一種氣井油套環(huán)空泄漏速率的確定方法及裝置制造方法及圖紙

本發(fā)明專利技術(shù)提供了一種氣井油套環(huán)空泄漏速率的確定方法及裝置，方法包括：采集氣井基礎(chǔ)數(shù)據(jù)和環(huán)空泄壓數(shù)據(jù)，所述氣井基礎(chǔ)數(shù)據(jù)包括環(huán)空井口壓力、環(huán)空保護液密度；根據(jù)環(huán)空井口壓力和氣井基礎(chǔ)數(shù)據(jù)確定油管內(nèi)泄漏點氣體溫度和油管內(nèi)泄漏點氣體壓力；根據(jù)所述環(huán)空泄壓數(shù)據(jù)和地面管線小孔泄漏模型確定出井口泄漏速率；根據(jù)所述的出井口泄漏速率、油管內(nèi)泄漏點氣體壓力確定氣井環(huán)空泄漏速率方程以確定氣井油套環(huán)空泄漏速率。本發(fā)明專利技術(shù)利用氣井日常生產(chǎn)數(shù)據(jù)和油套環(huán)空泄壓參數(shù)可以計算油套環(huán)空泄漏速率，彌補目前氣井油套環(huán)空泄漏速率無法計算的不足。

【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】
一種氣井油套環(huán)空泄漏速率的確定方法及裝置
本專利技術(shù)涉及采氣工程領(lǐng)域，特別涉及一種氣井油套環(huán)空泄漏速率計算方法。
技術(shù)介紹
目前，隨著天然氣勘探開發(fā)的不斷發(fā)展，一大批高溫、高壓、含酸性介質(zhì)氣井試產(chǎn)或投產(chǎn)，隨之而來的氣井完整性問題也愈發(fā)突出。氣井的完整性要求是在整個壽命期間，通過管理和技術(shù)手段確保地下流體不發(fā)生無控制的溢流。如果發(fā)生完整性失效問題，輕則導(dǎo)致井下天然氣進入油套環(huán)空，即環(huán)空帶壓，嚴(yán)重者可導(dǎo)致環(huán)空異常帶壓，甚至導(dǎo)致井下天然氣泄漏至地面、發(fā)生爆炸，給人民生命財產(chǎn)安全造成巨大損失，并引發(fā)嚴(yán)重的社會負(fù)面影響。氣井完整性失效最根本的是井屏障組件失效導(dǎo)致天然氣發(fā)生泄漏，而徹底解決該問題就是進行修井作業(yè)，如果不加以區(qū)分，對所有環(huán)空帶壓井全部進行修井作業(yè)，一方面作業(yè)成本太高，例如在塔里木油田，一口氣井的修井成本在2000萬元人民幣以上，另一方面高溫、高壓、含酸性介質(zhì)氣井的修井作業(yè)風(fēng)險很大。因此，非常有必要評價氣井的完整性，按照完整性等級不同區(qū)別對待。目前，氣井完整性評價的主要標(biāo)準(zhǔn)挪威NORSOKD-010《油氣井鉆井與作業(yè)時的完整性要求》和挪威石油聯(lián)合會(OLF)117標(biāo)準(zhǔn)《油氣井完整性推薦做法指南》都提出了以井屏障組件的泄漏速率作為評價氣井完整性最基本的參數(shù)。美國石油學(xué)會APIRP14B明確提出了井下安全閥的泄漏速率標(biāo)準(zhǔn)為：氣體0.42m3/min，液體0.4l/min，行業(yè)內(nèi)以此標(biāo)準(zhǔn)作為井下管柱的泄漏速率標(biāo)準(zhǔn)。現(xiàn)有技術(shù)中，計算天然氣地面輸氣管線小孔泄漏，其輸氣管線內(nèi)外壓力都是已知的，泄漏點的等效泄漏面積也可以得出。確定氣井油套環(huán)空泄漏時，泄漏點的位置未知、泄漏點內(nèi)外壓力未知，等效泄漏面積未知，這導(dǎo)致了環(huán)空泄漏速率的確定非常困難。國內(nèi)外對于油氣井油套環(huán)空泄漏速率計算研究較少，僅在APIRP14B中提出了井下安全閥的泄漏速率計算公式，但對于天然氣地面輸氣管線的泄漏速率研究較為成熟。在國內(nèi)外公開的文獻資料中，還未有對井下油套環(huán)空泄漏速率進行。在國外，挪威的SCANWELL公司開發(fā)一套專門的設(shè)備，可在井口進行測量井下泄漏點深度及泄漏速率，但成本較高，且僅提供技術(shù)服務(wù)，目前還未見在中石油范圍內(nèi)應(yīng)用。
技術(shù)實現(xiàn)思路
本專利技術(shù)實施例提供了一種氣井油套環(huán)空泄漏速率的確定方法，包括：采集氣井基礎(chǔ)數(shù)據(jù)和環(huán)空泄壓數(shù)據(jù)，所述氣井基礎(chǔ)數(shù)據(jù)包括環(huán)空井口壓力、環(huán)空保護液密度；根據(jù)環(huán)空井口壓力和氣井基礎(chǔ)數(shù)據(jù)確定油管內(nèi)泄漏點氣體溫度和油管內(nèi)泄漏點氣體壓力；根據(jù)所述環(huán)空泄壓數(shù)據(jù)和地面管線小孔泄漏模型確定出井口泄漏速率；根據(jù)所述的出井口泄漏速率、油管內(nèi)泄漏點氣體壓力確定氣井環(huán)空泄漏速率方程以確定氣井油套環(huán)空泄漏速率。此外，本專利技術(shù)還提供了一種氣井油套環(huán)空泄漏速率的確定裝置，包括：數(shù)據(jù)采集模塊，用于采集氣井基礎(chǔ)數(shù)據(jù)和環(huán)空泄壓數(shù)據(jù)，所述氣井基礎(chǔ)數(shù)據(jù)包括環(huán)空井口壓力、環(huán)空保護液密度；油管內(nèi)泄漏點參數(shù)確定模塊，用于根據(jù)環(huán)空井口壓力和氣井基礎(chǔ)數(shù)據(jù)確定油管內(nèi)泄漏點氣體溫度和油管內(nèi)泄漏點氣體壓力；出井口泄漏速率確定模塊，用于根據(jù)所述環(huán)空泄壓數(shù)據(jù)和地面管線小孔泄漏模型確定出井口泄漏速率；環(huán)空泄漏速率確定模塊，用于根據(jù)所述的出井口泄漏速率、油管內(nèi)泄漏點氣體壓力確定氣井油套環(huán)空泄漏速率方程以確定氣井環(huán)空泄漏速率。通過本專利技術(shù)的技術(shù)方案，不需要額外的測試設(shè)備和作業(yè)量，僅依靠氣井自身的參數(shù)和泄壓數(shù)據(jù)就可以確定井下泄漏點及泄漏速率。本專利技術(shù)利用氣井日常生產(chǎn)數(shù)據(jù)和油套環(huán)空泄壓參數(shù)可以計算油套環(huán)空泄漏速率，彌補目前氣井油套環(huán)空泄漏速率無法計算的不足。為讓本專利技術(shù)的上述和其他目的、特征和優(yōu)點能更明顯易懂，下文特舉較佳實施例，并配合所附圖式，作詳細(xì)說明如下。附圖說明為了更清楚地說明本專利技術(shù)實施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本專利技術(shù)的一些實施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動性的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。圖1為本專利技術(shù)一種氣井油套環(huán)空泄漏速率的確定方法的流程圖；圖2為本專利技術(shù)實施例中一步驟的流程圖；圖3為本專利技術(shù)實施例中一步驟的流程圖；圖4為本專利技術(shù)實施例中一步驟的流程圖；圖5為本專利技術(shù)一種氣井油套環(huán)空泄漏速率的確定裝置的框圖；圖6為氣井環(huán)空泄漏模型示意圖；圖7為本專利技術(shù)實施例中XX-1井環(huán)空泄壓壓力恢復(fù)曲線。具體實施方式下面將結(jié)合本專利技術(shù)實施例中的附圖，對本專利技術(shù)實施例中的技術(shù)方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本專利技術(shù)一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本專利技術(shù)中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本專利技術(shù)保護的范圍。本專利技術(shù)公開了一種氣井油套環(huán)空泄漏速率的確定方法，如圖1所示，該方法包括：步驟S101，采集氣井基礎(chǔ)數(shù)據(jù)和環(huán)空泄壓數(shù)據(jù)，所述氣井基礎(chǔ)數(shù)據(jù)包括環(huán)空井口壓力、環(huán)空保護液密度；步驟S102，根據(jù)環(huán)空井口壓力和氣井基礎(chǔ)數(shù)據(jù)確定油管內(nèi)泄漏點氣體溫度和油管內(nèi)泄漏點氣體壓力；步驟S103，根據(jù)所述環(huán)空泄壓數(shù)據(jù)和地面管線小孔泄漏模型確定出井口泄漏速率；步驟S104，根據(jù)所述的出井口泄漏速率、油管內(nèi)泄漏點氣體壓力確定氣井環(huán)空泄漏速率方程以確定氣井油套環(huán)空泄漏速率。其中，如圖2所示，步驟S102中根據(jù)環(huán)空井口壓力和氣井基礎(chǔ)數(shù)據(jù)確定油管內(nèi)泄漏點氣體溫度和油管內(nèi)泄漏點氣體壓力包括：步驟S1021，根據(jù)所述氣井的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)確定氣井的多相管流模型；步驟S1022，根據(jù)確定的多相管流模型確定氣井的壓力剖面公式、溫度剖面公式；步驟S1023，根據(jù)所述環(huán)空井口壓力、環(huán)空保護液密度和確定的氣井的壓力剖面公式、溫度剖面公式分別確定油管內(nèi)泄漏點氣體溫度和油管內(nèi)泄漏點氣體壓力。此外，如圖3所示，步驟S1023根據(jù)所述環(huán)空井口壓力、環(huán)空保護液密度和確定的氣井的壓力剖面公式、溫度剖面公式分別確定油管內(nèi)泄漏點氣體溫度和油管內(nèi)泄漏點氣體壓力還包括：步驟S301，根據(jù)環(huán)空壓力穩(wěn)定時環(huán)空井口壓力和環(huán)空泄漏點壓力相等確定環(huán)空泄漏點壓力；步驟S302，根據(jù)所述環(huán)空保護液密度、環(huán)空壓力穩(wěn)定時的環(huán)空泄漏點壓力確定環(huán)空保護液高度；步驟S303，根據(jù)所述環(huán)空保護液高度和確定的氣井的壓力剖面公式、溫度剖面公式分別確定油管內(nèi)泄漏點氣體溫度和油管內(nèi)泄漏點氣體壓力。如圖4所示，步驟S104根據(jù)出井口泄漏速率、油管內(nèi)泄漏點氣體壓力確定氣井環(huán)空泄漏速率方程以確定氣井油套環(huán)空泄漏速率包括：步驟S401，根據(jù)動量定理建立井下泄露點泄漏速率表達式為：其中，Q：井下泄漏速率，m3/s；β：為系數(shù)；步驟S402，根據(jù)所述油管內(nèi)泄漏點氣體溫度、油管內(nèi)泄漏點氣體壓力以及出井口泄漏速率確定系數(shù)β；步驟S404，根據(jù)所述環(huán)空泄漏點處壓力、環(huán)空泄漏點處溫度和下式確定氣井的天然氣體積膨脹系數(shù)；其中，下式為：Eg：天然氣體積膨脹系數(shù)，無因次；z：天然氣體積偏差因子，無因次；步驟S404，根據(jù)所述油管內(nèi)泄漏點氣體溫度、油管內(nèi)泄漏點氣體壓力、出井口泄漏速率以及確定的天然氣體積膨脹系數(shù)確定氣井的環(huán)空泄漏速率方程為：Qs：井口泄漏速本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護點】
一種氣井油套環(huán)空泄漏速率的確定方法，其特征在于，所述的方法包括：采集氣井基礎(chǔ)數(shù)據(jù)和環(huán)空泄壓數(shù)據(jù)，所述氣井基礎(chǔ)數(shù)據(jù)包括環(huán)空井口壓力、環(huán)空保護液密度；根據(jù)環(huán)空井口壓力和氣井基礎(chǔ)數(shù)據(jù)確定油管內(nèi)泄漏點氣體溫度和油管內(nèi)泄漏點氣體壓力；根據(jù)所述環(huán)空泄壓數(shù)據(jù)和地面管線小孔泄漏模型確定出井口泄漏速率；根據(jù)所述的出井口泄漏速率、油管內(nèi)泄漏點氣體壓力確定氣井環(huán)空泄漏速率方程以確定氣井油套環(huán)空泄漏速率。

【技術(shù)特征摘要】
1.一種氣井油套環(huán)空泄漏速率的確定方法，其特征在于，所述的方法包括：采集氣井基礎(chǔ)數(shù)據(jù)和環(huán)空泄壓數(shù)據(jù)，所述氣井基礎(chǔ)數(shù)據(jù)包括環(huán)空井口壓力、環(huán)空保護液密度；根據(jù)氣井基礎(chǔ)數(shù)據(jù)確定油管內(nèi)泄漏點氣體溫度和油管內(nèi)泄漏點氣體壓力；根據(jù)所述環(huán)空泄壓數(shù)據(jù)和地面管線小孔泄漏模型確定出井口泄漏速率；根據(jù)所述的出井口泄漏速率、油管內(nèi)泄漏點氣體壓力確定氣井環(huán)空泄漏速率方程以確定氣井油套環(huán)空泄漏速率。2.如權(quán)利要求1所述的氣井油套環(huán)空泄漏速率的確定方法，其特征在于，所述的根據(jù)環(huán)空井口壓力和氣井基礎(chǔ)數(shù)據(jù)確定油管內(nèi)泄漏點氣體溫度和油管內(nèi)泄漏點氣體壓力包括：根據(jù)所述氣井的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)確定氣井的多相管流模型；根據(jù)確定的多相管流模型確定氣井的壓力剖面公式、溫度剖面公式；根據(jù)所述環(huán)空井口壓力、環(huán)空保護液密度和確定的氣井的壓力剖面公式、溫度剖面公式分別確定油管內(nèi)泄漏點氣體溫度和油管內(nèi)泄漏點氣體壓力。3.如權(quán)利要求2所述的氣井油套環(huán)空泄漏速率的確定方法，其特征在于，所述的根據(jù)所述環(huán)空井口壓力、環(huán)空保護液密度和確定的氣井的壓力剖面公式、溫度剖面公式分別確定油管內(nèi)泄漏點氣體溫度和油管內(nèi)泄漏點氣體壓力包括：根據(jù)環(huán)空壓力穩(wěn)定時環(huán)空井口壓力和環(huán)空泄漏點壓力相等確定環(huán)空泄漏點壓力；根據(jù)所述環(huán)空保護液密度、環(huán)空壓力穩(wěn)定時的環(huán)空泄漏點壓力確定環(huán)空保護液高度；根據(jù)所述環(huán)空保護液高度和確定的氣井的壓力剖面公式、溫度剖面公式分別確定油管內(nèi)泄漏點氣體溫度和油管內(nèi)泄漏點氣體壓力。4.如權(quán)利要求3所述的氣井油套環(huán)空泄漏速率的確定方法，其特征在于，所述的氣井的壓力剖面公式、溫度剖面公式分別為：P1＝A2h2+B2h+C2T＝A1h2+B1h+C1其中，T：油管內(nèi)泄漏點氣體溫度，K；P1：油管內(nèi)泄漏點氣體壓力，Pa；h：環(huán)空保護液的高度，m；A1：溫度剖面公式二項式系數(shù)，K/m2；B1：溫度剖面公式一次項系數(shù)，K/m；C1：溫度剖面公式常數(shù)項，K；A2：壓力剖面公式二項式系數(shù)，Pa/m2；B2：壓力剖面公式一次項系數(shù)，Pa/m；C2：壓力剖面公式常數(shù)項，Pa。5.如權(quán)利要求4所述的氣井油套環(huán)空泄漏速率的確定方法，其特征在于，所述的根據(jù)所述環(huán)空保護液密度、環(huán)空壓力穩(wěn)定時的環(huán)空泄漏點壓力確定環(huán)空保護液高度包括：根據(jù)所述環(huán)空保護液密度、環(huán)空壓力穩(wěn)定時的環(huán)空泄漏點壓力和下式確定環(huán)空保護液高度，P1＝Po＝Pa+ρagh＝A2h2+B2h+C2其中，Pa：環(huán)空井口處壓力，Pa；Po：環(huán)空泄漏點處壓力，Pa；h：環(huán)空保護液的高度，m；g:9.8m/s2；ρa：環(huán)空保護液的密度，kg/m3。6.如權(quán)利要求1所述的氣井油套環(huán)空泄漏速率的確定方法，其特征在于，所述的根據(jù)所述的出井口泄漏速率、油管內(nèi)泄漏點氣體壓力確定氣井環(huán)空泄漏速率方程以確定氣井油套環(huán)空泄漏速率包括：根據(jù)動量定理建立井下泄露點泄漏速率表達式為：其中，Q：井下泄漏速率，m3/s；β：為系數(shù)；P1為泄漏點處油管內(nèi)壓力，Pa；P0為環(huán)空泄漏點處壓力，Pa；根據(jù)所述油管內(nèi)泄漏點氣體溫度、油管內(nèi)泄漏點氣體壓力以及出井口泄漏速率確定系數(shù)β；根據(jù)所述環(huán)空泄漏點處壓力、環(huán)空泄漏點處溫度和下式確定氣井的天然氣體積膨脹系數(shù)；其中，下式為：Eg：天然氣體積膨脹系數(shù)，無因次；z：天然氣體積偏差因子，無因次；T：泄漏點處天然氣的溫度，K；根據(jù)所述油管內(nèi)泄漏點氣體溫度、油管內(nèi)泄漏點氣體壓力、出井口泄漏速率以及確定的天然氣體積膨脹系數(shù)確定氣井的環(huán)空泄漏速率方程為：Qs：井口泄漏速率，m3/s；Eg：天然氣體積膨脹系數(shù)，無因次。7.一種氣井油套環(huán)空泄漏速率的確定裝置，其特征在于，所述...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：王云，李文魁，李雋，
申請(專利權(quán))人：中國石油天然氣股份有限公司，
類型：發(fā)明
國別省市：