第３９卷第３期 ２０１１年５月 石 油 钻 探 技 术 Ｖ０ｌ＿３９ ＮＯ．３ Ｍａｖ．２０１１ ＰＥＴＲＯＩ ＥＵＭ ＤＲＩＩ Ｉ ＩＮＧ ＴＥＣＨＮＩＱＵＥＳ ．．油气开采 ｄｏｉ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１００１—０８９０．２０１１．０３．０１６ 气井开井瞬间井筒积液液面变化规律研究 吴柏志 ，袁世昌。，田相雷。，吴 婷。，曲占庆。 （１．中国石油大学（北京）石油工程学院，北京１０２２４９；２．大庆油田建设集团有限责任公司分公司，库尔勒８４１０００ ３．中国石油大学（华东）石油工程学院，山东青岛 ２６６５５５） 摘要：井筒积液是产水气井不可避免的现实问题，深入了解其开井生产过程中液面的变化规律，对选择合理 的排水采气工艺是非常必要的。在前人理论研究的基础上，主要对产水气井开井后液面的变化规律进行了研究， 得出了开井瞬间井筒液面距井口高度随开井时间的变化关系，采用油田现场数据对该变化关系进行了计算验证。 计算发现，该变化关系能够比较真实地反映现场生产实际情况，在该前提下对影响气井开井瞬间井筒液面变化的 各因素（操作因素、气藏因素和流体因素等）分别进行了敏感性分析，为含水气井在实际生产中制定合理的工作制 度提供了理论依据，对现场应用具有一定的指导作用。 关键词：气井井筒积液配产井口压力地层压力地层温度 中图分类号：ＴＥ３７３ 文献标识码：Ａ 文章编号：ｉ００１—０８９０（２０１１）０３—００８６－０６ Ｓｔｕｄｙ ｏｎ Ｖａｒｉａｔｉｏｎ ｏｆ Ｆｌｕｉｄ Ｌｅｖｅｌ ｉｎ Ｇａｓ Ｗｅｌｌ Ｏｐｅｎｉｎｇ Ｗｕ Ｂｏｚｈｉ ，Ｙｕａｎ Ｓｈｉｃｈａｎｇ ，Ｔｉａｎ Ｘｉａｎｇｌｅｉ。，Ｗｕ Ｔｉｎｇ。，Ｑｕ Ｚｈａｎｑｉｎｇ。 （１．Ｃｏｌｌｅｇｅ ｏｆ Ｐｅｔｒｏｌｅｕｍ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｃｈｉｎａ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ Ｐｅｔｒｏｌｅｕｍ（Ｂｅｉｊｉｎｇ），Ｂｅｉｊｉｎｇ，１０２２４９，Ｃｈｉ— ｎａ；２．Ｘｉｎｊｉａｎｇ Ｂｒａｎｃｈ ｏｆ Ｄａｑｉｎｇ Ｏｉｌｆｉｅｌｄ Ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ Ｇｒｏｕｐ Ｃｏ．Ｌｔｄ．，Ｋｕｅｒｌｅ，Ｘｉｎｊｉａｎｇ，８４１０００， Ｃｈｉｎａ；３．Ｃｏｌｌｅｇｅ ｏｆ Ｐｅｔｒｏｌｅｕｍ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｃｈｉｎａ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ ｏｆ Ｐｅｔｒｏｌｅｕｍ（Ｈｕａｄｏｎｇ），Ｑｉｎｇｄａｏ， Ｓｈａｎｄｏｎｇ，２６６５５５，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｆｌｕｉｄ ａｃｃｕｍｕｌａｔｉｏｎ ｉｎ ｗｅｌｌｂｏｒｅ ｉｓ ａｎ ｕｎａｖｏｉｄａｂｌｅ ｐｒｏｂｌｅｍ ｆｏｒ ｗａｔｅｒ—ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ ｇａｓ ｗｅｌｌ， ｔｈｅｒｅｆｏｒｅ ｉｔ ｉｓ ｎｅｃｅｓｓａｒｙ ｔｏ ｋｎｏｗ ｆｌｕｉｄ ｌｅｖｅｌ ｃｈａｎｇｅ ｄｕｒｉｎｇ ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ ｉｎ ｏｒｄｅｒ ｔｏ ｓｅｌｅｃｔ ｒｅａｓｏｎａｂｌｅ ｄｒａｉｎａｇｅ ａｎｄ ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ ｔｅｃｈｎｉｑｕｅ ａｃｃｏｒｄｉｎｇｌｙ．Ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ ｓｔｕｄｉｅｄ ｔｈｅ ｆｌｕｉｄ ｌｅｖｅｌ ｃｈａｎｇｅ ａｆｔｅｒ ｏｐｅｎｉｎｇ ｗａｔｅｒ—ｐｒｏｄｕｃ— ｔｉｏｎ ｇａｓ ｗｅｌ１．Ｏｎ ｔｈｅ ｂａｓｉｓ ｏｆ ｅｘｉｓｔｉｎｇ ｔｈｅｏｒｉｅｓ，ｔｈｅ ｒｅｌａｔｉｏｎｓｈｉｐ ｂｅｔｗｅｅｎ ｆｌｕｉｄ ｌｅｖｅｌ ａｎｄ ｔｉｍｅ ｄｕｒｉｎｇ ｏｐｅｎｉｎｇ ｗａｓ ｏｂｔａｉｎｅｄ ａｎｄ ｖｅｒｉｆｉｅｄ ｂｙ ｆｉｅｌｄ ｄａｔａ．Ｃａｌｃｕｌａｔｉｎｇ ｒｅｓｕｌｔｓ ｓｈｏｗ ｔｈａｔ ｉｔ ｒｅｆｌｅｃｔｓ ｔｈｅ ａｃｔｕａｌ ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ ｃｏｎｄｉ— ｔｉｏｎ．Ｔｈｅ ｉｍｐａｃｔｓ ｏｆ ｏｐｅｒａｔｉｏｎ ｃｏｎｄｉｔｉｏｎ，ｇａｓ ｒｅｓｅｒｖｏｉｒ ｃｏｎｄｉｔｉｏｎ ａｎｄ ｆｌｕｉｄ ｃｏｎｄｉｔｉｏｎ ｗｅｒｅ ｃｏｎｄｕｃｔｅｄ．Ａｌｌ ｔｈｅｓｅ ｐｒｏｖｉｄｅ ｔｈｅｏｒｅｔｉｃａｌ ｂａｓｉｓ ｆｏｒ ａ ｒｅａｓｏｎａｂｌｅ ｗｏｒｋｉｎｇ ｓｙｓｔｅｍ ｆｏｒ ｗａｔｅｒ——ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ ｇａｓ ｗｅｌｌ ｉｎ ａｃｔｕａｌ ｐｒｏ—— ｄｕｃｔｉｏｎ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ｇａｓ ｗｅｌｌ；ｌｉｑｕｉｄ ａｃｃｕｍｕｌａｔｉｏｎ ｉｎ ｔｈｅ ｗｅｌｌｂｏｒｅ；ｐｒｏｒａｔｉｏｎ ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ；ｗｅｌｌｈｅａｄ ｐｒｅｓｓｕｒｅ；ｆｏｒ— ｍａｔｉｏｎ ｐｒｅｓｓｕｒｅ；ｔｕｂｉｎｇ；ｆｏｒｍａｔｉｏｎ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ 在产水气井生产过程中，如果井筒内气体的流 速低于临界流速，就会导致产出水在井底形成积液， 降至最低、液面变化尽量减慢。现场通常采用控制 井口压力（或产量）的方法使气体流速高于临界流 收稿日期：２０１Ｏ一０９—０７；改回日期：２０ｌｌ１一Ｏ３—２５。 致使气相渗透率降低，气层受到伤害，产量递减期提 前，对气藏形成一定回压；另外，由于在产层和管柱 内形成多相态的复杂流动，压损增大，从而导致单井 作者简介：吴柏志（１９７Ｏ），男，吉林扶余人，ｌ９９３年毕业于大 庆石油学院采油工程专业，中国石油大学（北京）在站博士后，教授级 高级工程师，主要从事油气田开发工程方面的研究工作。 联系方式：ｌ５９０５４６５９６６，ｗｕｂｏｚｈｉ＠ｙａｈｏｏ．ｃｏｒｎ．ｃｎ。 产量迅速递减，气井自喷能力减弱＿１ ］。在开井过程 中希望尽可能多地排出井筒内的积液，使液面尽量 第３９卷第３期 吴柏志等．气井开井瞬间井筒积液液面变化规律研究 速，将井底产出的水尽量全部携至井口，以减少井底 积液。但对于一口产水气井来说，其储性参数和物 性参数难以人为改变，因此了解各个参数对井筒积 液液面的影响对于选取合理的工艺是非常有必要 的。在只追求减少积液这一项指标的情况下，应选 择较低配产、较小尺寸和较高的井口压力，但在 气井实际生产过程中，还要综合考虑其他指标，如产 量、稳产时间、采收率和经济指标等＿２］。为此，研究 气井开井瞬间井筒内积液的变化规律，以及分析影 响产量的因素，对现场制定合理的工作制度具有一 定的指导作用。 １ 开井井筒液面变化规律 定义产水气井开井前套压为Ｐ 井内积液距井 口的距离为Ｈ 。假定该井开井速度很慢，开井△ （ｄｔ）后，井内积液距井口距离为Ｈ ，液面上升或下 降ＡＨ（ｄＨ），此时井口流压为Ｐ…，地下水产量为 Ｑ ，地面产水量Ｑ ，积液平均密度为Ｄ。，携液气流 平均密度为ｌＤ ，积液上表面压力为Ｐ 。开井前后 井筒分布如图１所示。由图１可知，在ｄ 时间内： 地层产出液体体积一地面生产液体积一井筒中积液 增量ｌ３ ；其数学表达式为：（Ｑ 一ＢＩＱ ）ｄｔ—ＡｄＨ。 由于该式中Ｂ。基本不变，令Ｂ。一１，代人可得： （Ｑ 一Ｑｄ）ｄｔ—ＡｄＨ （１） 【ａ）刚开井时的井简情况 （ｂ）开井ｄｔ后的井简情况 图１ 开井前后井筒分布示意 Ｆｉｇ．１ Ｗｅｌｌｂｏｒｅ ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ ｂｅｆｏｒｅ ａｎｄ ａｆｔｅｒ ｗｅｌｌ ｏｐｅｎｉｎｇ 由达西定律可知： Ｑｄ一 （ 一Ｐ ｆ） （２） 开井前： Ｐ 一Ｐ ＋Ｄｌｇ（Ｌ—Ｈ１）＝＝＝Ｐ ｅ ＋ＤＩｇ（Ｌ—ＨＩ） （３） 其中：ｓ＝＝＝ 盟。 根据垂直井筒气体流动能量方程： ｄｐｚｇ￣ｕｍｍ￣ｆｍＰｍ／２ｄ （４） 一——一Ｔ１＿Ｐｍ甜 因为开井速度很慢，所以可认为 ｄ／Ａｍ—ｌ，则式 （４）可简化为： ｄ 印 ＋ ｄＨ １一Ｐ（５） Ｕ ｍ对式（５）在Ｌｐ ，Ｐ 、Ｌｏ，Ｈ２ 区ｆ司内积分，司 得： ｓ—Ｉ一『 ｇ］＝ Ｊ￣ｍ ￣ｆｍ ／ＯｍＵｍ２］ Ｈ２＋ ㈦ 因此，有： Ｐｗｆ—Ｐ ＋ＤＩｇ（Ｌ—Ｈ２） 一ｆ ｆｍＰｍＵ￣］ ＋ ＋。。ｇ Ｌ—Ｈ 将式（２）、（３）、（７）代人式（１），并整理Ｎ－： 矗 ㈦ 其中： ｋ 一［Ｑ 一Ｊ （ ｅ 一ＤｌｇＨ 一Ｐ ）］／Ａ（９） ｆｍＰｍｕａｍ￣一 ｗＤｉｇ１． … ．． １／Ａ 。∞ 对式（８）两端在Ｅｏ， ］、［Ｈ ，Ｈ ］区间内积分，可得： Ｈ 一（ ｋｌ＋Ｈ ｅｋ２ｔ一 ｋｌ （１１） 式（１）～（１１）中：Ａ为环空截面积，ｍ ；Ｊ 为产液指 数，ｌＯ ｒｎ。／（ｓ・Ｐａ）；ｆ 为混合摩擦系数，无因次； Ｄ 为井筒条件下液体的平均密度，ｋｇ／ｍ。；Ｈ 为油 ２ 实例应用 选取某油田现场一口气井的数据，根据式（１１） 及气体携液的最小流速公式式（１２）和相应最小携液 产量公式式（１３）进行数值模拟计算［５］。其中，产水 气井生产参数：井深３ ０３９ ｍ；含水率０．４；地层压力 ５ ＭＰａ；恒温层温度１６℃；开井前套压２０ ＭＰａ；产 出水的相对密度１；内径０．１２４ ｍ；产出油的相对 密度０．８７；配产量１９×１０ ｍ。／ｄ；产出气的相对密度 ０．７；开井后油压１３ ＭＰａ；预测产液量９８．７ ｔ／ｄ；井底 石 油 钻 探 技 术 温度９Ｏ℃，产能预测数据见表１。 “ｇ一“＝２．５ （１２） ２．５ Ｘ （１３） 式中：ｑ …为气流携带液滴所需的最小流量或卸载 流量，１０ ｍ。／ｄ；Ａ为截面积，ｍ ；Ｐ为井底流 压，ＭＰａ；Ｔ为井底温度，℃；Ｚ为井底流压及温度下 的气体压缩系数，无因次。 表１产能测试数据 Ｔａｂｌｅ １ Ｄｅｌｉｖｅｒａｂｉｌｊｔｙ ｔｅｓｔ ｄａｔａ 数值计算所得结果为：井底流压２１．６７ ＭＰａ，产 液指数１１．２６×１０ ｍ。／（Ｓ・Ｐａ），开井前积液距井 口高度２ ９９１．０６ ｍ，平均压缩因子１．１０５，气液界面 张力０．０１５ ２ Ｎ／ｍ，携液临界产量１．７３×１０ ｍ。／ｄ， 开井５ Ｓ后积液距井口高度２ ９９１．１３ ｍ。 ３影响因素敏感性分析 针对上述现场实例数据，对影响气井开井瞬间 井筒积液的各个因素（包含操作因素、储层因素、流 体因素等），在不改变其他参数的前提下，改变单一 变量进行数值模拟预测，分析各因素影响井筒积液 的程度，为制定合理的生产制度提供理论依据。 ３．１操作因素 ３．１．１ 配产气量 选择不同配产气量，不改变其他参数，开井时间 均选取１００ Ｓ条件下，积液到井口的高度与产气量 之间的关系曲线如图２所示。从图２不难看出，当 配产量为２０×１０ １Ｔｌ。／ｄ左右时积液量最小，并以该 点为分界点向两侧逐渐增加，但总体来看影响并不 明显。现场采用１９×１０ ｍ。／ｄ与结论相似，符合排 液要求。这是由于当产气量在较小范围时产气量越 大，携液量越大。当产气量大到一定范围时，井筒内 流体的流型势必改变，在井筒内消耗的能量大大增 加。所以对于一口产水气井来说，存在一个最佳的 配产量 。］，在大于临界产气量并满足输气能力的前 提下应最大限度地排出井内积液，降低液面。 ＼皇 键 蛊 口 采 艟 图２不同配产气量下的积液液面变化曲线 Ｆｉｇ．２ Ｆｌｕｉｄ ｌｅｖｅｌ ｃｈａｎｇｅ ｉｎ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｇａｓ ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ ｒａｔｅ ３．１．２ 井口油压 选取不同井口油压，其他参数不变时积液距井 口高度与井口油压的关系曲线如图３所示。从图３ 不难看出，井口油压越大排液速率越快，但影响很 小。在气井生产过程中，当产气量下降时可以适当 降低井口压力以达到稳定产量的目的，但会相应地 引起井筒压降及地层压差的增大，加大地层的承受 能力并导致气井的产水量过大而使气井不能正常带 液生产。因而，必须根据单井的实际情况选择一个 合理的井口压力。 吕 ＼ 越 挺 口 嫩 甚 链 图３不同油压下的积液液面变化曲线 Ｆｉｇ．３ Ｆｌｕｉｄ ｌｅｖｅｌ ｃｈａｎｇｅ ｕｎｄｅｒ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｏｉｌ ｐｒｅｓｓｕｒｅ ３．１．３ 尺寸 选取不同的内径，研究尺寸对积液液 面的影响，结果如图４所示。从图４可以看出， 内径越大积液液面距井口的高度越小。在不同 内径条件下，分别选取开井时间为１００，３００，５００和 １ ０００ Ｓ，计算积液距井口高度，绘制不同尺寸下 积液液面随时间的变化曲线，见图５。从图５可以 看出，所选内径越小，液面稳定所需时间越短， 并且直径越小携液临界产气量越小。但内 径越小，产气量就会越小，可能会使产气量达不到要 ｇ＼越惺ｎ采鲤 ｇ＼ 怔口｛｝越埏 第３９卷第３期 吴柏志等．气井开井瞬间井筒积液液面变化规律研究 ・８９・ 求。此外，对于有凝析液产生的气井来说，内径 越大，凝析液现象越严重。因此，必须根据实际情况 确定尺寸。 ２ ９９６ ００ ２ ９９５ ００ ２ ９９４ ００ ２ ９９３ ００ ２ ９９２ ００ ２ ９９ｌ ＯＯ 内径／ｍ 图４不同尺寸下的积液液面变化曲线 Ｆｉｇ．４ Ｆｌｕｉｄ ｌｅｖｅｌ ｃｈａｎｇｅ ｕｎｄｅｒ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｔｕｂｉｎｇ ｓｉｚｅ ２ ９９７ ００ ２ ９９６ ００ ２ ９９５ ００ ２ ９９４ ００ ２ ９９３ ００ ２ ９９２ ００ ２ ９９ｌ Ｏ０ ２ ９９０ Ｏ０ 开井时间／ｓ 图５不同尺寸下积液液面随时间的变化曲线 Ｆｉｇ．５ Ｆｌｕｉｄ ｌｅｖｅｌ ｃｈａｎｇｅ ｗｉｔｈ ｔｉｍｅ ｕｎｄｅｒ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｔｕｂ・ ｉｎｇ ｓｉｚｅ ３．２储层参数 ３．２．１ 地层产水状况 对于产水气井来说，地层出水状况是一个极为 重要的指标。地层水产出能力对液面的影响体现在 产液指数上。在改变产液指数而不改变其他参数条 件下，积液距井口高度随产液指数变化的曲线如图 ６所示。由图６可知，产液指数越大，液面变化越明 显。不同产液指数下液面随时间的变化曲线如图７ （产液指数 的单位是１０ ｍ。／（Ｓ・Ｐａ））所示。从 图７可以看出，产液指数越大，液面达到平衡所需的 时间越短，液面变化高度差越小。 ３．２．２ 地层压力 地层压力不同，开井前液面高度也不同，因此开 井前后都要比较液面。不同地层压力下开井前后液 面距井口的高度计算结果见表２，不同地层压力下 ２ ９９２．６０ ２ ９９２．４０ ＼ｇ 越 ２ ９９２ ２０ ．窿 口 鞭 ２ ９９２ ００ 疆 燃 ２ ９９１ ８０ ２ ９９１ ６Ｏ ２ ９９１ ４０ 产液指数／１０ ｍ３．（ｓ Ｐａ） 图６不同产液指数下的积液液面变化曲线 Ｆｉｇ．６ Ｆｌｕｉｄ ｌｅｖｅｌ ｃｈａｎｇｅ ｕｎｄｅｒ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ ｆｌｕｉｄ ｉｎｄｅｘ ３ ００２．００ ３ ０００ ＯＯ 赵２ ９９８ ００ 惶 呈２ ９９６ ００ 曩２ ９９４ ００ 楼 ２ ９９２ ００ ２ ９９０ ００ 开井时间／ 图７不同产液指数下积液液面随时间的变化曲线 Ｆｉｇ．７ Ｆｌｕｉｄ ｌｅｖｅｌ ｃｈａｎｇｅ ｗｉｔｈ ｔｉｍｅ ｕｎｄｅｒ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｐｒｏ— ｄｕｃｔｉｏｎ ｆｌｕｉｄ ｉｎｄｅｘ 井筒积液液面随时间的变化规律曲线如图８所示。 表２不同地层压力下液面的变化情况 Ｔａｂｌｅ ２ Ｆｌｕｉｄ ｌｅｖｅｌ ｃｈａｎｇｅ ｕｎｄｅｒ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｆｏｒｍａｔｉｏｎ ｐｒｅｓｓｕｒｅ ３ ５００ ＯＯ ３ ０００ ００ ２ ５００ ００ 檀２ ０００ ００ 菖 。。ｏ。 藿１ ０００ ００ ＋地层压力为２３ ＭＰａ ＋地层压力为２５ ＭＰａ ５００ ０Ｏ － ＋地层压力为２８ＭＰａ Ｏ ● ｔ ● ● ●３００ ６００ ９００ １ ２００ 开井时间／ｓ 图８不同地层压力下液面随时间的变化曲线 Ｆｉｇ．８ Ｆｌｕｉｄ ｌｅｖｅｌ ｃｈａｎｇｅ ｗｉｔｈ ｔｉｍｅ ｕｎｄｅｒ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｆｏｒ— ｍａｔｉｏｎ ｐｒｅｓｓｕｒｅ 石 油 钻 探 技 术 从表２可以看出，开井前后积液液面高度差随 着地层压力的增大而变大，但变化不大，影响很小。 从图８可以看出，地层压力越大，开井前静液面距井 口高度越小，但开井前后液面高度差基本相同，由此 可知，地层压力只影响初始液面高度，对开井前后液 面高度变化基本没有影响。 ３．２．３ 地层温度 地层温度不同，会造成压缩系数等指标发生变 化，进而影响液面高度。只改变地层温度条件下的 液面变化规律见表３。 表３不同地层温度条件下的液面变化情况 ｌｈｂｌｅ ３ Ｆｌｕｉｄ ｌｅｖｅｌ ｃｈａｎｇｅ ｕｎｄｅｒ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｆｏｒｍａｔｉｏｎ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ 地层 ℃ 液 从表３可以看出：地层温度越高，开井前后静液 面距井口的高度均越小；且地层温度越高，开井过程 中液面高度的变化越明显。因此，对于井底温度较 高的产水气井，更应该注意开井过程中液面变化对 生产的影响。 ３．３流体物性 ３．３．１ 天然气组分 天然气的主要成分为甲烷和少量乙烷、丙烷、丁 烷等烃类气体，并可能含有氮气、硫化氢、水蒸气等非 烃类气体。天然气中，各组分密度不同，其平均相对 分子质量也不同，因而天然气相对密度也不同。不同 天然气相对密度下，开井前后液面的变化见表４。 表４不同天然气相对密度条件下的液面变化情况 Ｔａｂｌｅ ４ Ｆｌｕｉｄ ｌｅｖｅｌ ｃｈａｎｇｅ ｕｎｄｅｒ ｒｅｌａｔｉｖｅ ｄｅｎｓｉｔｙ ｏｆ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｎａｔｕｒａｌ ｇａｓ 天 对 距 距液面 密度 井口高度 ／ｍ井口高度 ／ｍ…～… ｍ 从表４可以看出：天然气相对密度越大，其静液 面距井口的高度越大；天然气相对密度越大，液面变 化越小。 ３．３．２ 产液组分 一般来说，地层产液组分、矿化度不同，其相对 密度就不同。在不改变其他因素前提下，不同产液 密度下液面的变化情况见表５。从表５可以看出： 产出液相对密度越大，其静液面距井口的高度越大， 开井前井筒积液越少；产出液相对密度越大，开井前 后液而高度变化越小。不同产出液相对密度条件下 液面随时间的变化曲线如图９所示。从图９可以看 出，产出液相对密度越大，液面达到平衡所需时间 越长。 表５不同产液相对密度条件下的液面变化情况 Ｔａｂｌｅ ５ Ｆｌｕｉｄ ｌｅｖｅｌ ｃｈａｎｇｅ ｕｎｄｅｒ ｒｅｌａｔｉｖｅ ｄｅｎｓｉｔｙ ｏｆ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｐｒｏｄｕｃｅｄ ｆｌｕｉｄ ０Ｏ１ ０Ｏ ０００，００ ９９９ ００ 署 ９９８ ００ 谴 ９９７．００ 口 ９９６．００ 散 ９９５ ００ 鹫 ９９４ ００ 燃 ９９３ ００ ９９２ ００ ９９ｌ ０Ｏ ９９０ ００ 图９不同产出液相对密度下液面随时间的变化曲线 Ｆｉｇ．９ Ｆｌｕｉｄ ｌｅｖｅｌ ｃｈａｎｇｅ ｗｉｔｈ ｔｉｍｅ ｕｎｄｅｒ ｒｅｌａｔｉｖｅ ｄｅｎｓｉ‘ ｔｙ ｏｆ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｐｒｏｄｕｃｅｄ ｆｌｕｉｄ ３．４其他相关参数 对于其他储层参数，如气藏厚度、气藏半径等， 由于在推导计算公式过程中为简化起见将气藏简化 成了一个无限大平面［８］，因此无法采用文中的方法 进行计算分析。但通过改进的Ｄｏｕｓｉ模型分析可 知，在井底压差相同的条件下，井底的平均产油 （气）量和平均产水量是不变的，只是阻力系数发 第３９卷第３期 吴柏志等．气井开井瞬间井筒积液液面变化规律研究 生了较小的变化，因此在井底压差稳定的条件下， 气藏厚度、气藏半径对液面的影响是很小的。其 参 考 文 献 ［１］Ｇｏｌｌ Ｆ Ｖ，Ｃｕｒｒｉｅ Ｐ Ｋ．Ａｎ ｉｍｐｒｏｖｅｄ ｍｏｄｅｌ ｆｏｒ ｔｈｅ ｌｉｑｕｉｄ—ｌｏａｄｉｎｇ ｐｒｏｃｅｓｓ ｉｎ ｇａｓ ｗｅｌｌｓＥＲ］．ＳＰＥ １０６６９９，２００７． 他流体性质，例如气液在井筒中流动时的黏度、天 然气的压缩因子等，这些参数都可以通过其他一 些基本参数（如井底压力、井深、天然气相对密度 ［２］Ｇｕｏ Ｂ，Ｇｈａｌａｍｂｏｒ Ａ，Ｘｕ Ｃ．Ａ ｓｙｓｔｅｍａｔｉｃ ａｐｐｒｏａｃｈ ｔｏ ｐｒｅｄｉｃ— ｔｉｎｇ ｌｉｑｕｉｄ ｌｏａｄｉｎｇ ｉｎ ｇａｓ ｗｅｌｌｓｌ，Ｒ］．ＳＰＥ ９４０８１，２００５． ［３３ 唐人选．抽油井开关井后液面变化规律［Ｊ］．断块油气田，２００２， ９（５）：５３－５６． 等）推导出来。因此，在分析这些影响因素对液面 变化的敏感性时，可通过分析基本参数的敏感性 得出，在此不作详述。 Ｔａｎｇ Ｒｅｎｘｕａｎ．Ｆｌｕｉｄ ｃｈａｎｇｅ ｒｕｌｅ ａｆｔｅｒ ｗｅｌｌ—ｏｐｅｎｉｎｇ ｔｏ ｐｒｏｄｕｃｅ ａｎｄ ｏｉｌ ｗｅｌｌ ｓｈｕｔｔｉｎｇ—ｉｎ ｉｎ ｐｕｍｐｉｎｇ ｗｅｌｌｌ，Ｊ］．Ｆａｕｌｔ—Ｂｌｏｃｋ Ｏｉｌ＆ ４结论与建议 １）在操作因素方面，配产气量和井口油压对积 Ｇａｓ Ｆｉｅｌｄ，２００２，９（５）：５３－５６． ［４］林加恩，梁继德，张奇斌，等．一种新的井筒积液气井试井分析 方法［Ｊ］．天然气工业，２００６，２６（１２）：１１８－１２０． Ｉ ｉｎ Ｊｉａｅｎ，Ｌｉａｎｇ Ｊｉｄｅ，Ｚｈａｎｇ Ｑｉｂｉｎ，ｅｔ ａ１．Ａ ｎｅｗ ｗｅｌｌ ｔｅｓｔ ａｎａｌｙ 液变化影响很小，尺寸对积液变化影响很大，所 选尺寸越大液面达到平衡所需时间越长，液面 变化越大。 ２）在储层参数方面，地层压力和地层温度对开 ｓｉｓ ｔｅｃｈｎｉｑｕｅ ｆｏｒ ｇａｓ ｗｅｌｌｓ ｗｉｔｈ ｌｉｑｕｉｄ ｙｉｅｌｄ ｅｆｆｅｃｔｓ［Ｊ］．Ｎａｔｕｒａｌ Ｇａｓ Ｉｎｄｕｓｔｒｙ，２００６，２６（１２）：１１８—１２０． ［５３魏纳，盂英峰，李悦钦，等．井筒连续携液规律研究［Ｊ］．钻采工 艺，２００８，３１（６）：８８—９Ｏ． Ｗｅｉ Ｎａ，Ｍｅｎｇ Ｙｉｎｇｆｅｎｇ，Ｌｉ Ｙｕｅｑｉｎ，ｅｔ ａ１．Ｒｅｓｅａｒｃｈ ｏｎ ｌｉｑｕｉｄｓ 井前后积液液面高度差的影响较小，但对初始液面 高度影响较大，地层压力越大、地层温度越高，则初 始液面距井口高度越大。地层产水指数对积液液面 变化影响较大，地层产水指数越大，积液液面达到平 衡所需时间越短，液面变化越小。 ｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓ ｒｅｍｏｖａｌ ｌａｗｓ ｉｎ ｇａｓ ｗｅｌｌ［Ｊ］．Ｄｒｉｌｌｉｎｇ ８Ｌ Ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，２００８，３１（６）：８８—９Ｏ． ［６］狄敏燕，陈超峰，王东林，等．气井筒积液分析及排水工艺研究 ［Ｊ］．石油钻探技术，２ｏ１ｏ，３８（６）：１０９—１１２． Ｄｉ Ｍｉｎｙａｎ，Ｃｈｅｎ Ｃｈａｏｆｅｎｇ，Ｗａｎｇ Ｄｏｎｇｌｉｎ，ｅｔ ａ１．Ａｎａｌｙｓｉｓ ｏｆ ｗｅｌｌｂｏｒｅ ｆｌｕｉｌｄ ａｃｃｕｍｕｌａｔｉｏｎ ａｎｄ ｗａｔｅｒ ｄｒａｉｎａｇｅ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ３）在流体物性方面，天然气组分对开井前后积 液液面高度差的影响很小，但对初始液面高度影响 相对较大，天然气相对密度越大，初始液面距井口高 度越大。产出液相对密度越大，积液液面达到平衡 ［Ｊ］．Ｐｅｔｒｏｌｅｕｍ Ｄｒｉｌｌｉｎｇ Ｔｅｃｈｎｉｑｕｅｓ，２０１０，３８（６）：１０９－１１２． ［７］狄敏燕，顾春元，段志刚．一种确定气井合理产量的新方法［Ｊ］． 石油钻探技术，２００７，３５（５）：１０４—１０７． Ｄｉ Ｍｉｎｙａｎ，Ｇｕ Ｃｈｕｎｙｕａｎ，Ｄｕａｎ Ｚｈｉｇａｎｇ．Ａ ｎｅｗ ｍｅｔｈｏｄ ｔｏ ｄｅ— 所需时间越长，液面高度变化越大。 ４）在实际生产中，一般希望井底积液越少越 好，即积液距井口高度越大越好，积液液面达到平衡 所需时间不能过短以防止液面变化过快造成瞬间压 井。由于尺寸、产液指数、产液密度对液面变化 影响较大，因此在生产中要着重考虑。 乖 乖 乖出 乖 乖出乖出尔 乖 霹 乖 希 乖 希 尔 采 乖 ｔｅｒｍｉｎｅ ｇａｓ ｗｅｌｌ ｒａｔｅ［Ｊ］．Ｐｅｔｒｏｌｅｕｍ Ｄｒｉｌｌｉｎｇ Ｔｅｃｈｎｉｑｕｅｓ，２００７， ３５（５）：１０４—１０７． ［８］ 田冷，何顺利，李秀生．低渗透气田砂岩储层应力敏感试井模型 研究［Ｊ］．石油钻探技术，２００７，３５（６）：８９—９２． Ｔｉａｎ Ｌｅｎｇ，Ｈｅ Ｓｈｕｎｌｉ，ｇｉ Ｘｉｕｓｈｅｎｇ．Ｓｔｕｄｙ ｏｆ ｗｅｌｌ ｔｅｓｔ ｏｆ ｓｔｒｅｓｓ—ｓｅｎｓｉｔｉｖｅ ｓａｎｄｓｔｏｎｅ ｉｎ ｌｏｗ ｐｅｒｍｅａｂｉｌｉｔｙ ｇａｓ ｒｅｓｅｒｖｏｉｒ Ｉ－Ｊ］．Ｐｅｔｒｏｌｅｕｍ Ｄｒｉｌｌｉｎｇ Ｔｅｃｈｎｉｑｕｅｓ，２００７，３５（６）：８９—９２． 乖 出 奈 出 井下节流器解决气井冻堵和井筒积液问题 天然气井高油气比井的冻堵和井筒积液问题，一直是影响油气井生产的老问题。传统的处理方法是采 用水套加热炉和注醇防冻系统。但是，传统的处理方法不但增加了地面流程的建设费用，而且还增加了劳动 强度和管理难度。为此，油田研制开发了井下节流器及其打捞工具。 井下节流器是将地面起节流作用的气嘴放在井下，利用井下的高温，提高天然气降压节流后的出口温 度，降低了井口油压，破坏了水合物的生成条件。同时自喷管内气体流速增大，提高了气井的携液能力，使气 井保持稳定生产，有效延长自喷期。新投产气井不安装水套加热炉和注醇防冻系统，既简化了地面流程、加 快了投产速度、提高了气井生产的安全性，又减小了能源消耗。 应用井下节流器不但能解决气井由于水合物形成冻堵管线和井筒积液的问题，而且环保，经济效益良 好。油田已应用了３００井次，节约费用数亿元，投人产出比达１：２０。
