基于计算流体力学技术研究多层合采气井井筒携液能力

为了解决井筒内多相非稳态流动计算以及直观展示井筒多相流流动过程中流型分布变化这一难题,引入计算流体力学(Computational Fluid Dynamics)仿真模拟技术,建立地层-井筒耦合流动模型进行井筒内流体流型的可视化模拟研究。此方法为研究井筒内复杂流动提供了有效的解决途径,并为评价复杂气井携液能力提供了技术支撑。研究成果已应用于多层合采产水气井携液能力研究,揭示了这类气井的特殊动态特征和不同情况下的带水效果,为判断有水多层组气藏单井多层合采的适宜性提供了技术参考。     

气井临界携液流量的计算方法

在气藏开发中,气井井底的液量若不能及时排出,就会在井底聚集,将会形成积液,严重时造成水淹停产,因此,预测气井积液很重要。目前现场主要应用Turner模型进行气井临界携液流量的计算,但有一定的局限性。在实际生产现场,每口井的生产条件是不一样的,因此在计算气井临界携液流量时应先结合拽力系数G的全域拟合关联式计算出液滴的拽力系数,采用与Turner液滴模型相同的力学分析方法,得到了针对不同生产井的临界携液流量的计算公式。通过实例的计算分析,其预测结果较符合实际生产。     

气井携液临界流量计算方法研究

本文引入实际现场数据进行对比,在彭朝阳提出新模型的基础上,提出修正系数,提高模型的预测准确度,并通过与实际数据的比较验证了修正系数的可行性。     

基于井筒携液实验的临界携液流量预测方法

Belfroid模型为现场应用较多的临界携液流量预测模型,针对该公式推导过程中对部分参数存在一定的假设条件从而可能影响预测结果准确性的问题,利用倾斜井筒携液实验装置对气井临界携液流量及其影响因素进行了分析,根据实验测试数据,对Belfroid模型进行了修正,并给出了适用条件.利用修正的Belfroid模型预测了东海部分...     

气井临界携液流量计算方法的改进

准确预测气井临界携液流量对于优化气井生产制度、延长气井生产寿命具有十分重要的意义。国内外学者通过对Turner公式中的临界携液系数进行修正,得到了不同的临界携液流量公式,但这些公式普遍忽略了表面张力和气体偏差系数随温度和压力的变化,以及不同临界携液系数对各气田的适用性。针对这2个问题,文中首先修正了临界携液流量公式中表面张力及气体偏差系数的取值方法,并对将其取作常数的误差进行了分析;然后提出了一种利用流温流压梯度测试资料计算各井段天然气参数,并在此基础上反推临界携液系数的方法,利用该方法即可得到适用于不同气田的临界携液系数及临界携液流量公式。实例计算验证表明,改进后的临界携液流量计算方法较常规方法具有更高的准确性。     

气井井筒携液临界流速和流量的动态分布研究

随着有水气田的开发，产水气井所占比例逐年增加，准确预测气井的携液临界流量和流速对于气井配产及积液判断有着重要的意义，除了寻找适合本气田的预测模型外，还要考虑最大携液临界流量在井筒中出现的位置。为此，通过对携液临界流量和携液临界流速沿井筒分布规律的研究，认为携液临界流量与沿井筒分布气井的产液量有关，其变化直接改变了井筒温度和压力分布。产液量较小时，井筒的温度损失较大，压力损失较小，温度变化对携液临界流量的分布起主导因素，而随着产液量的增加，温度损失逐渐减小，而压力损失逐渐增加，压力变化逐渐成为影响携液临界流量分布的主导因素；携液临界流量沿井筒分布曲线出现的拐点，就是压力变化起主导因素到温度变化起主导因素的转折点；产液量较大时，最大携液临界流量往往出现在井底。研究表明，在计算气井携液临界流量时要算出沿井筒每个位置的携液临界流量值，并以较大值作为气井的携液临界流量。     

定向气井临界携液流量计算方法探究

本文以Turner模型为基础,通过现场应用,提出气井积液时期的预测及排采措施,达到了很好的效果。     

计算气井临界携液流量的新方法

准确计算气井临界携液流量具有十分重要的意义。国内外学者在Turner公式的基础上对其携液系数进行修正得到了不同的临界携液流量公式,但这些公式忽略了将表面张力及气体偏差系数取为常数对计算结果的影响,也未考虑不同携液系数对各气田的适用性,因此应用过程中往往存在较大误差。为此,本文首先对公式中的表面张力及气体偏差系数进行了修正,并对忽略这两个参数的变化所产生的计算误差进行了分析,然后探讨了常规公式不具有普遍适用性的原因,并在此基础上提出了一种应用流温流压梯度测试资料推导携液系数并得到目标气田临界携液流量公式的新方法。最后经实例验证表明本文提出的临界携液流量计算新方法相较于常规方法更具准确性和现场适用性。     

高液气比气井临界携液流量计算方法

高液气比气井环状流场中的液相主要以液膜形式被携带,从液膜逆流角度建立气井携液模型比从液滴回落角度建立更为合理,因此研究了倾斜管低边液膜厚度、平均液膜厚度和气液界面摩擦因数的计算方法。基于液膜受力平衡和动量守恒,建立了适用于不同井型（直井、定向井、水平井）的液膜携带机理模型,得到了临界携液流量的理论计算方法;基于机理模型宽范围计算结果,建立了类似Belfroid模型的经验关系式。Belfroid模型中经验系数为常数,而文中提出的经验系数随管径增大而增大,随液相表观流速增大先增加后减小,随温度增加而减小。根据南海西部产水气井实例验算,积液预测准确率达100%,说明该方法具有较高的预测精度,可为海上和陆地气井积液预测提供理论支撑。     

计算气井最小携液临界流量的新方法

气井最小携液临界流量是采气工程方案编制中的一个重要参数.目前现场主要应用Turner和李闵公式进行气井最小携液临界流量的计算,但这两种公式有一定的局限性.因此,根据气井中运动的球帽形液滴,建立了球帽状液滴模型的气井最小携液临界流量计算公式.并对实际井例进行了计算,给出了气井携液过程中不同分散相存在时的最小携液临界流量的确定方法.     

低气液比携液临界流量的确定方法

针对低气液比的气井携液情况，以Hogedarn和Brown井简压力计算方法为基础，定义了理论和实际持液率，建立确定低气液比携液临界流量的原则和计算公式，对携液临界流量影响因素的讨论及井底压力的分析表明：为了保持正常携液，不仅需要一定的产气量，而且必须具备相当高的气层压力。现场实例分析表明，该方法计算结果与气井实际生产情况相吻合。图1表6参9。     

气井连续携液临界产量的计算方法

针对产水气井的实际生产状况，运用流体力学相关理论，对气井连续携液临界产量的计算方法进行了深入研究，分别提出了高气液比携液临界产量模型和低气液比携液临界产量模型。在高气液比携液临界产量模型中，液滴存在形式为圆球形，模型推导中充分考虑了井筒内流动状态的变化，采用与Turner经典液滴模型相同的力学分析方法，得到了针对不同雷诺数范围的临界产量计算公式，使经典液滴模型在理论上更加完善。在低气液比携液临界产量模型中，以Hagedorn和Brown井筒压力计算方法为基础，定义了理论持液率、实际持液率的概念和计算方法，并通过整个井筒内理论和实际持液率的对比来确定低气液比条件下气井连续携液临界产量，解决了低气液比条件下携液临界产量的确定方法问题。现场应用结果表明，这种方法能准确预测气井连续携液的临界产量，对气井合理生产制度的制定有一定的指导意义。     

一种预测凝析气井临界携液流量的通用模型

凝析气井中流体的流动规律与常规气井有较大差异,但目前凝析气井的临界携液流量预测仍采用常规气井的相关计算模型,从而造成预测误差较大,与现场实际情况不符。针对这一问题,基于质点分析理论和气液雾状流转换理论,首先推导出了凝析气井临界携液流量预测的通用模型,通过分析得出,影响新模型预测精确性的主要因素包括温度、压力、曳力系数、表面张力和临界韦伯数。然后经过优选得到温度、压力和表面张力的计算关系式,论证了临界韦伯数取定值的不准确性,并使用精确度对比和非线性拟合方法得到层流和湍流条件下曳力系数的计算关系式。最后分别建立了产油凝析气井和油水同产凝析气井多元耦合计算模型。现场实例计算分析结果表明,所建立的新模型预测精度超过90%,与凝析气井临界携液流量常用计算模型相比,预测精度提高了26%～41%。该研究成果对于提高凝析气井的最终采收率具有一定的指导意义。     

一种新的多层合采气井分层产量计算方法

多层合采是多产层气藏常用的开发方式,其关键之处在于分析判断各小层产出量。采用系统节点分析方法,以上部气层顶部为分析节点,建立了气井流入、流出动态数学模型,并将层间井筒段的垂直管流引入流入动态模型,确定了多层合采气井分层产量分配及分层井底压力。以某气田S井为例,节点分析结果表明,在合采初期,井口产量较小时,低压层的产能严重受到抑制;各小层间压差越大时,井底流压相差也越大,分层流入动态分析时,不能忽略井底压差的影响。     

多层合采气田层间采收率及影响因素——以靖边气田A井区为例

靖边气田多层合采气田层间动用不均衡,落实层间采收率状况、明确采收率影响因素对气田均衡开采、调整挖潜和提高采收率具有重要意义。利用钻井、测井解释及生产动态资料,在地质储量和动储量计算基础上采用动储量分析法及相关分析技术研究了靖边气田A井区层间采收率及其影响因素。结果表明,多层合采条件下小层采收率差异很大,小层采收率呈现一高多低的格局,层间采收率主要受控于储层物性、尤其是渗透率,而与有效厚度、含气饱和度关系不密切。     

多层合采气井产能指示曲线异常的原因与校正方法

多层合采气井产能试井解释过程中,产能指示曲线容易出现异常情况,有可能导致气井的产能方程和无阻流量无法求取。为了弄清上述异常的产生原因,建立了考虑储层渗流和井筒变质量流耦合的全井段计算模型,用以计算多产层气藏的产气剖面和井筒压力分布;基于对不同产量条件下的气井产气剖面与井筒压力分布特征的分析,剖析了多层合采气井产能指示曲线出现异常的根本原因,提出了校正方法并进行了实例验证。研究结果表明:(1)造成多层合采气井产能指示曲线异常的原因一方面是多层段的井筒中为变质量管流,流压梯度随井深增加逐渐变小,采用压力计所处位置以上的流压梯度折算储层中部的流压高于实际值,另一方面是由于短时关井后多产层段的压力未达到平衡,使测得的静压高于长时间关井各层压力平衡后的静压;(2)多层合采气井产能试井解释的流压宜采用储层顶部以上200 m以内位置处压力计所测得的压力进行折算,并且需采用井筒压力平衡后的静压值;(3)算例和实例均验证了所建模型的可靠性、异常原因分析的合理性和校正方法的正确性。结论认为,该研究成果为多层合采气井的产能评价提供了技术支撑。     

不重复试井确定气井当前无阻流量的简易方法

随着气井地层压力的下降，其无阻流量相应降低。在开发过程中，为了得到气井当前无阻流量，可在气井产能方程通式的基础上，推导出地层压力与无阻流量的关系式。只要知晓气井在地层压力条件下的产能试井无阻流量、当前地层压力，以及各地层压力对应的天然气粘度和偏差系数，便可以由该公式计算当前无阻流量。实例计算表明，该方法简便易行，实用有效。     

针对海上开发区的多船宽方位地震采集观测系统优化设计——以东海西湖凹陷为例

随着海上已发现油气田陆续进入开发和生产阶段,对于地震资料品质的要求也越来越高。从传统宽方位施工方式出发,结合东海西湖凹陷实际地质条件和目前装备技术现状,通过对采集航次和震源船配置关系的改变,设计出满足地质需求的多船宽方位观测系统。在实际采集过程中,考虑到海上平台的影响,又采取变观措施对原观测系统无法实施的测线进行了补充,最终形成了一套针对海上开发区的多船宽方位地震采集观测系统设计方法。