和向楠魏 虎赫文昊吕 明王 凯李 涛

(陕西延长石油(集团)有限责任公司研究院,西安 710065)

1 研究背景

气井积液是影响致密气藏气井生产的重要因素,如果井筒内的液体不能被有效排出,将会形成井筒积液,气层回压增大,导致生产压差减小,单井产量降低,限制了气井产能,积液严重时会使气井被完全压死[1]。气井产量大于临界携液流量时,井筒中的液体能够被有效携带出去,因此准确计算气井临界携液流量具有十分重要的意义[2-7]。目前应用最广泛的计算模型是李闽模型[8]和Turner模型[9],李闽认为球形液滴在井筒气流的作用下会存在一个上下压差,进而变成椭球形;Turner针对高气液比气井(大于1 367 m3/m3),建立了液滴模型,模型中液滴为球形。但以上模型没有考虑液滴直径与井筒持液率的变化关系,所以针对不同持液率气井的计算结果偏差较大。该研究在原有研究基础之上,考虑了井筒持液率对液滴直径大小的影响并建立二者之间的关系,从而得到雾状流条件下的新临界携液流量模型。

2 模型建立

2.1 液滴形状

在垂直井筒中,由于液滴前后存在压力差,会导致液滴由球形变为椭球型。当液滴变为椭球型时,其体积保持不变,表面积增大,进而表面自由能会增加,若气相湍流力保持不变,液滴将会聚集成更大液滴。因此,只要保证最大液滴可以被携带出井筒,将不会发生井筒积液。该研究假设在雾状流条件下,液相仅以椭球液滴存在,且液滴直径为最大值,形状如图1所示,h为椭球液滴高度,d为椭球液滴直径。……