SY/T 7755-2024 储气库注采能力计算规范

　　ICS 75.060CCSE16

　　中华人民共和国石油天然气行业标准

　　SY/T7755—2024

　　储气库注采能力计算规范

　　Specification for gas injection and production capacitycalculation ofunderground gas storage

　　2024-09-24发布2025-03-24实施

　　国家能源局发布

　　SY/ T7755—2024

　　目次

　　前言 Ⅱ

　　1范围 1

　　2规范性引用文件 1

　　3 术语和定义 1

　　4资料收集 1

　　5 单井注采能力计算 1

　　5.1 气藏型储气库单井采气能力计算 1

　　5.2 气藏型储气库单井注气能力计算 3

　　5.3 盐穴型储气库单井采气能力计算 4

　　5.4 盐穴型储气库单井注气能力计算 5

　　6 储气库注采能力计算 5

　　6.1 气藏型储气库采气能力计算 5

　　6.2 气藏型储气库注气能力计算 5

　　6.3 盐穴型储气库采气能力计算 6

　　6.4盐穴型储气库注气能力计算 6

　　附录A(资料性)公式符号注释 7

　　附录B(资料性)单井注采气产能方程的建立 10

　　附录C(资料性)井筒气液两相流压降计算方法 12

　　附录D(资料性)单井注采气限制条件 16

　　附录E(资料性)单井合理注采气量确定示意图 18

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　　前言

　　本文件按照GB/T 1.1—2020《标准化工作导则第1部分：标准化文件的结构和起草规则》的规定起草。

　　请注意本文件的某些内容可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别专利的责任。

　　本文件由石油工业标准化技术委员会储气库专业标准化技术委员会(CPSC/TC25)提出并归口。

　　本文件起草单位：中国石油天然气股份有限公司西南油气田分公司勘探开发研究院、中国石油天然气股份有限公司勘探开发研究院、中国石油化工股份有限公司石油勘探开发研究院、中国石油天然气股份有限公司储气库分公司、国家石油天然气管网集团有限公司、中国石油天然气股份有限公司新疆油田储气库有限公司、中海石油气电集团有限责任公司、辽河油田(盘锦)储气库有限公司、大港油田天津储气库分公司。

　　本文件主要起草人：周源、毛川勤、完颜祺琪、王容、曾大乾、郭凯、彭先、廖伟、李春、李康、张栩赫、孙景耀、陈显学、赵艳杰、叶萍、钟荣、张士杰、张广权、王梦雨。

　　储气库注采能力计算规范

　　1范围

　　本文件规定了储气库单井注采能力、储气库注采能力计算的基本要求和计算方法。

　　本文件适用于气藏型、盐穴型储气库的注采能力计算。

　　2 规范性引用文件

　　下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，注日期的引用文件，仅该日期对应的版本适用于本文件;不注日期的引用文件，其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件。 SY/T5440 天然气井试井技术规范 SY/T 6744 油气藏数值模拟应用技术规范 SY/T6848 地下储气库设计规范 储气库术语 SY/T7649 储气库气藏管理规范

　　3术语和定义

　　SY/T7642界定的术语和定义适用于本文件。

　　4资料收集

　　资料收集要求按SY/T 7649执行，应包括但不限于以下内容：

　　a) 地质静态资料：包括地层、构造、储层、气藏特征、储量、腔体及稳定性、单井地质资料等;

　　b) 开发动态资料：包括生产层位、生产井段、工作制度、生产时间、油气水产量、注气量、压力及温度、测试资料、分析化验资料等;

　　c) 其他资料：包括钻井设计、完井及试油(气)报告等。

　　5单井注采能力计算

　　5.1气藏型储气库单井采气能力计算

　　5.1.1通则

　　储气库单井采气能力计算方法按SY/T 6848执行。宜选取节点分析法，以井底为节点，储层至井底的渗流段为流入段，井底至井口的垂直管流段为流出段。

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　　5.1.2采气产能方程的建立

　　5.1.2.1利用产能试井资料建立产能方程

　　利用稳定试井或修正等时试井资料，应按公式(1)、公式(2)建立采气井二项式或指数式产能方程，产能试井流程及资料分析方法按SY/T5440执行。

　　P²-P²r=Aq+B (1)

　　qg=C(P-P²)" (2)

　　式中有关符号的意义及单位见附录A,下同。

　　上述两种方程形式中，宜选择建立二项式产能方程。由于二项式产能方程是从渗流力学方程推导而来，其每一项均具有严格的物理意义，它对不同地层的适用性及准确程度要高一些，而指数式方程只是一种经验公式，准确程度相对较差，其预测的无阻流量通常比二项式产能方程偏大。当测点压差较小时，指数式产能方程计算结果偏差较大;测点压差较大时，二项式产能方程与指数式产能方程计算结果偏差较小。

　　5.1.2.2 利用“一点法”测试资料建立产能方程

　　“一点法”是评价气井产能的经验性方法，仅在已经获得大量气井产能方程，并且统计求得“一点法”稳定的经验系数的情况下，用于具有相似产能特征的气井。对缺乏产能试井资料且满足“一点法”测试要求的井，宜采用“一点法”测试资料近似建立其二项式产能方程，建立过程见B.1。

　　5.1.2.3 利用RTA方法建立产能方程

　　以产量不稳定分析(RTA) 方法为手段，基于气井生产过程中的压力、产量等数据，可采用图版拟合的方法获取储层参数。在此基础上利用理论公式计算二项式产能方程系数，方法见B.2。

　　5.1.2.4产能方程系数校正

　　对于凝析气藏改建的储气库，或因地层压力变化(△p≥10MPa) 引起天然气物性参数发生较大变化，宜按公式(3)、公式(4)对二项式产能方程系数A、B进行校正：

　　式中：

　　A₁、B——试井确定的二项式产能方程系数;A₂、B₂——校正后的二项式产能方程系数;

　　………………………………………

　　………………………………………

　　(3)

　　(4) Hg₁、Z、μg₂、Z₂——天然气不同状态下的黏度和偏差因子。

　　5.1.3 井筒流出动态模型

　　5.1.3.1纯气单相模型

　　井底压力按公式(5)～公式(7)计算：

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　　Pu=√Pae⁶+1.32×10-10(qTz)²(2²-1)d (5)

　　(6)

　　(7)

　　5.1.3.2气液两相模型

　　气液两相管流压力计算模型及方法见附录C,宜根据流体性质和井型选择合适的计算方法。

　　5.1.4合理采气能力技术界限

　　单井合理采气能力的确定应考虑不同生产管柱下的冲蚀流量、携液流量、临界出砂压差、出水压差等综合因素的影响，计算公式及方法见附录D。

　　5.1.5合理采气能力确定

　　气藏型储气库单井合理采气能力应按如下步骤确定：

　　a)根据产能方程计算并绘制Pur-qg流入动态曲线;

　　b)根据垂直管流公式，计算并绘制井筒流出动态曲线;

　　c)按公式(D.2) 计算不同油压下的临界冲蚀流量，并绘制Pu与qe的关系曲线;

　　d)按公式(D.3)～公式(D.5)计算不同流压下的临界携液流量，绘制Pwf与q□的关系曲线;

　　e)对于砂岩型储气库，根据室内岩心实验、现场测试或经验公式计算确定临界出砂压差，作为确定气井合理采气能力的限制条件;

　　f)对于底水型储气库，根据理论公式、数值模拟及现场测试等方法确定临界出水压差，作为确定气井合理采气能力的限制条件;

　　g) 单井合理采气能力应大于临界携液流量，小于临界冲蚀流量、临界出砂压差及临界出水压差所对应流量的最小值，示意图见图E.1;

　　h)单井合理采气能力对应的井口压力应大于井口外输压力;

　　i)进行不同油管尺寸单井合理采气能力计算，示意图见图E.3,结合储气库调峰需求确定合适的油管尺寸及对应采气能力。

　　5.2气藏型储气库单井注气能力计算

　　5.2.1通则

　　宜选取节点分析法，以井底为节点，井口至井底的垂直管流段为流入段，井底至储层的渗流段为流出段。

　　5.2.2 注气能力方程的建立

　　5.2.2.1利用注气产能试井资料建立产能方程

　　利用注气井稳定试井或修正等时试井资料，应按公式(8)、公式(9)建立注气井二项式或指数

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　　式产能方程，注气产能试井及资料分析方法按SY/T5440执行。

　　(8)

　　4m=C(P²-P²±)" (9)

　　5.2.2.2利用采气产能方程系数建立注气产能方程

　　对于没有注气产能试井资料，但有采气产能试井资料的气井，可借用采气产能方程系数，按公式(8)、公式(9)建立注气井二项式或指数式产能方程。

　　5.2.2.3利用井的生产资料建立注气产能方程

　　以产量不稳定分析(RTA) 方法为手段，基于气井注气过程中的压力、注气量等数据，可采用图版拟合的方法获取储层参数。在此基础上利用理论公式计算注气二项式产能方程系数，方法见B.2。

　　5.2.2.4 注气产能方程系数校正

　　当地层压力变化(△p≥10MPa) 引起天然气物性参数发生较大变化时，宜按公式(3)、公式(4)

　　对注气二项式产能方程系数进行校正。

　　5.2.3井筒流入动态模型

　　在注气阶段，井底压力按公式(10)计算：

　　………………

　　(10) 5.2.4合理注气能力技术界限

　　临界冲蚀流速是影响气井合理注气能力的主要控制因素，宜按公式(D.2) 计算。

　　5.2.5合理注气能力确定

　　气藏型储气库单井合理注气能力应按如下步骤确定：

　　a) 根据垂直管流公式，计算并绘制Pur-qm流入动态曲线;

　　b) 根据注气产能方程，计算并绘制Pur-qm流出动态曲线;

　　c)按公式(D.2) 计算不同压力下的临界冲蚀流量，并绘制pu 与qe的关系曲线;

　　d)单井合理注气能力应小于临界冲蚀流量，示意图见图E.2。

　　5.3 盐穴型储气库单井采气能力计算

　　5.3.1井筒流出动态模型

　　在采气阶段，井底压力按公式(5)计算。

　　5.3.2合理采气能力技术界限

　　气井合理采气能力受管柱冲蚀流速及腔体内采气日压降速率的影响。临界冲蚀流速计算模型宜按公式(D.1)计算。腔体内采气日压降速率根据腔体稳定性评价结果确定。

　　5.3.3合理采气能力确定

　　盐穴型储气库单井合理采气能力应按如下步骤确定：

　　a)按公式(D.2)计算临界冲蚀流量，确定该约束条件下的最大日采气量;

　　b)根据腔体稳定性允许的最大日压降速率，确定不同腔体的最大日采气量;

　　c)上述两个最大日采气量的较小值作为单井合理日采气能力的上限值;

　　d) 单井合理采气能力对应的井口压力应大于井口外输压力。

　　5.4盐穴型储气库单井注气能力计算

　　5.4.1井筒流入动态模型

　　在注气阶段，井底压力按公式(10)计算。

　　5.4.2合理注气能力技术界限

　　临界冲蚀流速是影响单井合理注气能力的主要控制因素，宜按公式(D.2) 计算注气井临界冲蚀流量。

　　5.4.3 合理注气能力确定

　　根据临界冲蚀流量的计算确定盐穴型储气库单井合理注气能力范围，单井合理注气能力应小于临界冲蚀流量。

　　6储气库注采能力计算

　　6.1气藏型储气库采气能力计算

　　6.1.1气藏工程法

　　根据单井采气能力的计算及采气井数，应按公式(11)确定储气库的日采气能力：

　　式中：

　　……………………………………

　　(11) m——储气库总采气井数;

　　qg(i)——第 i口采气井的天然气日采气量，单位为万立方米每天(10⁴m³/d)。

　　以日采气能力为约束条件，依据储气库调峰曲线确定日调峰规模。

　　6.1.2数值模拟法

　　采用数值模拟法确定储气库采气能力应按如下步骤：

　　a)建立储气库地质模型及数值模拟模型，开展历史拟合，数值模拟的技术方法按SY/T 6744执行;

　　b) 针对不同的采气方案进行储气库采气能力的计算和敏感性分析，优选储气库合理采气能力。

　　6.2气藏型储气库注气能力计算

　　6.2.1气藏工程法

　　根据单井注气能力的计算及注气井数，应按公式(12)确定储气库的日注气能力：

　　……………………………………

　　(12) 以日注气能力及压缩机注气规模为约束条件，结合储气库注气气源供给能力综合确定日注气规模。

　　6.2.2数值模拟法

　　采用数值模拟法确定储气库注气能力应按如下步骤：

　　a)地质建模及历史拟合方法见6.1.2;

　　b) 针对不同的注气方案进行储气库注气能力的计算和敏感性分析，优选储气库合理注气能力。

　　6.3 盐穴型储气库采气能力计算

　　根据单井采气能力的计算及采气井(腔)数，应按公式(11)确定储气库的日采气能力。结合调峰需求、天然气处理及外输能力等因素，综合确定不同阶段盐穴储气库的合理采气能力。

　　6.4盐穴型储气库注气能力计算

　　根据单井注气能力的计算及注气井(腔)数，应按公式(12)确定储气库的日注气能力。结合气源供给、压缩机注气能力等因素，综合确定不同阶段盐穴储气库的合理注气能力。

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　　附录A (资料性)公式符号注释

　　公式符号注释见表A.1。

　　表A.1量的符号和单位 量的名称 量的符号 量的单位 单位符号 备注 黏滞阻力系数(直井) A 二次方兆帕天每万立方米毫帕秒 MPa² ·d/(10'm³·mPa·s) 黏滞阻力系数(水平井) A 二次方兆帕天每万立方米毫帕秒 MPa² ·d/(10′m³·mPa·s) 油管内截面积 A 平方米 m² 惯性阻力系数(直井) B 二次方兆帕二次方天每二次方万立方米毫帕秒 (MPa·d)²[(10′m³)²-mPa -s] 惯性阻力系数(水平井) B 二次方兆帕二次方天每二次方万立方米毫帕秒 (MPa·d)²/[(10⁴m³)²·mPa -s] 指数式产能方程中的流动系数 C 万立方米每天2n次方兆帕 10′m³/(d·MPa²) 岩石内聚力 C 兆帕 MPa 冲蚀系数 c 无量纲 非达西流系数 D 万立方米每天的负一次方 (10m³/d)-1 油管内径 d 米 m 管壁表面粗糙度 e 米 m 油管摩阻系数 f 无量纲 气液两相摩阻系数 f 无量纲 无滑脱摩阻系数 L 无量纲 摩阻系数比 金 无量纲 含水率 f 无量纲

　　重力加速度

　　g

　　米每二次方秒

　　m/s² 取值为

　　9.80665

　　m/s² 产层中部垂直深度 H 米 m 持液率 H 无量纲 相对持液率 H 无量纲 储层有效厚度 h 米 m 储层渗透率 K 毫达西 mD 储层水平渗透率 K 毫达西 mD 储层垂向渗透率 K. 毫达西 mD 水平井段长度 L 米 m

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　　表A.1(续)

　　量的名称 量的符号 量的单位 单位符号 备注 管径数 Na 无量纲 气体速度数 N₃ 无量纲 液体黏度数 M 无量纲 液体速度数 M 无量纲 指数式产能方程中的指数 n 无量纲 压力 P 兆帕 MPa 孔隙压力 P 兆帕 MPa 地层压力 Pa 兆帕 MPa 边界压力 P 兆帕 MPa 标准大气压

　　Pe 兆帕 MPa 取值为0.101MPa 流压 Paf 兆帕 MPa 油压 Pan 兆帕 MPa 井底静压 Pn 兆帕 MPa 井筒内计算段平均压力 P 兆帕 MPa 临界生产压差 δp 兆帕 MPa 压力降 △p 兆帕 MPa 储气库日注气能力 Q 万立方米每天 10°m³/d 储气库日采气能力 Q 万立方米每天 10°m³/d 产量 q 万立方米每天 10°m³/d 无阻流量 QAOF 万立方米每天 10'm³/d 临界携液流量 qc 万立方米每天 10⁴m³/d 临界冲蚀流量 q. 万立方米每天 10°m³/d 天然气日采气量 9g 万立方米每天 10°m³/d 日注气量 4m 万立方米每天 10⁴m³/d 雷诺数 Re 无量纲 两相雷诺数 Rem 无量纲 无滑脱雷诺数 Re 无量纲 单井供给半径 r。 米 m 水平井折算供气半径 Tah 米 m 产层井眼半径 r 米 m 水平井折算井底半径 Fah 米 m 表皮系数 S 无量纲 岩石抗拉强度 S. 兆帕 MPa 井眼轨迹法相截面最大主应力 S 兆帕 MPa 井眼轨迹法相截面最小主应力 S₂ 兆帕 MPa

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　　表A.1(续)

　　量的名称 量的符号 量的单位 单位符号 备注 压力系数 s 无量纲 地层温度 T 开 K 岩石厚壁桶强度 TWC 兆帕 MPa 岩石有效强度 U 兆帕 MPa 岩石单轴抗压强度 UCS 兆帕 MPa 临界携液流速 Va 米每秒 m/s 无滑脱混合物流速 V 米每秒 m/s 气相表观流速 V₄g 米每秒 m/s 液相表观流速 VL 米每秒 m/s 临界冲蚀流速 V。 米每秒 m/s 地层条件下天然气偏差系数 Z 无量纲 经验系数 a 无量纲 非均质校正系数 β 无量纲 天然气密度 P₃ 千克每立方米 kg/m³ 液体密度 PL 千克每立方米 kg/m³ 气液混合物密度 Pm 千克每立方米 kg/m³ 无滑脱混合物密度 Pm 千克每立方米 kg/m³ 气液界面张力 OgL 牛每米 N/m 油气界面张力 og 牛每米 N/m 气水界面张力 牛每米 N/m 远处地层垂向应力 O 兆帕 MPa 地层条件下天然气黏度 H₃ 帕秒 Pa·s 液相黏度 L 帕秒 Pa·s 混合物黏度 μ 帕秒 Pa·s 无滑脱混合物黏度 Hm 帕秒 Pa·s 井斜角 θ 度 (°) 有效表面粗糙度 E 米 m 储层孔隙度 中 无量纲 Biot常数 K 无量纲 岩石内摩擦角 φ 度 (°) 无滑脱持液率 A 无量纲 气体相对密度 Ys 无量纲 岩石泊松比 V 无量纲

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　　附录B

　　(资料性)

　　单井注采气产能方程的建立

　　B.1 “一点法”测试资料建立产能方程

　　“一点法”产能公式是在已经获得大量产能方程且统计求得“一点法”稳定经验系数的基础上的一种经验性方法，用于具有相似产能特征的气井。“一点法”是指气井以某一工作制度生产到稳定状态 ，测取产量、稳定井底流压及地层压力，按公式(B.1)、公式(B.2)计算气井无阻流量：

　　……………………… (B.1)

　　…………………………(B.2)

　　将“一点法”产能公式代入二项式或指数式方程中求解，即可获得二项式产能方程的系数A、B和指数式产能方程的系数C、n ,由此建立二项式或指数式产能方程，见公式(B.3)~公式(B.6)。

　　………………………………(B.3)

　　………………………(B.4)

　　………………………………(B.5)

　　………………………………(B.6)

　　B.2 “RTA”方法建立产能方程

　　产量不稳定分析(RTA)方法是基于不稳定渗流理论，以气井生产过程中的压力、产量等动态数据为依据，结合对静态地质资料所取得的认识，采用典型图版拟合的方法初步确定模型参数，并进行实际压力与产量历史的全程拟合，在拟合精度较高的基础上最终确定储层参数，包括储层渗透率、表皮系数、井控半径等。对于水平井，还可获得水平段有效长度、垂向渗透率等参数。按公式(B.7)~

　　公式(B.15)计算不同井型二项式产能方程系数。

　　对于直井：

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　　(B.7)

　　(B.8)

　　公式(B.8)中，非达西系数D 受储层渗透率、孔隙度、天然气黏度和相对密度等因素影响，一般通过理论公式或现场产能测试计算，表达式见公式(B.9):

　　………………………………(B.9)

　　对于水平井：

　　………………………(B.10)

　　……………………………(B.11)

　　…………………………………(B.12)

　　……………………(B.13)

　　………………………(B.14)

　　β=√K/K(B.15)

　　“RTA”方法建立产能方程适用于未进行产能试井、未建立可靠“一点法”产能公式、且有连续生产数据的气井。

　　B.3不同方法建立产能方程适应性评价

　　三种方法的适应性分析见表B.1。

　　表B.1建立产能方程不同方法适应性分析表

　　方法 基本原理 适用条件 所需参数 优、缺点

　　产能试井

　　渗流力学理论 进行了稳定试井或修正等时试井的井 地层压力、3个以上不同工作制度的产量及流压 需开展测试、计算简便、结果可靠度高

　　一点法

　　统计规律 已经建立起适合本储气库“一点法”产能公式的井 稳定经验系数a、产量、稳定流压及地层压力 经验性方法，计算结果存在误差 RTA法 不稳定渗流理论 未建立产能方程、有连续生产数据的井 储层、井筒、流体相关参数及产量、压力 计算较为复杂，可靠性较产能试井差

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　　附录C

　　(资料性)

　　井筒气液两相流压降计算方法

　　C.1Gray法

　　Gray 法根据凝析气井的数据资料推导出持液率相关式，从而提出适用于凝析气井的气液两相管流压降模型，适用于凝析气井的压降计算，其压力梯度计算见公式(C.1)～ 公式(C.4):

　　……………………(C.1)

　　Pm=PH+P₂(1-H)(C.2)

　　Pms=Pr+P₃(1-4)(C.3)

　　=V江+Y₃ …………………………………(C.4)

　　公式(C.2) 中 ，H 为持液率，持液率模型中考虑凝析油的反凝析现象，其表达式见公式(C.5)、公式(C.6):

　　……………………………(C.5)

　　……………………………(C.6)

　　持液率计算过程中涉及3个无量纲数，见公式(C.7)～ 公式(C.9):

　　…………………………………(C.7)

　　…………………………………(C.8)

　　……………………………………(C.9)

　　公式(C.7) 和公式(C.8)中，ogL为气液表面张力，其计算考虑了油、水的影响，表达式见公式(C.10):

　　……………………………(C.10)

　　公式 (C.1)中，混合物摩阻系数计算见公式(C.11):

　　其中，ε为有效表面粗糙度，表达式见公式(C.12):

　　C.2 Hagedorn和Brown法

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　　……………………………(C.11)

　　(R≥0.007)

　　(R<0.007)………… (C.12) Hagedorn和Brown针对垂直井中油、气、水三相流动，基于单相流体的能量守恒原理，建立了压力梯度模型，进行了大量的现场试验，通过反算持液率，提出了用于各种流型下的两相垂直上升管流压降计算模型。此压降关系式不需要判别流型，适用于产水气井的流动条件。垂直井多相管流计算的总压力梯度见公式(C.13):

　　………………………

　　(C.13) 应用公式(C.13)的关键是气液混合物密度pm及气液两相摩阻系数f 的计算。

　　孟采用Jain公式计算，见公式(C.14)一公式(C.16):

　　……………………(C.14)

　　………………………………(C.15)

　　H=H2-H)(C.16)

　　Pm的计算需先计算持液率。Hagedorn 和 Brown引用参数Mw、Ng、Na、M,基于实验建立图版分析方法。

　　液体速度数计算见公式(C.17):

　　气体速度数计算见公式(C.18):

　　………………………………

　　…………………………………

　　(C.17)

　　(C.18) 管径数计算见公式(C.19):

　　液体黏度数计算见公式(C.20):

　　利用M、Ng、Na、M4 个参数求持液率，其过程如下：

　　a)计算流动压力和温度条件下的M、N、Na 和N。

　　b)根据M查实验数据图版确定中间过程参数CN值。

　　c) 根据公式(C.21) 计算滞留系数ξ:

　　…………………………………(C.19)

　　………………………………(C.20)

　　……………………………(C.21)

　　d)根据计算出的值从持液率图版中查出Y为中间过程参数。

　　e)计算查图求得中间过程参数Y,计算持液率H=(H/Y)-Y, 结合公式(C.2)计算混合物密度。

　　C.3Mukherjee-Brill倾斜(水平)管两相流压力计算

　　Mukherjee和Brill 在内径为38mm的倾斜管路中开展了大量实验研究，管路的倾斜角在0°~90° 内变化，通过回归分析实验数据，提出了更为适用的倾斜管(包括水平管)两相流的流型判别准则和应用方便的持液率及摩阻系数经验公式，适用于倾斜、水平管两相流。M-B模型的压力梯度方程见公式(C.22):

　　…………………………(C.22)

　　Mukherjee-Brill回归出管线与水平方向的夹角为θ的持液率相关式，见公式(C.23):

　　…………………(C.23)

　　公式(C.23) 中回归系数见表C.1,该相关式适用于上升流动、水平流及向下流动。

　　M-B模型的两相摩阻系数中考虑了流型的变化，对于气井的向上流动或水平流动，需要区分泡状流、段塞流和环雾流，其判别准则见公式(C.24):

　　Ngmm=10¹401-264M-+0521M (C.24)

　　当Ng≥Ngsm 时则为环雾流，否则为泡状流或段塞流。

　　气液两相摩阻系数f 需考虑不同的流型进行计算： 表C.1持液率相关式回归系数 流动方向 上升流动或水平流 向下流动 流态 全部流态 分离流动 其他流态 G -0.380113 -1.33082 -0.516644 C₂ 0.129875 4.808139 0.789805 G₃ -0.119788 4.171584 0.551627 4 2.343227 56.262268 15.519214 C₃ 0.4775686 0.079951 0.371771 C6 0.288657 0.504887 0.393952

　　a) 对于泡状流或段塞流，气液两相摩阻系数孟用无滑脱摩阻系数，按公式(C.14)计算，其中：

　　无滑脱雷诺数计算见公式(C.25):

　　Re=VmPd¹μm ………………………………(C.25)

　　无滑脱混合物密度计算见公式(C.26):

　　P=ZPɪ+(1-2)P₈ (C.26)

　　无滑脱混合物黏度计算见公式(C.27):

　　4m=44+(1-4)A₂(C.27)

　　无滑脱持液率计算见公式(C.28):

　　(C.28)

　　无滑脱混合物流速计算见公式(C.29):

　　Vm=V 红 +Vg ………………………………(C.29)

　　b)对于环雾流，气液两相摩阻系数考虑为相对持液率H 和无滑脱摩阻系数fs的函数，利用相对持液率H=H/Z, 查表C.2确定摩阻系数比友，两相摩阻系数计算见公式(C.30):

　　f=ff…………………………………(C.30)

　　表C.2相对持液率H与摩阻修正系数最关系 Ha 0.10 0.20 0.30 0.40 0.50 0.70 1.00 10.00 反 1.00 0.98 1.20 1.25 1.30 1.25 1.00 1.00

　　附录D

　　(资料性)

　　单井注采气限制条件

　　D.1油管冲蚀流量

　　当储气库注采井注采气量很大时，高速气体在管内流动时会发生显著冲蚀作用，对管壁产生冲蚀磨损，此时气体的临界流速称为冲蚀流速。临界冲蚀流量是临界冲蚀流速与管柱内横截面积的乘积。在注采气过程中，应保证不会因流量过大而损坏油管。

　　目前储气库建设运行中，临界冲蚀流速宜按公式(D.1) 计算：

　　……………………………………(D.1)临界冲蚀流量宜按公式(D.2) 计算：

　　……………………………(D.2)

　　对于采气，公式(D.2)中p为井口压力Pm,d 为油管内径;对于注气，需首先确定冲蚀危险点，p为评价点的压力，d为评价点的直径。

　　公式(D.1) 和公式(D.2)中，临界冲蚀系数c为经验值，与材料、硬度、弹性模量、冲击角度等有关。

　　D.2临界携液流量

　　在储气库采气周期，除了要考虑气井最大流出能力等上限条件外，还要考虑注采井流动能力的下限条件，即注采井具备能够将地层水带出井筒的最低流动能力。采用椭球形液滴模型的李闽改进Turner公式计算的临界携液流量与实际携液流量很接近。该方法考虑了被高速气流携带液滴变形这一因素，认为高速气流携带的液滴在高速气流作用下，其前后存在一压差，在压差的作用下液滴会变形成一椭球体，适用于积液气井的临界携液流量计算，按公式(D.3) 计算：

　　…………………………………(D.3)

　　其中，对于直井，临界携液流速按公式(D.4) 计算：

　　对于水平井，临界携液流速按公式(D.5) 计算：

　　……………………………(D.4)

　　……………………………(D.5)

　　SY/T 7755—2024

　　D.3出砂临界生产压差

　　D.3.1现场测试法

　　通过对不同生产压差条件下临界出砂压差现场测试，在井口安装超声波出砂监测仪，采用阶梯型调产方法测试，阶梯式增加产量和生产压。当出砂监测仪开始显示强烈出砂信号时的生产压差即为出砂临界生产压差。由于每轮注采周期都会破坏井底出砂通道所形成的颗粒自过滤架桥并造成出砂，应将每轮采气对应临界出砂压差造成的出砂考虑在内。

　　D.3.2 理论计算法

　　目前常用的临界生产压差计算方法按常用程度排序分为以下3种：

　　a) 考虑气层中地层孔隙流体的压力分布特征，根据地层未发生塑性形变时的弹性应力解和Mohr-Coulomb破坏准则，气井出砂临界生产压差预测模型按公式(D.6)计算：

　　………………

　　(D.6)

　　b)“C” 公式法：根据岩石破坏理论，当岩石的抗压强度小于最大切向应力时，井壁岩石不坚固 ，将会引起岩石结构破坏而出砂，见公式(D.7):

　　………………………… (D.7)

　　c) BP公司临界井底压差计算模型，见公式(D.8)～公式(D.10):

　　(D9) U=3.10× TWC ……………………………………(D.10)

　　公式 (D.10)中，TWC为岩石厚壁桶强度，若没有实验室数据，TWC应按公式(D.11)计算：

　　TWC=0.5099UCs-125 ……………………………(D.11)

　　D.3.3室内实验法

　　使用通孔圆柱形厚壁桶样品进行出砂实验。对厚壁桶外壁加气压，通孔一端密封、另一端排气，形成稳定径向气流后，逐步降低通孔中的气压，同时监测出砂情况，在出现明显出砂时的外壁气压与通孔内压的压差即为临界生产压差。室内实验法宜作为现场测试法和理论计算法的补充。

　　SY/T7755—2024

　　附录E

　　(资料性)

　　单井合理注采气量确定示意图

　　E.1 单井合理采气能力确定示意图

　　气藏型储气库单井合理采气能力确定示意图如图E.1所示，图中阴影部分为合理采气能力的范围。

　　●最大合理采气能力

　　——流入曲线Pa

　　— — 流 入曲线Pn

　　——流入 曲线Pa

　　——流入曲线PR

　　——流人曲线

　　——临界携液流量

　　——临界冲蚀流量

　　0

　　10'm³/d

　　图E.1 单井合理采气能力确定示意图

　　E.2 单井合理注气能力确定示意图

　　气藏型储气库单井合理注气能力确定示意图如图E2所示，图中阴影部分为合理注气能力的范围。

　　●最大合理注气能力

　　——流出曲线Pa

　　—— 流出曲线Pa₂

　　——流出曲线P

　　—— 流出曲线Pa

　　——流入曲线

　　—— 临界冲蚀流量

　　0

　　9n,10⁴m³/d

　　图E.2单井合理注气能力确定示意图

　　E.3不同油管尺寸单井合理采气能力预测示意图

　　不同油管尺寸单井合理采气能力预测示意图如图E.3所示。

　　——流人曲线

　　一—油管内径d

　　——油管内径d

　　一油管内径d

　　——油管内径d₄一—油管内径d Pa,MPa

　　0 qg,10′m³/d

　　图E.3不同油管尺寸单井合理采气能力预测示意图