水平井井筒流态分析方法
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摘 要：积液分析是产水气井合理选择工作制度，确定排水采气工艺措施的理论基础和有效手段，但由于在水平井中由于垂直管流和水平流动并存，流态复杂，通常的临界携液流量计算、压力梯度测试等方法不完全适合水平井。本文在论述水平井井筒流态的基础上，通过软件预测确定了水平井全井筒井筒流态预测方法，为水平井积液分析提供了很好的借鉴手段。
关键词：气井;临界携液流量;积液分析;计算模型;持液率
吉林油田天然气开发目前以水平井为主，并采用大规模多级压裂改造，压后利用套管直接排液，并根据测试情况确定是否更换生产管柱。为了确定合理的排液测试制度以及更换生产管柱的时机，在充分调研水平井井筒流态基础上，结合直井积液分析方法，尝试利用软件进行生产系统分析，初步摸索出软件分析预测水平井积液状况的方法，现场应用效果较好。
1 水平井井筒流态简介
为了能够最终准确地计算气水两相流的压降，首先需要对两相流的流动型态进行研究。由于气水兩相在流动过程中都会产生形状的改变，因此两相界面也处在不断变化的状态当中，这就使得气水两相流流动型态变得极为复杂。当管道中水相流量不变，气相的流量由小到大，会发生七种流动型态。
①泡状流：此时含气量以及气相流速较低。水相在两相中作为连续相，气相则是以小气泡的形成分散在水相中。这些分散在水相中的小气泡通常是变形的球状或者冒泡状。它们在井筒展中与水一同作等速流动;②弹状流：气体量增多，分散在水体中的小气泡渐渐合并成较大的气团。气团在井筒中与水一起流动;③层状流：随着气体量的增大，气团连成一团。气相和水相间出现明显的光滑界面，上层为气相，下层为水相;④波状流：气体量进一步增多，且流速加快，继而在两相界面上引起波浪;⑤段塞流：气体流速继续增大，导致两相界面间的波浪加剧。波浪的顶部甚至达到管壁的上部。在这个时候，速度较低的波浪阻挡了高速气体的通过，进而被气流吹开并带走一小部分;⑥环状流：气体的量和流速继续提高，要求更大的断面积供其通过。起初，气体将液体的断面压缩成新月形。随着气体流速的继续增大，液体断面进一步变薄，并且沿管壁形成环状截面，此时气体携带着液滴以较高的速度在环状液流的中央通过;⑦雾状流：当气体流速更大时，环状液层被气体吹散，以液雾的形式随高速气流向前流动。
2 水平井井筒流态分析方法
有关气液两相流流型判别方法的研究开展较早，但由于影响气液两相流流型的影响因素很多，要正确预测和判别气液两相流流型比判别气、液单相流流型困难得多。目前在气液两相流的流型判别上已经有多种方法，但大都需要通过流型转变机理研究，找出流型间转化的控制因素，建立相应的数学模型得到机理流型或者称作理论流型。由于需要较高的理论研究做基础，需要与大专院校进行合作研究。
为了解决止前生产实际问题，利用生产系统软件的节点分析功能，初步探索出一种适合水平井井筒流态的分析方法。
该方法的基本思路是：根据根据气井井身结构数据建立气井全井筒模型，之合输入生产相关参数，初选计算模型并根据压力梯度测根据压力梯度测试或生产数据校正软件模型，以合理预测井筒压力温度分布并计算井筒气液两相的分布状态即确定井筒流态，从而合理预测井筒积液状况。
3 现场应用情况
水平井B井完钻井深4557米，本井造斜点井深为3260m;A点：3720m（垂深：3516m）;B点：4557m（垂深：3532.64m）;水平段段长：837m。测试数据见表1。
根据井身结构以及测试数据，利用WELLFLO节点分析软件建立了合井筒模型并结合压力梯度测试数据确定适合的计算模型，最终合理预测井筒直井段为环雾流，水平井井段为段塞流，井筒基本不积液。
利用相同方法对对已投产的水平井进行井筒流态的预测分析，并为气井优选排水采气工艺提供了很好的借鉴。
4 结论认识
①由于水平井水平段流体流动性质的特殊性，常用的垂直管流分析方法仅适用其直井段，不适合水平井段;②利用节点分析软件进行井筒流态分析，可以预测水平井全井段的压力和温度分布以及流体状态分布，适合水平井积液分析;③利用软件根据现场实际情况进行积液分析预测，计算模型的选择存在很大的不确定性，还需要进一步进行实际井例的应用，提高软件预测的准确程度。
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