pipesim气举设计

5、现有生产井优选管柱-气举组合排水采气工艺优化设计5.1按后续开发二期预测方案的管柱直径优化5.5气举排水采气的优化设计5.5.1考虑卸载阀的常规气举设计以某气田X井为例，在其设计基础资料存在变化的条件下，通过参数敏感性分析，对其进行了常规气举设计。X井基础数据见表5-11。表5-11X基础数据（来自2008年8月生产及测试数据）地层压力13.16MPa油压7.55MPa地层温度177.5℃产水量72.3m3/d产气量125.5×104m3/d含水率84.9%气相对密度0.65水相对密度1.02油相对密度30API井深3677.2m油管内径7″套管内径95/8图5.10X井模型2007年底测试井底流压为11.28MPa，按2007年井底流压下降梯度（0.43MPa/年），目前井底流压约11MPa，因此其产液指数为72.3/(13.16-11)=33.47m3/（d.MPa），井筒气液两相流采用Hagedorn-Brown模型计算，应用PIPESIM软件建立X产液气井模型，如图5.10所示。图5.11X压降剖面图5.12X节点系统分析为了检验所建模型的正确性，其井筒压力剖面如图5.11所示。井口油压预测值为7.72MPa，比实际7.55MPa大0.16MPa，误差仅为2.25%。X井节点系统分析如图5.12所示，其协调点产液量为77.18m3/d，比实际产液量72.3m3/d大4.88m3/d，相对误差为6.75%。表明所建X井模型与生产实际情况一致。产水气井产水产气规律较复杂，将产层考虑为只产水不产气，以总气量进行考虑，而注气量则为总气量与产气量之差。油管直径51/2〃（内径124mm）。图5.13X注气压力敏感分析图5.14X井口油压敏感分析（dt=51/2〃油管）图5.13为井口油压为2MPa时地面注气压力敏感分析曲线，每个注气压力对应两条曲线：一条为注气点深度与注气量的关系曲线；另一条曲线为气举特性曲线，随着注气量的增加，产液量先急剧增大后趋于平缓。当注气压力大于等于8MPa后，对气举特性曲线影响极小，即注气点深度接近产层中深，在相同的注气量下，产液量变化极小。考虑地层压力仅13.16MPa，为了获得较低的井底流压，注气点应尽可能靠近产层，因此注气压力设为8MPa，注气点深3300m，后面均以此注气点深度进行分析。图5.14为51/2〃油管井口油压敏感分析曲线。在相同的总气量下，随着井口油压的增大，产液量降低，降低幅度趋缓，即总气量为6×104m3/d时，井口油压为5MPa时产液量仅60m3/d，而当井口油压降至1MPa时，产液量增至184m3/d。因此在产水气井后期，适当降低井口油压对排水是有利的。设计油压选为2MPa。图5.15X井口油压敏感分析（dt=5油管）图5.15为5〃油管井口油压敏感分析曲线，与图5.14可得不同注气量条件产液量随井口油压的关系。同样在相同的总气量下，随着井口油压的增大，产液量降低。井口油压相对于油管尺寸而言对产液量影响要大得多，且随着总注气量的增加，其下降幅度越大。图5.16为5〃和51/2〃油管在不同注气量下的产液量随井口油压的变化关系。从对比曲线看，在相同的注气量下，两种规格油管的产液量与井口油压差异不大。但在注气量较低时，5〃油管产液量稍大；注气量较高时，51/2〃油管产液量稍大。0501001502002500123456注气压力,MPa产液量,m3/dqg=0.5,dt=5inqg=1,dt=5inqg=2,dt=5inqg=3,dt=5inqg=4,dt=5inqg=5,dt=5inqg=10,dt=5inqg=0.5,dt=51/2inqg=1,dt=51/2inqg=2,dt=51/2inqg=3,dt=51/2inqg=4,dt=51/2inqg=5,dt=51/2inqg=10,dt=51/2in图5.16X不同注气量、油管尺寸条件下产液量与井口油压关系图5.17油管尺寸敏感分析（pwh=2MPa）图5.17、5.18、5.19分别为井口压力为2、3、5MPa采用5〃和51/2〃油管的气举特性曲线，累加得图5.20。在相同总气量条件下，51/2〃油管产液量略比5〃油管高，但绝对值较小，最大产液量差小于10m3/d。但注气压力的降低对产液量增加较敏感。图5.18油管尺寸敏感分析（pwh=3MPa）图5.19油管尺寸敏感分析（pwh=5MPa）图5.20不同注气压力和油管尺寸条件下气举特性曲线对比图5.21为含水率敏感分析曲线。在相同总气量条件下，随着含水率的增加，产液量有所降低，但降低幅度较小，即含水率对气举特性影响较小。图5.21含水率敏感分析图5.22为产液指数敏感分析曲线。在相同总气量条件下，随着产液指数的增加，产液量增大，当产液指数为50m3/(d.MPa)，总气量为6×104m3/d时产液量为190m3/d。图5.22产液指数敏感分析图5.23为地层压力敏感分析曲线。在相同总气量条件下，随着地层压力的降低，产液量降低，当地层压力为8MPa，总气量为6×104m3/d时产液量56m3/d。在地层压力较低时，为提高产液量，应适当提高注气量。图5.23地层压力敏感分析图5.24为按压井液位置在井口设计的阀分布，对应的设计结果见表5-12。图5.25为按压井液位置不在井口设计的阀分布，对应的设计结果见表5-13。图5.24阀分布（压井液位置在井口）表5-12阀分布及参数（压井液在井口）序号垂深m阀径inchesPtro(@60F)(MPag)阀温(F)地面关闭压力MPag地面打开压力MPagpdomeMPagpprodMPag卸载量STB/d总气量104m3/d阀最大过气量104m3/d11336.71/85.63217.938.018.653.860.8821790.51/85.683217.837.898.794.590.89432188.71/85.753217.727.788.895.250.89842530.91/85.743277.67.658.935.830.88652821.51/85.703367.527.568.996.342540.7480.85963064.91/45.933457.47.538.986.777692.353.29732663/86.443507.37.558.977.148525.016.98图5.25阀分布（压井液位置不在井口）表5-13阀分布及参数（压井液不在井口）序号测深m阀径inchesPtro(@60F)(MPag)阀温(F)地面关闭压力MPag地面打开压力MPagpdomeMPagpprodMPag卸载量STB/d总气量104m3/d阀最大过气量104m3/d12233.11/85.933217.948.019.165.320.92122591.71/85.923307.847.899.255.940.91832902.63/1663407.747.839.36.484441.112.0143164.15/166.383487.637.859.326.959753.435.35533003/86.653527.537.89.287.378865.017.19由于需要开展气举助排时的地层产能（井底压力、产气量、产液量）难以准确界定，因此在气举主要生产参数敏感性分析基础上，通过以上设计计算可以得出以下基本认识：①井口油压相对于油管尺寸而言对产液量影响要大得多，因此当地层大量出水后为提高排液效果，应适当降低井口油压；②在相同总气量条件下，51/2〃油管产液量略比5〃油管高，但绝对值较小，最大产液量差小于10m3/d。但注气压力的降低对产液量增加较敏感。③在相同总气量条件下，随着含水率的增加，产液量有所降低，但降低幅度较小，即含水率对气举特性影响较小。④在地层压力较低时，为提高产液量，应适当提高注气量。⑤压井液位置决定了气举阀个数及安装位置，但对工作阀位置、参数的影响较小。