产水气井气液两相瞬变流动分析

产水气井在开、关井过程中,井筒内气水两相的流动为瞬变流动,井筒压力、温度等参数是井深和时间的函数。根据气液瞬变流动过程中所遵循的质量、动量和能量守恒定律,建立了描述气液两相瞬变流动的数学模型。该模型是一组偏微分方程,采用有限差分法对其进行求解,给出了计算井筒压力、温度和气液相速度的差分方程和详细的计算步骤。最后用具体实例模拟了产水气井开井过程中压力、温度随时间变化的情况,分析了压力、温度随时间变化的规律,证明了流动达到稳定后,瞬变模型的计算结果和稳定模型的计算结果是一致的,从而证明了模型是有效的。     

海洋凝析气井关井井筒温度与压力的计算

凝析气井关井井筒温度分布模型属于非稳态传热问题,在压力恢复关井测试中,井筒温度分布对井底压力起着重要影响。考虑流体相变和海水段传热的影响,建立了海洋凝析气井井筒气体瞬变流动的非稳态传热温度、压力耦合的数学模型,采用解析解和数值解相结合的求解方法,实际计算时先将井筒分为若干微元段,求出该段温度,然后通过非稳态传热温度、压力耦合的分布模型再计算得到该段压力,再依次计算下一微元段的温度和压力,直到计算到井底。通过对海上某气田实例气井关井过程温度、压力分布的计算,结果表明所建立的模型能有效地对压力恢复测试过程中气井井口压力进行校正。     

压力温度数值模拟在管柱变形计算中的应用

以气井生产阶段井筒压力、温度分布规律为研究对象,考虑井筒径向传热过程,根据气体流动的基本方程及气体状态方程,推导建立了综合描述气体稳定流动时压力、温度、流速及密度分布的常微分方程纽,并采用四阶龙格一库塔法进行数值求解,通过与实测数据的对比,验证了模型和数值解法的准确性。在此基础上,通过与传统方法对比计算管柱的变形量,证明了产气阶段采用传统方法计算管柱变形量将产生较大误差,认为采用考虑压力、温度耦合的计算模型结果更符合实际。     

气井测试关井最高井口压力预测方法研究

气井(尤其是高温高压气井)完井试油时,关井最高井口压力对于选择油层套管和采气井口以及封隔器完井工艺的设计都是必不可少的参数,必须进行准确预测.文献[1、2]提出了两种基于静止气柱的预测方法,未考虑关井后井筒温度的变化以及续流的影响,误差较大.本文通过对关井后井筒压力、温度变化的分析,详细研究了瞬变过程以及达到稳定后关井最高井口压力的预测方法.实例应用表明,瞬变过程达到稳定后,瞬变过程和稳定过程的关井最高井口压力的计算结果是一致的.     

气体钻井过程中的瞬态流动分析

气体钻井过程中,调整钻井参数或者钻遇储层都会引起井内流体的瞬态流动。基于可压缩流体不稳定流动理论及地层流体渗流理论,建立了气体钻井过程中井简瞬态流动的数学模型。针对井内水动力体系的复杂特点,讨论了模型的定解条件,并对模型进行了数值求解。最后,文章对气体钻井中改变钻井参数以及钻遇储层两种情况井内气体的流动进行了计算,结果表明,增加注气量时井内压力波动不大,但钻遇储层会引起井内压力和流速的大幅度波动。     

气藏水平井水平段压力分布研究

根据气藏内气体的流动模型和水平井井简内流体的流动模型,建立了耦合模型,通过该耦合模型对气藏中的水平井井简内单相流动特性进行了数值计算研究。由于所用气藏模型压力分布较为复杂,使得水平井的流动计算变得相当复杂,应用表征流动特性的非线性方程对空间进行迭代计算,再向时间推进。通过编制实用计算程序计算气藏水平井压力分布,为水平井的设计开采提供一定 的依据。     

CO2井筒相变流动温度压力计算模型研究

CO2在井筒流动过程中的气液相变对井筒温度、压力分布的计算有较大影响。CO2流体在气液相变段的流动属于两相流动,目前常用的计算方法均未考虑该气液混合段的两相流计算。文章从传热学及两相流理论出发,建立了井筒流体相变过程中温度、压力分布的耦合计算新模型;考虑沸腾传热和凝结传热的影响,对流体相变过程中井筒总传热系数进行了修正。该模型主要创新在于可以对CO2流体相变过程中气液混合段的温度、压力进行求解,并能对该混合段气液组分含量变化的动态过程进行计算。运用此模型对吉林油田H75-29-7井压力、温度、质量含气率进行了计算,计算结果与实测结果对比显示本模型计算精度较高。     

气藏水平井水平段压力分布研究

根据气藏内气体和水平井筒内流体的流动模型，建立了耦合模型。通过模型对气藏中水平井井筒内单相流动特性进行数值计算研究。由于气藏模型压力分布较为复杂，使得水平井的流动计算变得相当复杂，应用表征流动特性的非线性方程对空间进行迭代计算，再向时间推进。通过编制实用计算程序计算气藏水斗井压力分布，为水平井的设计开采提供一定的依据。     

�����꾮�����о��ڲ��ȶ��������ֳ������о�

气体钻井过程中钻进参数的改变将引起井内气体的不稳定流动，这种现象在用气体钻井方式打开产层时尤为明显，这些情况用常规气体钻井稳定流动理论不能准确模拟。通过对井内气体不稳定流动的分析，还可以实现钻井过程中的动态地层评价，因此，井内气体不稳定流动也是欠平衡钻井随钻试井理论的重要组成部分。基于可压缩流体不稳定流动理论，文章建立了气体钻井过程中井内瞬态流动的数学模型并提出了模型的数值解法。针对井内水动力体系的复杂特点，文章讨论了定解条件的确定方法。最后将模型应用于伊朗TBK-14井，对开启压风机和增大压风机排量两种情况进行了分析，与现场试验对比表明，数值模拟结果与井内的实际情况一致。     

深水气井测试初开井温度和压力模型及其在水合物预测中的应用北大核心CSCD

深水气井测试初开井阶段为典型的非稳态变化过程,采用稳态模型计算的温度和压力误差较大,导致水合物预防缺乏准确依据。综合考虑开井过程、海洋与地层环境差异、井身结构、测试管柱尺寸、产量以及气体上升过程中的膨胀做功等因素,建立了深水气井测试初期管柱内温度和压力模型;在此基础上,结合水合物相平衡条件,得到了深水气井从开井到稳定生产阶段的水合物生成区域预测方法。不同开井产量和开井时间对水合物生成区域影响规律分析结果表明,管柱内温度随着开井时间的增加而相应升高并逐渐趋于稳定,而水合物的生成区域会随着开井时间增加而逐渐减小,达到稳定后保持不变;初开井产量对水合物生成区域影响较大,适当提高开井产量有助于降低水合物生成风险。本文建立的预测方法可以为深水气井作业水合物防治方案设计提供依据。     

气井压力温度预测综合数值模拟

基于质量、动量、能量守恒原理,导出了描述气井流动气柱的压力、温度、流速及密度分布的常微分方程组,采用四阶龙格-库塔法数值求解.该数值模型综合考虑了井斜角、井身结构、油管柱结构、气井井筒的径向传热、不同环空传热介质及地层的热物理性质沿井深的变化,符合气井的实际情况.应用6460m的新疆柯深1井(高温高压气井)基本数据进行实例计算,并对模型进行了敏感性分析.计算绘出了不同产量下气体压力、温度、流速及密度沿井深的分布曲线,直观地反映了气井的流动规律和地层的传热特征.可为高温高压气井试井工艺设计和生产动态分析(如水化物预测、油管柱设计等)提供技术依据.     

气井油管流动计算动能项的取舍

气井全油管段的总能耗由位能、动能和摩阻三项组成。采气井油管内单相或气水两相流动数学模型的建立，都以气井稳定流动方程作为基础。Ｋatz提出的建模的假设条件之一就是“动能忽略不计”，对纯气井而言，这对计算精确度影响不大。同时，也正因为有了这一假设，简化了微分方程，才使采气流压运算变为可能。但对含水、含油和油水皆含的复杂井流，这种假设就会带来较大的计算误差。为此，探讨了气井管流动能项的取舍对计算气井油管流压梯度的影响，建立了６种井流动能因子的表达式，并对主要敏感参数进行数据分析，对动能项的取舍作出了明确回答。针对复杂井流，在气井油管流压梯度计算公式中应该保留动能项，这样才能确保油管流压梯度计算的精度。     

输气管道中的不稳定流动分析

天然气输配系统通常是由不同压力范围的管道组成的高度密集的网络系统.在管道系统的规划和设计过程中,为了保证其安全、经济性,对管道系统进行模拟和分析是十分重要的.针对复杂输气管道系统的特征,采用系统分析的观点,将管道系统划分成一定的子系统,并通过建立子系统中不稳定流动的数学模型和综合相关的连接条件、边界条件和初始条件,提出了整个管道系统的联立模型,然后利用泛函分析理论和算子级数法求解联立模型,得到了问题的广义解.该模型和求解方法已编成计算机程序,已应用于四川输气管道的模拟.通过分析和应用表明,其模型和算法具有计算方便,精度高,省时和适用范围广等优点.     

压力波气侵检测理论及应用

压力波在气-液两相流中传播速度模型被分析和研究表明:压力波在气液两相流中传播速度远低于在纯液与纯气中传播速度.在一定的井深及泥浆性能等情况下,对于一定的地层进气量,在环空中将出现对应的气液两相流型及对应的气体上升速度.根据压力波在环空中传播时间变化情况,通过求解气液两相流偏微分方程组,可以在地层气体侵入井眼不久即可检测出气侵高度及气体含量.本方法比传统方法发现气侵的时间早得多.     

新场气田沙二段低渗透气藏水平气井控制储量计算

新场气田沙二段气藏属低渗、低水干气气藏,该气藏水平井单井控制储量计算难度大,在理论研究、方法学习、现场验证和结果对比分析的基础上,利用动态监测资料计算水平井单井动态储量.主要利用产量递减法、流压法和产量不稳定法、历史拟合分析法计算动态储量.分析认为,产量不稳定法和历史拟合法计算结果较为可靠,实际应用中可综合利用这4种方法进行沙二段气藏动态储量计算.单井控制储量的计算为沙二段气藏气井的合理生产提供了依据.     

气侵期间套压的控制作用分析

以环空气液两相流动为理论基础,建立了井筒气侵流动计算模型,同时给出了计算模型的数值求解方法。通过研究不同气体侵入速度和井口工作套压对侵入气体体积和井底压力的影响作用,分析了发现溢流后,在井口加压的控制作用,提出了在循环钻进时维持一定的井口工作压力,发现溢流后提高井口压力的控制方法。这种作业方式能够有效的减缓气体的侵入、已侵气体对井眼的影响作用,控制气侵流体在井眼中的膨胀运移,降低井控作业的风险。     

凝析气井生产系统分析方法

根据天然气和反凝析液在地层中渗流特征,结合凝析油气体系相态理论及闪蒸计算方法,考虑流体相态和组分变化,引入稳态理论计算的两相拟压力函数,建立凝析气井流入动态预测新方法,通过与系统试井的结果对比,认为该方法适用于凝析气井的流入动态预测.利用垂直管流公式,结合流体相平衡热力学闪蒸计算,运用状态方程模拟,给出凝析气井流出动态预测新方法,通过三口井12组实测数据的实例计算,其计算精度较高且比不考虑相态变化的方法更为精确,说明适用于凝析气井流出动态预测.将凝析气井流入动态和流出动态预测方法相结合,给出更为符合实际的凝析气井生产系统分析方法,能更好地指导凝析气井的生产.     

异常高压气井生产动态仿真研究及应用

异常高压气井生产动态仿真方法不仅改变了传统物理仿真成本高、过程复杂的缺点,而且具备了计算机仿真模拟的准确性。考虑异常高压气井流体高压、高温的特点,本文将异常高压气井生产压降分解为地层流动压降、井筒流动压降和嘴流流动压降三个过程,并建立了气井生产动态流动数学模型;本文利用计算机仿真技术模拟了异常高压气井地层流体流动过程、井筒流体流动过程和气嘴流体流动过程,并预测了气井生产动态流动参数,为下步异常高压气井动态配产提供了基础数据。通过实例分析,将计算机仿真预测出的异常高压气井流动参数代入优化配产模型计算出配产结果与实际配产结果十分接近,表明异常高压气井生产动态仿真对实际生产具有重要的指导意义。     

高气液比气井井筒温度分布计算方法

井筒的温度分布是气井设计和动态分析必不可少的参数，可以通过直接测量或者计算两种方法得到。但是目前对于一些超深、高温高压或井况复杂的气井，难以进行直接测量；对于高气液比气井，井筒温度分布的计算方法存在计算精度低和可用性问题。因此，研究井筒内的温度分布十分必要。以传热学和两相流理论为基础，建立了高气液比气井井筒温度分布的计算模型，考虑到液相对热物性参数的影响，可以在没有井口资料的情况下计算出气井井筒内的温度分布；对井口温度的敏感性进行了分析，分析了气产量、液产量、不同液体以及管径等对井口温度的影响；通过实例计算，井口温度的计算平均误差为2.35％，与不考虑液相影响的计算结果相比较，该结果更与实测值接近，更为精确。