[发明专利]一种柱塞在连续油管内的通过尺寸确定方法

说明书

本发明公开了一种柱塞在连续油管内的通过尺寸确定方法，属于油气田开发技术领域；为解决现今连续油管柱塞排水采气工艺柱塞尺寸确定难度较大，计算方法存在局限性等问题；其技术方案是：收集下入的连续油管的基础资料以及井身资料；计算不同井斜角下连续油管发生正弦屈曲时的正弦波长；计算已知柱塞长度时的连续油管的井斜角变化率；根据柱塞长度与井斜角变化率计算柱塞的直径；通过连续油管曲率，计算柱塞长度未知时柱塞的直径与柱塞长度之间的关系；确定连续油管内柱塞的极限尺寸。本发明所需数据较少，操作简单，可推广性强。

技术领域

本发明涉及一种柱塞在连续油管内的通过尺寸确定方法，属于油气田开发技术领域。

背景技术

对处于开发中后期的气藏而言，随着地层压力的衰减，如果不采取适当的排水采气措施，地层产水无法及时排出，将会累积在井筒下端形成积液，造成气井产气量的急剧降低，甚至停产。针对气井积液，有必要采取排采措施排除井筒积液，提高气井产能，连续油管技术的发展趋于成熟，已成为一种经济上和技术上可行的工艺方式，但在生产后期，连续油管排水采气技术仍不能完全满足实际生产需求，而基于连续油管的柱塞气举工艺技术能继续延长气井生产寿命，国内已有气田应用该方法，效果较好，由于连续油管在井下会发生弯曲，柱塞尺寸如果不合适则会使得柱塞下入困难，影响工艺实施，因此，工艺实施前计算合适的柱塞尺寸意义重大。

经过广泛调研，目前连续油管塞气举排水采气工艺所用柱塞尺寸的研究极少，文章《柱塞气举工艺设计及举升能力分析》中推导了大斜度井和水平井井筒允许柱塞工具串通过的最大长度计算公式，但对连续油管在套管内发生弯曲的情况并不适用；文章《页岩气水平井柱塞排采工艺研究与应用》以工具串最大直径计算工具串最大长度，虽然也给出了柱塞尺寸，但同样未考虑连续油管在套管内发生弯曲的情况。

总的来说，目前关于连续油管内柱塞极限尺寸确定方法的研究很少且具有较大局限性。因此，迫切需要一种操作性较强，准确程度较高的连续油管内柱塞极限尺寸的确定方法，指导柱塞尺寸的合理选择。

发明内容

本发明的目的是：为解决现今连续油管柱塞排水采气工艺柱塞尺寸确定难度较大，计算方法存在局限性等问题，通过考虑套管内径、油管内径与井斜角等因素，确定实施连续油管柱塞排水采气工艺的柱塞尺寸，计算简便，结果较为准确，适用性强。

为实现上述目的，本发明提供了一种柱塞在连续油管内的通过尺寸确定方法，该方法包括下列步骤：

第一、收集下入的连续油管的基础资料以及井身资料，连续油管的基本资料为连续油管截面形心初始角位移幅值、连续油管初始正弦波长、摩阻系数、连续油管抗弯刚度、单位管柱重量、连油截面形心与井岩轴心的距离、油管内径和套管内径，井身资料为生产井的井斜角；

第二、根据搜集的连续油管的基本资料以及井身资料计算不同井斜角下连续油管发生正弦屈曲时的正弦波长；

第三、计算连续油管内柱塞的极限尺寸；

第四、求得在不同已知条件下，连续油管内柱塞的直径与柱塞长度的匹配关系，从而确定连续油管内柱塞的极限尺寸；

上述的一种柱塞在连续油管内的通过尺寸确定方法，计算不同井斜角下连续油管发生正弦屈曲时的正弦波长，其公式为：

式中A_i为连续油管截面形心初始角位移幅值，弧度；λ_i为连续油管初始正弦波长，单位是m；μ为摩阻系数，无量纲；EI为油管抗弯刚度，单位是N·m²；w为单位管柱重量，单位是N/m；r为连油截面形心与井岩轴心的距离，单位是m；π为圆周率，无量纲数，取3.14；