[发明专利]一种水平井筒地下极限携液流量预测方法

说明书

本发明提供了一种水平井筒地下极限携液流量预测方法，所述预测方法包括以下步骤：获取水平井筒在不同积液程度下有液体带出时气液流型变化规律；选取水平井筒典型携液流型，根据水平井实际生产能力，对典型携液流型进行机理分析，获得水平井筒携液时的流型转变规律并确定水平井筒携液时能够带出液体所需要的流型；基于所述水平井筒携液时能够带出液体所需要的流型建立水平井筒地下极限携液流量预测模型，确定水平井筒地下极限携液流量。本发明的预测方法能够提前预测判别带液时水平井筒的地下极限携液流量，能够为优化水平井筒的设置参数提供依据，预测方法简单，预测结果准确。

技术领域

本发明涉及油气井开发技术领域，更具体地讲，涉及一种水平井筒地下极限携液流量预测方法。

背景技术

随着常规气藏开发年限不断增加，地层能量大幅衰竭，有水气藏也开始投入建产开发中。然而地层水不断进入井筒，尤其针对目前水平井大规模应用，一旦气井开始产液，而且气体不能提供足够的能量来使井筒中的液体连续流出井口时，气井中将存在积液。液体的聚集将增加对气体的回压，限制井的生产能力，甚至在低压井中积液可使气井被完全压死，会极大程度地影响气井正常生产，增加开发成本，导致出现亏损的局面。因此，研究井下液体如何能被气流携带到地面，准确预测带液水平井筒地下极限携液流量对气井生产具有重要的意义。

现有技术中提出了许多用于预测计算临界携液流量的模型，且普遍是基于两种理论模型，一种是液滴理论模型：液相是以液滴形式被携带和运移，若井筒内最大直径液滴不发生滑脱，则井底不会出现积液现象；一种是液膜理论模型：液相是以液膜形式被携带出井筒。经过理论与实验证明，水平气井的井身结构较为复杂，井筒内气液两相流运动规律与携液机理跟直井和定向井差别较大；液滴在水平气井中无法长期稳定存在，主要是通过液膜形式被携带出井筒，但是液膜理论考虑因素过多，造成的误差较大。

发明内容

针对现有技术中存在的不足，本发明的目的之一在于解决上述现有技术中存在的一个或多个问题。例如，本发明的目的之一在于提供一种简单、准确的水平井筒地下极限携液流量预测方法。

为了实现上述目的，本发明一方面提供了一种水平井筒地下极限携液流量预测方法，所述预测方法可以包括以下步骤：获取水平井筒在不同积液程度下有液体带出时气液流型变化规律；选取水平井筒典型携液流型，根据水平井实际生产能力，对典型携液流型进行机理分析，获得水平井筒携液时的流型转变规律并确定水平井筒携液时能够带出液体所需要的流型；基于所述水平井筒携液时能够带出液体所需要的流型建立水平井筒地下极限携液流量预测模型，确定水平井筒地下极限携液流量。

在本发明的水平井筒地下极限携液流量预测方法的一个示例性实施例中，所述获取水平井筒在不同积液程度下有液体带出时气液流型变化规律可以包括：对水平井筒水平段携液能力进行定性分析，建立模拟模型对水平井不同积液程度情况进行二维模拟计算，得到水平井筒在不同积程度下有液体带出时气液流型变化规律。

在本发明的水平井筒地下极限携液流量预测方法的一个示例性实施例中，所述水平井筒典型携液流型可以包括分层流和间歇流，所述对典型携液流型进行机理分析包括分层流向间歇流转变的机理分析。

在本发明的水平井筒地下极限携液流量预测方法的一个示例性实施例中，按照如下公式建立水平井筒地下极限携液流量预测模型：

其中，U_G为水平井筒地下极限携液流量，h_L为液相在水平井筒横截面上的高度，D为水平井筒直径，A_G为气相在水平井筒横截面上所占的面积，A_L为液相在水平井筒横截面上所占的面积，ρ_G为气相密度，ρ_L为液相密度，θ为水平井筒中心线与水平方向之间的夹角。