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摘要:井筒的压力控制,是计算稠油油藏适度出砂的关键。通常由于稠油中含气比较低,忽略了稠油混砂液中的气体对井筒出砂和压力的影响。那溶解气的析出对井筒压力降的影响到底有多大,是否可以忽略,是一个值得关心的问题。本文通过研究油砂混合液在流动过程中的流态,从流动过程机理分析入手,将气、油、砂三相流动考虑为气、液和油、砂的两相流动,基于压力与溶解气油比、粘度、原油体积系数等参数的关系,对井筒中气、油、砂三相流动机理进行了分析,并对不同溶解气油比情况下井筒压力梯度进行了计算。结果表明,虽然稠油溶解气产量很少,但其对稠油混砂液流动的影响会随着压力降低、气油比的增大而逐渐增大,特别是当压力降到饱和压力一半后,会对井筒压力造成很大的影响。
关键词: 稠油;溶解气;井筒压力控制;出砂
前言
井筒中原油属于高压状态,压力对井筒中原油流动影响很大。由于压力对气体影响明显,井筒中的油、砂、气混合物在流动过程中状态发生不断的变化,造成从井筒中不同部位会出现不同的流动形态,对于稠油混砂液由于含气量较少,气体流动形态以泡沫的形态为主,虽然气量少,但是气体对稠油混砂液流动的影响会随着气量的增大而增大,到一定阶段后就不能忽略。
1、油砂混合液在井筒流动过程中物性的变化
原油在井筒中流动时,随着压力的降低,低于饱和压力以后,溶解气便从原油中析出,造成原油的物性发生了变化。将油、气分开考虑,随着气体的析出,溶解在原油中的轻质组分减小,相对的原油重质组分增多,原油的粘度将增加。从液固机理模型考虑,原油粘度的增加,会造成油砂混合液粘度增加,使原油的携砂能力增强,但却会增加井筒流动的压力损耗。4、结果分析
某油田原始地层压力19MPa,原油饱和压力3MPa,地面脱气原油粘度336m·Pas,产油32.75t/d,产砂2m3/d,生产气油比16m3/m3。在压力低于饱和压力后,井筒中出现溶解气。计算的混砂液的临界携砂速度和井筒单位压降随气油比变化情况。可以得出,随着压力的降低,气油比的增大,油砂混合物的粘度增大,携砂的临界流速随之减小。而随着气油比的增大,井筒中溶解气析出体积的百分比增大,增加了气体的举升能力,井筒单位压降损耗因而减小。若考虑溶解气体析出和不考虑气体析出影响单位压降变化,随着压力降低,单位压降导数线逐渐增大,气体对井筒压降的影响也逐渐增大。井筒压降从饱和压力处的0.00085MPa/m,到了压力仅为饱和压力处0.2时的0.0006 MPa/m,如果以960m井深计算,就会造成大约0.3MPa的压力误差。
5、结论
要想准确计算井筒中混砂原油的压力损耗,气、油、砂三相的流型和流态的确定是基础。根据本文的计算得到如下结论及建议:
1)将稠油混砂液考虑成单相,溶解气析出,稠油混砂液粘度减小;但是如果将其考虑成气油两相,则随着溶解气析出,原油粘度会增加;
2)随着气体的析出,实际稠油混砂液中,油的粘度增大,稠油携砂的能力实际上增强了。
3)虽然稠油溶解气产量很少,但其对稠油混砂液流动的影响并不能忽略。随着压力降低、气油比增大,气体对稠油混砂液井筒压降的影响也逐渐增大。明显的,对于欠饱和油藏,气体对井筒的影响,在开采初期可以忽略;而对于过饱和压力的油藏,不像欠饱和油藏可能只是在井筒某些部位开始有溶解气析出,而是开井在地层中就有溶解气的析出,所以,气体对井筒压降的影响就不能忽略了。
参考文献
[1]刘爱萍,邓金根.垂直井筒低黏度液流最小携砂速度研究[J].石油钻采工艺,2007,29(1):31-33
[2]杨肖曦,李松岩.泡沫流体携砂能力的数值模拟[J].中国石油大学学报:自然科学版,2006,30(3):89-92
[3]李颖川.采油工程[M].北京:石油工业出版社,2002
[4]李爱芬,王士虎,王文玲.地层砂粒在液体中的沉降规律研究[J].油气地质与采收率,2001,8(1):70-73.
关键词: 稠油;溶解气;井筒压力控制;出砂
前言
井筒中原油属于高压状态,压力对井筒中原油流动影响很大。由于压力对气体影响明显,井筒中的油、砂、气混合物在流动过程中状态发生不断的变化,造成从井筒中不同部位会出现不同的流动形态,对于稠油混砂液由于含气量较少,气体流动形态以泡沫的形态为主,虽然气量少,但是气体对稠油混砂液流动的影响会随着气量的增大而增大,到一定阶段后就不能忽略。
1、油砂混合液在井筒流动过程中物性的变化
原油在井筒中流动时,随着压力的降低,低于饱和压力以后,溶解气便从原油中析出,造成原油的物性发生了变化。将油、气分开考虑,随着气体的析出,溶解在原油中的轻质组分减小,相对的原油重质组分增多,原油的粘度将增加。从液固机理模型考虑,原油粘度的增加,会造成油砂混合液粘度增加,使原油的携砂能力增强,但却会增加井筒流动的压力损耗。4、结果分析
某油田原始地层压力19MPa,原油饱和压力3MPa,地面脱气原油粘度336m·Pas,产油32.75t/d,产砂2m3/d,生产气油比16m3/m3。在压力低于饱和压力后,井筒中出现溶解气。计算的混砂液的临界携砂速度和井筒单位压降随气油比变化情况。可以得出,随着压力的降低,气油比的增大,油砂混合物的粘度增大,携砂的临界流速随之减小。而随着气油比的增大,井筒中溶解气析出体积的百分比增大,增加了气体的举升能力,井筒单位压降损耗因而减小。若考虑溶解气体析出和不考虑气体析出影响单位压降变化,随着压力降低,单位压降导数线逐渐增大,气体对井筒压降的影响也逐渐增大。井筒压降从饱和压力处的0.00085MPa/m,到了压力仅为饱和压力处0.2时的0.0006 MPa/m,如果以960m井深计算,就会造成大约0.3MPa的压力误差。
5、结论
要想准确计算井筒中混砂原油的压力损耗,气、油、砂三相的流型和流态的确定是基础。根据本文的计算得到如下结论及建议:
1)将稠油混砂液考虑成单相,溶解气析出,稠油混砂液粘度减小;但是如果将其考虑成气油两相,则随着溶解气析出,原油粘度会增加;
2)随着气体的析出,实际稠油混砂液中,油的粘度增大,稠油携砂的能力实际上增强了。
3)虽然稠油溶解气产量很少,但其对稠油混砂液流动的影响并不能忽略。随着压力降低、气油比增大,气体对稠油混砂液井筒压降的影响也逐渐增大。明显的,对于欠饱和油藏,气体对井筒的影响,在开采初期可以忽略;而对于过饱和压力的油藏,不像欠饱和油藏可能只是在井筒某些部位开始有溶解气析出,而是开井在地层中就有溶解气的析出,所以,气体对井筒压降的影响就不能忽略了。
参考文献
[1]刘爱萍,邓金根.垂直井筒低黏度液流最小携砂速度研究[J].石油钻采工艺,2007,29(1):31-33
[2]杨肖曦,李松岩.泡沫流体携砂能力的数值模拟[J].中国石油大学学报:自然科学版,2006,30(3):89-92
[3]李颖川.采油工程[M].北京:石油工业出版社,2002
[4]李爱芬,王士虎,王文玲.地层砂粒在液体中的沉降规律研究[J].油气地质与采收率,2001,8(1):70-73.