[发明专利]一种天然气井油套环空流动动态描述方法

说明书

本发明涉及一种天然气井油套环空流动动态描述方法，包括以下步骤：S1、录取井口气液流量、温度、压力数据；S2、由井筒中的液相体积流量参数和气相体积流量参数确定气液混合物的平均流速和无滑脱持液率；S3、根据贝格斯‑布里尔方法进行流型判断；S4、结合动液面位置和井身结构数据，基于贝格斯‑布里尔方法建立环空内的气液两相流压力模型。S5、从井口开始对油套环空依次划分为若干连续段，将测量得到的井口的气液相流量，以及井口温度和井口压力作为初始值，在所述连续段内根据所述压力分布模型迭代计算直至环空任意位置，获取压力沿环空深度的分布情况。本发明可以根据井口各流体产量、压力等参数，确定气井油套环空任意位置的流态、压力分布情况。

技术领域

本发明涉及油气田开采领域，更具体地说，涉及一种天然气井油套环空流动动态描述方法。

背景技术

天然气井生产时，有时采用油套环空生产的方式，由于流动空间形状的不规则，无法通过常规生产测井仪器进行井筒压力温度等参数的录取，为井筒的生产监测带来不便。目前关于气液两相流的管流分析主要用于单一管柱内(套管或油管)，对于油套环空的流体流动动态的研究极少见。基于上述情况，亟需一种天然气井油套环空流动动态描述方法来分析沿油套环空流体压力等的变化特征。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于，提供一种天然气井油套环空流动动态描述方法，可以根据井口各流体产量、压力等参数，确定气井油套环空任意位置的流态、压力分布情况。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：构造一种天然气井油套环空流动动态描述方法，包括以下步骤：

S1、录取井口气液流量、温度、压力数据；

S2、由井筒中的液相体积流量参数和气相体积流量参数确定气液混合物的平均流速和无滑脱持液率；

S3、根据贝格斯-布里尔方法进行流型判断；

S4、结合动液面位置和井身结构数据，基于贝格斯-布里尔方法建立环空内的气液两相流压力模型。

S5、从井口开始对油套环空依次划分为若干连续段，将测量得到的井口的气液相流量，以及井口温度和井口压力作为初始值，在所述连续段内根据所述压力分布模型迭代计算直至环空任意位置，获取压力沿环空深度的分布情况。

上述方案中，根据弗洛德准数和无滑脱持液率应用贝格斯-布里尔方法划分环空中气液两相流的流动形态，其中，

式中，q_l为井筒中的液相体积流量，q_g为井筒中的气相体积流量参数，u_m为两相平均流速，D为环空直径，g为重力加速度。

上述方案中，确定气液两相流的建模参数还包括气液两相流沿油套环空阻力系数λ，其中，环空摩阻系数λ用环空比、偏心率两个参数来描述；

环空比的定义为内部流管的外径比外部套管的内径：

偏心率的定义式如下：

其中，l是油管中心与套管中心的距离；

①油管、套管同心：即e＝0，气井摩阻系数的计算公式：

其中，

②偏心率e≠0：

摩阻系数的计算式：

其中，

式中，R_e为流体雷诺数。

上述方案中，气液两相流压力模型由下式表示：