随钻地层压力测量模拟试验装置研制

为自主研制随钻地层压力测量工具,研制了一套随钻地层压力模拟试验装置。装置由井眼环境模拟系统、模拟测量短节、操作控制系统和辅助系统四部分组成。该装置能够模拟地层压力环空压力之外,还可以提供高温高压试验环境。该装置可实现地层压力和环空压力0.1~70 MPa可调,控制精度0.1 MPa,环空压力上升梯度约为1.25 MPa/min,地层压力上升梯度约为1.56 MPa/min,温度范围为室温~125℃,温度控制精度1℃,温度上升梯度平均为1.6℃/min。并选用了两种不同渗透率岩心对随钻地层压力测量模拟试验装置进行试验,结果表明模拟装置各模块工作可靠,所测压力曲线能够反映地层压力参数。该装置为检验原理样机性能、揭示改进方向提供了技术支撑。     

气藏开采中地层温度及井口压力对井筒流动参数的影响

根据气藏开采过程中气体在井筒内流动的特点 ,得出了单相气体恒速流动状态微分方程组。阐述了不同地层温度与井口压力下井筒气体流动参数的分布 ,并说明了不同地层温度下 ,井口回压对井底流压与产量的影响。结果表明 ,在不同的地层温度与井口压力下 ,井筒底部的气体速度与密度可以高于、等于或低于井筒上部的气体。通过合理控制井口压力可以调整井筒内流体流动状态参数 ,从而合理控制生产压差和产气量 ,以满足气井安全测试与生产的要求。对几口井数据的数值模拟结果验证了地层温度与井口压力对井筒气体流动参数的影响规律。     

注CO_2井井筒温度压力分布主控因素分析

通过对低温CO2与井筒、地层传热机理的研究,建立了注气开发中综合考虑井筒沿程流体相态以及热物理性质变化的井筒温度、压力场数学模型,利用四阶龙格库塔法求解,并开发了"注CO2井井筒温度、压力场数值模拟"软件,研究注气过程中井筒温度、压力受不同因素影响的变化规律.结果表明,注入速度、累注量、套管直径对井底温度影响较大,注入温度对井底压力影响较大.     

高温高压起泡剂性能评价装置研制及起泡剂体系筛选评价

起泡剂性能评价及筛选对于泡沫驱替具有非常重要的作用,室内起泡剂性能筛选用的装置主要是采用Waring Blender搅拌器,但是,该泡沫发生装置无法满足高温高压条件下起泡剂的性能筛选及评价,为了研究地层温度和压力条件下起泡剂体系的性能及影响因素,设计出一套起泡剂体系的高温高压实验评价装置,该装置基于长岩心驱替设备的高温高压可视窗和泡沫发生装置进行泡沫高温高压评价及起泡剂性能检测,装置耐温180℃,耐压70 MPa,文中对装置的设计思路和结构细节等进行深入讨论。     

气藏开采中地层温度及井口压力对井筒流动参数的影响

根据气藏开采过程中气体在井筒内流动的特点，得出了单相气体恒速流动状态微分方程组。阐述了不同地层温度与井口压力下井简气体流动参数的分布，并说明了不同地层温度下，井口回压对井底流压与产量的影响。结果表明，在不同的地层温度与井口压力下，井筒底部的气体速度与密度可以高于、等于或低于井筒上部的气体。通过合理控制井口压力可以调整井筒内流体流动状态参数，从而合理控制生产压差和产气量，以满足气井安全测试与生产的要求。对几口井数据的数值模拟结果验证了地层温度与井口压力对井筒气体流动参数的影响规律。     

考虑热效应的CO2气井试井压力模型和计算方法

油井注CO2采油,在CO2停注关井后,井筒不同位置处温度与地层温度不相同,存在井筒和地层的热交换,变化的温度和井筒储集流动共同影响井底压力.为了正确模拟关井后不同时刻的井筒压力,温度,密度和速度分布,建立了一个基于CO2注入的井筒管流及地层渗流热流耦合数学模型,对地层气体渗流采用半解析半数值的求解,对井筒流动使用PISO方法来进行数值计算.计算结果表明:关井后热效应对井底压力导数曲线的早期形态有明显的影响,因而可以分析热效应对井底压力的影响,正确指导CO2注A工艺.     

羽状水平井欠平衡钻井环空流动特性研究

羽状水平井欠平衡钻井技术是近几年来国内外煤层气开发中普遍采用的一项减少储层伤害、提高低渗储层煤层气采收率的新技术。针对该技术的技术特征,建立了物理模型和数学模型,结合现场井例分析了井筒环空内各流动特性参数的变化规律。结果表明:井底压力随泥浆排量的增加单调递增,同一泥浆排量条件下,环空注气量越大,井底压力值越低;羽状井自注气点至井口的井筒环空内,水平段由于静液压力占主导,空隙率、混相流体流速增长幅度较小,混相流体密度少许降低,压降损失也较少;竖直井筒环空内空隙率及混相流体流速自井底沿井筒向上初始缓慢增大,当环空压力降低到一定程度后,由于气液滑脱效应,而急剧增大,环空内混相流体密度变化规律与之相反,环空压力自井底沿井筒向上呈线性减小。     

基于反褶积的地热井井底压力响应计算方法

文章提出了一种根据地热井放喷试验数据计算井底压力响应的方法,解决了放喷试验数据无法进行分析的难题,计算出的井底压力数据反映了地层流动特征,可用于试井分析和产能预测。由于地热井井筒温度、压力变化较大,在计算井筒压力损失时根据流体、水泥环、地层的耦合传热,推导热量损失的微分方程,给出了一种井筒温度、压力、密度分布的计算方法,使计算出的井筒压力损失较准确。在计算井底压力响应时,使用基于反褶积的总体最小二乘方法根据变流量条件下的井底压力计算出单位流量下的井底压力响应,同时把测量误差纳入了目标函数。最后对国内某地热井地面放喷试验数据进行了分析,根据计算出的井底压力响应预测了不同开采条件下的产能,预测的长时间开采时的产量与放喷测试获得的稳定流量吻合,验证了方法的正确性和实用性。     

超临界二氧化碳压裂井筒温压及相态控制研究

超临界二氧化碳压裂液对温度、压力较为敏感,准确地预测注入过程中的井筒温压及相态直接影响着最终的压裂效果。因此,建立了考虑轴向导热、焦汤效应、膨胀(压缩)做功、摩擦生热热量分配的超临界二氧化碳压裂井筒瞬态温压模型,模拟分析了注入温度、施工排量、降阻效果、油管尺寸对井筒温压及相态的影响。研究结果表明,井筒温度降低导致的二氧化碳密度增加、流速降低,使得井口压力随井底温度同步降低。注入温度越高、施工排量越小、降阻率越高、油管尺寸越大,井底温度越高、井口压力越低。其中,井口温度增加10℃,井底温度增加约为7℃;降阻率提高20%,井口压力降低约7MPa。提高注入温度及流动通道的横截面积、降排量的同时使用稠化剂(降阻剂)可促使二氧化碳在井底达到超临界态。研究成果对超临界二氧化碳压裂的优化设计及现场应用具有较强的指导意义。     

高产纯气井井口压力动态异常机理分析

以气井井底压力动态为基础，综合考虑井简中各种因素，特别是温度的影响，引进井筒效应的概念，从理论上分析了高产纯气井在纯井筒储存和径向流动阶段，产生井口压力动态异常的机理，包括产生的条件及适用范围，研究表明，引起高产纯气井产生井口压力动态异常的主要原因是开关井过程中井筒流体温度和流体相态的变化；在井底压力的计算过程中，必须考虑井筒流体温度和相态变化的影响。     

用压力分布评价试井解释结果可靠性

针对试井分析具有多解性,其解释结果的可靠性评价还没有专门的技术手段这一问题,采用压力分布分析来评价试井得到的解释结果,将解释结果中的数据,绘制成生产井和注水井（生产井）之间的井间压力分布图,并由此图来检验渗透率等其它参数的准确性。通过调整压力分布图来克服试井解释的多解情况。可以更准确的得到地层参数,判断试井解释的可靠性。     

计算气井井底压力的数值方法

本文应用了一种数值方法直接计算气井井底静压和流压,给出了几个计算实例并与其它常用的形式积分方法作了比较。     

水平井压井立压控制误差分析与井口套压预测

根据水平井压井的基本原理,考虑环空摩阻、流体流型影响下的计算误差,分析了水平井与直井压井控制立压变化的比较误差.以直井井控理论、多相流理论为基础,建立了水平井井控三相流理论模型,采用有限差分方法对模型进行了数值化求解.算例分析结果表明,在水平井立压控制过程中,如果按直井方式压井,不仅在初始立压点和终了立压点存在误差,而且在造斜点、稳斜点处也存在较大的误差,这将对水平井井控作业产生一定影响.在水平井压井过程中,直到溢流全部移出水平段时水平井的井口套压才开始逐渐增加;岩屑床的存在使水平段和造斜段的环空尺寸减小,对流体流速有一定影响,使井口套压比不考虑其存在的情况时偏高;水平井曲率半径、水平段长、水平段微小倾角、多个造斜率等因素对井口套压影响不大,而井眼尺寸、压井排量、溢流量等因素对井口套压影响较大.     

高速非达西流动定压生产气井试井分析方法

针对定压气井试井中求取高速非达西流动因子的难题,研究了井筒周围气体高速非达西流动影响,推导得出了无限大地层气井定井底流压生产的渗流方程,通过对该方程的处理,并对定压生产气井试井数据进行分析,确定出此类气藏的储层渗透率、非达西流动因子和表皮因子。实例分析表明,对于具备条件进行定流压生产测试的气井,利用该试井分析方法可方便、准确地求取地层参数。     

斜井试井分析方法研究

针对上下边界封闭或定压的水平方向无界的板状油藏中,斜井试井解释数值积分计算量大、实用性差的问题,在Ozkan等人的研究基础上,提出了一种实用的计算斜井压力响应的方法,计算效率提高一个数量级.同时还提出了一个求等价压力点的理论公式及其实用算法.这两种算法都通过理论模型和实测资料进行了验证,解决了斜井试井分析方法实际应用的关键问题.     

水平分支井试井解释方法研究

以无限空间点源压力响应的基本解为基础,研究了水平方向无限大油藏在任意位置的压力响应,从测压点位置、等价压力点、多解性的解决办法等方面探讨了水平分支井的试井解释方法。以渤海油田4个分支井眼的水平分支井SZ361CF1为例,系统研究了非均质双重介质油藏中瞬时压力响应的有效算法、在无限导流能力的井内等价压力点的取法、以及严重存在多解情形的试井解释方法等。对油田提高油藏采收率、增产具有重要意义。     

低渗低压水平气井压裂研究及实践

水平井技术已逐渐成为油田提高采收率和开发综合效益的重要手段,国内外应用情况表明,钻遇在低渗透油藏的水平井,不经过压裂酸化改造很难达到工业开采价值。从区域地质特征及井况条件出发,充分研究了压裂液、支撑剂选择、压裂管柱结构以及压裂规模等方面,通过优化设计,确定了适合低渗低压水平井的压裂的前置多段塞、大排量造缝、降排量携砂及施工方案优化等压裂技术措施。对红台2-17井进行了大型压裂施工试验,取得了较好的增产效果,为国内低渗储层低压水平气井压裂提供了宝贵的经验。     

考虑启动压力梯度的面积井网极限井距计算

低渗透储层具有低孔、低渗特征,其孔隙结构异常复杂,表现出非达西渗流,存在启动压力梯度现象。本文在归纳总结启动压力梯度的表现形式基础上,得出启动压力梯度应综合反应储层和流体特性,即应与流度存在相应的关系。并选取某油田盐膏层间低渗透致密岩心,通过实验研究,得出了启动压力梯度与流度之间的关系式。在考虑启动压力梯度情况下,推导出直井、水平井极限井距计算公式,研究直井极限井距与渗透率、生产压差之间的关系。并通过控制变量法,研究了水平井长度、岩石渗透率、流体粘度、生产压差对水平井极限井距的影响,得出相应的图版。且在研究单口直井、水平井极限井距的基础上,扩展到不同类型井网组合井距的计算。最后通过实例结果验证,此方法简单、实用,对确定低渗透储层合理井网井距具有重要的指导意义。     

蛇曲井生产井段压降预测方法

蛇曲井是一种新型复杂结构井,生产井段存在较大的纵向起伏,井筒流动特征既不同于普通水平管,也不同于水平井。研究了蛇曲井井筒流动特征,对蛇曲井微元段和孔眼段的流动进行了分析,根据质量守恒原理和动量定理,建立了裸眼完井和射孔完井方式下蛇曲井生产井段的井筒压降预测模型。在定产量和定井底流压两种工作制度下,给出了蛇曲井生产井段的压降预测方法。应用所建预测模型和水平井的水平段压降计算模型分别计算了某裸眼完井蛇曲井生产井段的井筒压降,结果表明：蛇曲井生产井段井筒压降不能用常规水平井水平段的压降模型计算,蛇曲井生产井段井筒压降不能忽略。     

低渗透各向异性油藏中五点井网优化

各向异性的存在会使五点井网中位于不同方向上的生产井见水时间各不相同,造成井网的不均匀驱替,为了改善井网水驱开发效果,需要对常规五点井网进行优化设计。基于非达西渗流公式和流线积分方法,推导了各向异性油藏中考虑启动压力梯度的生产井见水时间公式,通过使位于不同渗透率方向上的生产井的见水时间相同,求得了不同方向上的注采井距之间的关系。研究表明:当井网中所有生产井工作制度均相同时,注采井距的优化主要受各向异性程度的影响,而注采压差和启动压力梯度对它的影响并不大;此外,当井网中的注采井距均已确定的情况下,还可以通过改变不同生产井与注水井之间的注采压差以达到井网均匀驱替的目的。研究成果为低渗透各向异性油藏中五点井网的合理开发提供了理论设计参考依据。