关井侵入气体运移规律探讨.pdfVIP

长江大学学报 (自科版) 2013年5月号石油中旬刊第1o卷第 14期 JournalofYangtzeUniversity (NatSciEdit) May．2013，Vo1．10No．14 ·65 · 关井侵入气体运移规律探讨 李旭 (中石化华北分公司第一采气厂，河南郑州750000；长江大学石油工程学院，湖北武汉4301oo) 杨 波 (长江大学石油工程学院，湖北武汉4301oo) 到＼晓峰 (东北石油大学石油工程学院，黑龙江大庆163318) [摘要]讨论 了油气井在钻井过程 中发现溢流关井后，侵入气体在井筒 中的运移规律是否遵循气泡带压上 升理论 ，或是带着多大的压力运移到井 口。从液体具有压缩性 出发，讨论 了气体在井筒 中的流型和运移 规律及井底压力，认为气体带压上升过程 中压力和体积是否变化要考虑钻井液温度 因素，并对气侵气体 运移速度进行 了定性讨论。 [关键词]气侵；气泡运移；压缩性；气泡压力 [中图分类号]TE28 [文献标志码]A [文章编号]1673—1409I2013)14—0065一O2 气泡带压上升理论可这样简述 ：假设温度不变，流型为连续气柱，井筒是刚性的。气侵关井后，侵 入气体 由于密度差向上运移，但 由于井筒容积一定，钻井液不可压缩 (非假设条件)，所以气体运移过 程中保持初始井底压力不变，随着气体运移，井底压力将不断增高 ，并有压漏套管鞋处裸露地层 的可 能 ，按照这一理论支撑的压井方法通常称为体积法压井。 1 液体不可压缩的相对性 对于液体的压缩性 (以水为例)，在温度不变的情况下，引 表 1 水 的体积压缩系数 用一组数据来说明液体的压缩性 (见表 1)n ． 压力 ／MPa ／10 Pa 从表 1中可 以看 出，如从压力为 8MPa算起 ，压力每增加 0．529 0．1MPa，水的体积改变量为 0．505×10 ，可见其压缩性很小 ， 0．527 0．521 其他液体也一样 。 0．513 0．505 2 关井前后气体在井筒中运动流型 注 ： 是体积压缩系数， V 在敞 口管道 中的气液两相流动规律大致是从泡状流、弹状流 ， 即压力增加 向环状流过渡 关井后的井筒显然 已不是敞口管道模型 ，这里不 1Pa时体积的相对变化量 。 能允许气体 、液体 自由形变 ，气体运移规律显然 已 不能应用敞口管道 中得 出的气液两相流动规律理论 公式。 笔者对气体流型做定性讨论。气侵关井前 ，由 于地层渗透率不 同，进入井筒的气量也不 同。相 同 时间内，高渗地层的进气量可能会高些 。进气量多 可能在运移过程 中出现弹状流，进气量少则为泡状 流运移 ，所有气侵气体 以连续气柱形式 (见 图 1) 出现是缺乏依据的。 气侵后 ，井筒底部 出现泡状流 (见 图2)，向上 图1 连续气柱模型 图 2 泡状流模型 运移过程中气泡合并 ，可能出现弹状流，该观点 已有 [收稿日期]2013一O1—23 。 [作者简介]李旭光 (1981一)，男，工程师，硕士生。现主要从事石油地质采气工程、地面工程方面的研究工作。 [通讯作者]杨波 (1964一)，男，博士，副教授，现主要从事油气田开发工程方面