迪那2氣田兩級(jí)節(jié)流閥開(kāi)度控制方法研究

迪那2氣田兩級(jí)節(jié)流閥開(kāi)度控制方法研究

迪納2號(hào)冷凝析氣田層壓力系數(shù)為2.06.2.29，層壓為106.22mpa，目前井壓為70.83.6mpa。為達(dá)到進(jìn)站工藝參數(shù)要求,同時(shí)有效防止節(jié)流過(guò)程中水合物生成,井口采用兩級(jí)節(jié)流工藝。兩級(jí)節(jié)流均采用Mokveld的S04系列遠(yuǎn)程可控電動(dòng)節(jié)流閥,一級(jí)節(jié)流后壓力降至30~40MPa,二級(jí)節(jié)流后壓力降至12.1~14.2MPa。迪那2氣田各井采用在集氣站計(jì)量分離器輪換計(jì)量的方式計(jì)量,在沒(méi)有單井流量計(jì)的情況下,在投產(chǎn)和生產(chǎn)過(guò)程中按照配產(chǎn)和產(chǎn)量調(diào)整要求,準(zhǔn)確有效地調(diào)整兩級(jí)節(jié)流閥開(kāi)度,準(zhǔn)確控制產(chǎn)氣量。為此,對(duì)迪那2氣田已投產(chǎn)氣井兩級(jí)節(jié)流閥調(diào)整方法進(jìn)行了研究,以指導(dǎo)產(chǎn)量調(diào)整。通過(guò)油壓與產(chǎn)量的關(guān)系,首先通過(guò)控制井口壓力達(dá)到基本控制產(chǎn)量的目的,然后再根據(jù)相應(yīng)的壓力和產(chǎn)量條件計(jì)算調(diào)節(jié)閥流量系數(shù)Cv值,最后根據(jù)調(diào)節(jié)閥Cv值計(jì)算兩級(jí)調(diào)節(jié)閥的開(kāi)度。1油氣井產(chǎn)能方程的建立在油氣井生產(chǎn)過(guò)程中,常常應(yīng)用產(chǎn)能方程研究井底流壓與產(chǎn)量的關(guān)系,但研究井口壓力(油壓)與產(chǎn)量的關(guān)系也非常有價(jià)值,特別是對(duì)于異常高壓氣井,測(cè)井底壓力困難,安全風(fēng)險(xiǎn)很高,計(jì)算井底壓力的不確定因素很多,準(zhǔn)確性也很難保證。而油壓數(shù)據(jù)非常容易獲得,因此嘗試研究油壓與產(chǎn)量的關(guān)系。統(tǒng)計(jì)發(fā)現(xiàn),以類(lèi)似于井底壓力曲線的方式,井口壓力與產(chǎn)量也可以繪成關(guān)系圖。利用迪那2氣田單井試油數(shù)據(jù),通過(guò)統(tǒng)計(jì)回歸分析發(fā)現(xiàn),油壓與產(chǎn)量存在著很好的線性關(guān)系(圖1),可以把油壓與產(chǎn)量的關(guān)系定義為井口產(chǎn)能方程式中,pti為關(guān)井恢復(fù)油壓(井口靜壓),MPa;ptf為井口流動(dòng)壓力,MPa;A、B為二項(xiàng)式系數(shù);Qm為凝析氣井流物(油氣混合物)產(chǎn)量,m3/d。根據(jù)單井試油數(shù)據(jù)建立各井的井口產(chǎn)能方程,再應(yīng)用井口產(chǎn)能方程計(jì)算出各井油壓與產(chǎn)氣量對(duì)應(yīng)關(guān)系,就可以確定目標(biāo)產(chǎn)量下對(duì)應(yīng)的油壓,這樣兩級(jí)調(diào)節(jié)閥的Cv值計(jì)算基礎(chǔ)參數(shù)壓力和流量就確定了。2計(jì)算主流閥的開(kāi)口2.1不同溫度下的壓力節(jié)流閥流量系數(shù)反映節(jié)流閥對(duì)流體的流通能力。Cv值表示調(diào)節(jié)閥流量系數(shù),其定義是:閥處于全開(kāi)狀態(tài),兩端壓差為1磅/平方英寸條件下,60°F(15.6℃)的清水每分鐘通過(guò)閥的流量數(shù),以加侖/分計(jì)。氣體計(jì)算公式分兩種情況:(1)當(dāng)時(shí),常溫(0~60℃)溫度修正(>60℃)(2)當(dāng)時(shí),常溫(0~60℃)溫度修正(>60℃)式中,Q為最大流量,m3/h(在0.1MPa、15.6℃條件下);Gg為氣體密度;T為流體溫度,℃;p1為進(jìn)口絕對(duì)壓力,kg/cm2;p2為出口絕對(duì)壓力,kg/cm2;p1和p2為最大流量時(shí)的壓力;Dp=p1-p2,kg/cm2;Km為空化系數(shù),單柱塞Km=0.8。2.2節(jié)流閥相對(duì)開(kāi)度計(jì)算迪那2凝析氣田各個(gè)單井采用MOKVELDS04型角式節(jié)流閥(圖1),主通徑及出口法蘭通徑77.79mm,壓力等級(jí)為API15000PSI,API6A溫度等級(jí)L-U,API6A材質(zhì)等級(jí)HH-NL,設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)采用API6A19THED。S04型節(jié)流閥用閥門(mén)部件實(shí)現(xiàn)流體速率整體控制,消除局部高流速,減少流向突變,從而減少閥體和部件的沖蝕,使活塞和閥芯受力平衡,保證流通性高,最大程度地減少紊流和噪音。其節(jié)流特性曲線如圖2所示。為了保證在給出工況下合理的開(kāi)度在30%以上,結(jié)合迪那2氣田各單井產(chǎn)量,節(jié)流閥最大Cv值確定為7、14和21。通過(guò)各井井口產(chǎn)能方程確定目標(biāo)產(chǎn)量下的油壓,并將油壓、一級(jí)節(jié)流后壓力、二級(jí)節(jié)流后壓力和產(chǎn)量參數(shù)帶入節(jié)流閥Cv值計(jì)算公式,分別計(jì)算出各生產(chǎn)井兩級(jí)節(jié)流閥Cv值,計(jì)算Cv值與各節(jié)流閥的最大Cv值的比值得到Cv值百分?jǐn)?shù)Y,再通過(guò)節(jié)流特性曲線計(jì)算節(jié)流閥相對(duì)開(kāi)度。根據(jù)節(jié)流閥特性曲線,回歸出節(jié)流閥開(kāi)度X與Cv值百分?jǐn)?shù)Y的關(guān)系方程(圖3)應(yīng)用該曲線方程,可以計(jì)算出相應(yīng)Cv值百分?jǐn)?shù)下的油嘴開(kāi)度,亦即目標(biāo)產(chǎn)量下的節(jié)流閥開(kāi)度。3井間壓方法效果根據(jù)計(jì)算出的兩級(jí)節(jié)流閥開(kāi)度給定節(jié)流閥開(kāi)度,待油壓穩(wěn)定后觀察油壓是否和理論計(jì)算相符,然后根據(jù)實(shí)際情況對(duì)節(jié)流閥進(jìn)行±2%~±3%左右微調(diào),達(dá)到控制油壓的目的。通過(guò)各井多次調(diào)產(chǎn),將計(jì)算得到的節(jié)流閥開(kāi)度與實(shí)際操作中所確定的節(jié)流閥開(kāi)度和配產(chǎn)量與計(jì)量產(chǎn)氣量進(jìn)行對(duì)比來(lái)評(píng)價(jià)該方法的可靠性。應(yīng)用本文所建立的方法,對(duì)迪那2氣田13口氣井進(jìn)行了調(diào)產(chǎn),取得了很好的效果。列出兩口井調(diào)產(chǎn)結(jié)果對(duì)比(表1),可以看出兩口井產(chǎn)氣量理論計(jì)算值與實(shí)際偏差小于5%;從油嘴開(kāi)度對(duì)比來(lái)看,理論計(jì)算與實(shí)際偏差較小,均在5%以內(nèi),且一二級(jí)節(jié)流閥開(kāi)度偏差為一正一負(fù)。節(jié)流閥開(kāi)度和產(chǎn)氣量的偏差都較小,證明理論方法計(jì)算的可靠性。4計(jì)算油了出所有單井節(jié)流閥的cv值,根據(jù)變化曲線確定油了相對(duì)開(kāi)度(1)統(tǒng)計(jì)了油壓與產(chǎn)量的對(duì)應(yīng)關(guān)系,為井口參數(shù)調(diào)整提供了合理依據(jù),并為節(jié)流閥Cv值的計(jì)算提供了重要的基礎(chǔ)參數(shù)。(2)應(yīng)用節(jié)流閥Cv值計(jì)算修正公式,計(jì)算出各單井節(jié)流閥的Cv值,并根據(jù)迪那2氣田節(jié)流閥的節(jié)流特性曲線計(jì)算出油嘴相對(duì)開(kāi)度,有效準(zhǔn)確地指導(dǎo)了迪那2氣田調(diào)產(chǎn)。(3)該方法特別適合現(xiàn)場(chǎng)管理者使用,通過(guò)簡(jiǎn)單的計(jì)算