井筒 气体 又能 再次 流动 ，且 气体 能将井 筒 中所有 液 体带 到地 面 。
从 （ ） 到 （ ）不 断循 环 ，也是对 气井 井筒 积 １ ５
程 ，井 筒 中流体 产 生 回压 （ 通常 重 力压 强起
主 导作 用） ，该 回 压会 限制 ，特 定条 件 下甚
（ １ ）
（ ２ ）
气体 一 微滴 系统 及作 用在 微滴 上 的力可用 图 ４描述 。
一
产气 举
Hale Waihona Puke 一严木 翠 ・ 井口 力・ 一 压
图 ２ 气 井 动态 数据 显 示 井 筒 积 液 （ｕｔｎ等 ，２ ０ ） Ｓｔ ｏ ０３
图 ４ 液 滴 在 垂 向气 流 中 的 运移 （ ｅ 等 ，２ ０ ） Ｌａ ０ ３
图 １ 井 筒 积 液 机 理 （ ｅｅ Ｖｅｋ ｎ等 ， ２ ０ ０ ３ Ｊ
井筒存 在 液相 有 以下三方 面原 因 ： ◇ 水蒸 汽在 井筒 中冷 凝 ； ◇ 从井 底 到地 面 随着 压 力及 温 度 的 降低 ，水 蒸 汽冷凝 后在 井底 或储 层 近井 区域沉 降 （ 冷凝水 饱 和 度 在 临界值 之上 ） ； ◇ 地层 水 吸 出会 导致 储层 压力 下降 。 井 筒积 液 常发生 在低 能量 储层及 致 密气层 ，具
至 会 阻 止 储 层 中 气 的 产 出 。 工 业 上 已认 识 到
液 的典 型间歇 反应 ，直 到储层 潜力 开始 下 降或产 液 量上 升 ，这种 循环 才被 打破 。
井 筒积 液 的重要 性 ，并积 极采 取措 施避 免这 类 问题 ，然而对 多相 流 间相 互过渡 现 象却认 识不足 。本 文讨 论 多相流 复 杂性与 气 井井筒
加 ，达 到 一 定 程 度 后 积 液 重 新 侵 入 近 井 区 域 的
储层；
（ ）积 液侵入 储层 后 ，气井 又变 成 “ ５ 无载 的 ” ，
４ ６
国外 油 田工 程 第 ２ ６卷 第 ３期 （０ ０ ３ ２ １． ）
目前 ，用 以预测 和判别 井 筒积 液 的模 型基 本一 成不 变 ，因此 不 能 用 来 处 理 典 型 井 筒 积 液 过 渡 现
在 井 筒 多 相 流 过 渡 模 型 中将 用 到 更 可靠 的方
给定井 筒沉 降条 件 ， 。比 Ｆ
大 时 ，气 体 流速
法 ，包括 以储 层近 井 区域 过 渡特征 为边 界条 件 的方
法 。该综 合动 态模 拟方 法 研 究 积 液上 载 ／ 载过 程 下 （ １ ，包括 积液 重新 转入储 层 的可 能性 （ ３ 。 图 ） 图 ）
的重要 性 。
关键 词 气井井 筒 积液 多 相流 流 型 临界 气流 速度
Ｄ ：１ ９ ９ ｊｉ ｎ １ ０ ６ １ ． ０ ０ ３ ０ ３ ＯＩ ０ ３ ６ ／ ． ｓ ．０ ２— ４ Ｘ ２ １ ． ． １ ｓ
１ 引 言
存 在井筒 积液 的气 井不 能 自行清 除伴 随采 出气 而 产生 的积液 。产 生井 筒积 液现 象 的前提 是 向上 的 气体 流 速远低 于 临界流 速值 ，该 值指 最初 被 吸进 气
（ ）产 生积 液 ； ３ （ ） 随 着 井 底 静 水 压 头 增 大 ，积 液 量 不 断 增 ４
征 包括 累计 产量递 减 曲线有 大 的落差 ；近地面井 筒
开 始 出现段 塞流 ；流压 梯度 突然 变化 ；井 口温度 降 低 ；产水 量 或冷凝 水气 比降低等 。 图 ２为气 井动 态数 据与 时 间关系 曲线 图 ，从 图 中可看 到井筒 积液 产生 。 尽管 已使 用大 量技 术减 轻井 筒积 液影 响 ，但 若 要针 对特 定积 液进 行最 优方 案选 择 ，石 油 天然气 工 业仍 缺乏 可靠 预测模 型 （ ｅ Ｌ ａ等 ，２ ０ ） ０３。
有 高气 液 比的高 产储 层也会 产 生井筒 积 液 。因受污
染 井在 没受 到显 著伤 害 的很 长 一段 时间 内可继 续生 产 ，所 以井 筒积 液通 常较难 判别 。井 筒积 液典 型特
体带 出井筒 ，井 筒 中无液 体 回落 ；
（ ）气 井生 产一 段 时间后 ，气 流速 度降低 或 含 ２ 水 量 升高 ，导致 气井 没有 足够 能量将 所 有液体 带 上 地 面 ，造成 液体 开始 回落 ；
