水平井蒸汽吞吐三维静态温度分布计算模型

三维静态温度分布的计算是依据稠油油藏导热特性,结合井温测井资料及水平井筒微元导热机理分析,并合理假设油藏条件,建立油层三维导热柱状温度分布模型,采用差分方程径向与轴向先分离再结合的方法进行整合,再使用不完全LU分解和ORTHOMIN加速方法对数学模型进行求解。利用该模型分析稠油热采水平井三维导热机理,计算热采水平井焖井地层网格的温度分布差异,计算水平井蒸汽吞吐静态三维温度场,为最终优选注采参数及提高最终采收率提供依据。     

复杂条件下疏松砂岩油藏动态出砂预测研究

静态出砂预测没有考虑地层压力、含水饱和度和地层温度等变化对出砂临界条件的影响,导致开发过程中出砂预测结果与实际偏差较大。为了研究动态因素对出砂条件的影响规律,根据试验结果拟合岩石强度含水饱和度的变化规律,含水饱和度由0.15变为0.50时,储层岩石强度下降幅度可达60%左右;考虑地层压力下降对近井地应力的影响,以及温度变化导致的储层热应力改变,建立了稠油热采储层动态出砂临界条件的预测方法。渤海油田注多元热流体油井数据分析表明,储层出砂临界压差随着地层压力下降和温度升高以类似于指数式规律降低,在早期变化较快,然后下降速度逐步变缓;出砂临界压差随含水饱和度和含水率的升高以接近线性的规律降低。研究表明,注热开采稠油油藏出砂风险最大的时期为注热—焖井—生产的转换阶段,即转生产的初期,此时应逐步缓慢提高产量到正常产量。      

海上非凝结气与过热蒸汽混注井筒传热特征研究

为了优化海上稠油油藏"非凝结气与过热蒸汽"（简称为"混合汽/气"）混注过程中的注汽参数,根据质量、能量和动量守恒方程,建立了井筒内非等温流动数学模型,结合海水中传热模型、地层内瞬态导热模型,建立了完整的海上稠油油藏注混合汽/气井筒传热模型,利用有限差分法和迭代法计算得到井筒内的压力和温度分布。研究结果表明:海水流动能明显增加井筒热损失,降低混合汽/气的温度;随着非凝结气含量增加,混合汽/气的温度和过热度均下降;随着注汽压力增加,过热度不断下降。海上稠油油藏注混合汽/气井筒传热模型为优选注汽参数和分析海水对井筒热损失的影响提供了理论依据。      

深层高压气藏井筒不稳态传热压力温度耦合计算方法

深层高压气藏井筒流动是不稳态热流问题。综合考虑井筒中压力、温度之间的相互影响,建立了井筒压力、温度分布耦合计算模型,包括温度计算模型和压力计算模型,采用解析解和数值解相结合的方法给出耦合算法。在温度计算模型中,考虑井筒中传热以及井壁向地层传热均是不稳态过程;在压力计算模型中,考虑摩擦阻力和动能变化的影响。用该模型计算塔里木油田YH23-1-14井的压力、温度,与实测压力、温度数据进行比较分析的结果表明,计算模型的精度很高。图3参10     

考虑注汽井筒压力变化的热损失计算

在注蒸汽热采过程中,井筒中压力的变化必然导致井筒温度和饱和蒸汽物性参数的变化。文章在考虑注汽井筒中压力变化的基础上,建立了井筒综合传热数学模型,对井筒传热过程进行了计算。计算结果表明,为了提高 蒸汽干度利用率和减小井筒热损失,应提高注汽速率,减小井口蒸汽压力,加大井口蒸汽干度。这一成果对于指导油井现场注蒸汽热采,综合评价系统注汽效率具有一定的指导意义。     

逆流自吸效应对页岩油储层坍塌压力的影响研究

页岩油储层在采用水基钻井液欠平衡钻进时,由于毛细管力作用,钻井液滤液仍会进入地层,降低地层稳定性。为此,进行了逆流自吸效应对页岩油储层坍塌压力的影响规律研究。基于两相渗流理论,建立了逆流自吸作用下的水侵模型,分析发现页岩油储层井眼附近的含水饱和度随欠压差值增大而降低;在考虑水化作用对地层岩石强度的影响的基础上,建立了井周应力模型,对页岩油储层的坍塌压力当量密度变化规律进行了分析。研究发现:逆流自吸作用下,钻井时间越长,欠压差值越小,页岩油储层坍塌压力越大,越不利于井眼稳定;当只改变欠压差值时,页岩油储层最大井径扩大率存在最小值。研究认为,建立的井周应力模型可为页岩油储层欠平衡钻井设置合理欠压差值以及调整钻井液密度提供理论依据。      

基于非等温三相流模型的欠平衡钻井井底压力预测

考虑欠平衡钻井中钻屑的影响以及由于地层和钻井液之间热量传递导致的温度变化,应用气-液-固三相流模型来模拟井筒流体,计算井筒温度和压力分布,分析不同参数对环空内流体压力和温度分布的影响.研究表明,与两相流模型及其他考虑地温梯度的三相流模型相比,考虑传热的非等温三相流模型能够更加准确地预测欠平衡钻井井底压力.井筒内黏性耗散...     

水平井蒸汽吞吐热采过程中水平段加热范围计算模型

对于稠油水平井的产能评价和动态预测，注蒸汽吞吐生产过程中水平段的加热范围至关重要。由于油藏中水平井水平段长度比直井中直井段长得多，蒸汽的压力、温度和干度沿着水平段分布不均匀；根据水平井变质量流的思想，用动量定理和能量守恒定理建立蒸汽沿水平段的压力、温度和干度分布计算模型；同时根据传热学等有关学科知识，考虑水平井中水平段加热过程和机理不同于直井的加热过程和机理，建立了水平井注蒸汽吞吐加热范围计算模型。根据辽河油田冷42块油藏基本参数，用所建立的模型对水平段加热范围进行了计算，对计算结果进行的研究表明：蒸汽压力、温度、干度、加热范围沿水平段不是均匀分布的，第一临界时间、第二临界时间的概念反映了蒸汽在油层的运移过程。     

热采水平井多点注汽工具设计与试验研究

多点注汽是改善稠油热采井吸汽剖面、提高采收率的有效工艺,蒸汽限流分配器是实现该工艺的关键工具。以热采水平井吸汽能力模型为基础,综合考虑油藏物性、井筒汽液两相流压降的影响,设计蒸汽限流分配器,实现沿水平井筒蒸汽注入量的调配。通过水平井注汽地面模拟试验,验证蒸汽限流分配器的有效性,并研究注入参数的影响。结果表明:调配蒸汽限流分配器的通流面积后,试验单元流量分布的均匀性得到明显改善,不均匀系数最大降幅为93.8%;随着泵排量的增大,流量分布不均匀系数先减小后增大;蒸汽限流分配器与封隔器的优化组合是实现水平井多点注汽工艺的有效方法。     

水平井筒分层流型压降计算模型研究

井筒流动是一种沿井筒不断有流体流入的变质量流体流动 ,因此其压降计算有别于常规管流。在混合损失计算模型的基础上 ,应用动量守恒原理推导出了新的水平井筒气液两相分层流型压降计算模型。该模型较全面地考虑了井筒流动各方面的参数 ,将井筒压力损失划分为摩擦损失、加速损失、重力损失和混合损失等 4部分 ,其中加速损失主要源于径向流入引起的加速损失 ,以及由于持液率的变化引起气、液流速变化而导致的加速损失。计算实例表明 ,水平井筒气液两相流动中的井筒压降均随着管壁入流量和轴向流量的增加而增大 ;入流角对井筒压降的影响主要表现为混合损失占井筒损失的比例随入流角的增加而增加 ;新的水平井筒压降模型与油藏渗流相耦合 ,可为水平井产能研究提供理论指导。     

高升油田强穿透活性解堵技术

高升油田难采储量区块和注水区块开发过程中,由于油藏埋藏深、储层物性差、粘土含量高、储层受伤害等原因,注汽和注水困难,蒸汽吞吐和水驱油效果差。针对高升油田长期以来存在的主要问题,进行了强穿透活性解堵技术的研究。应用表明强穿透活性解堵剂可有效解除油层污染,提高近井地带储层渗透率,降低注汽和注水压力,增加注汽和注水量,提高区块开发效果。     

非均质底水气藏水平井井筒流量及压力剖面研究

在非均质底水气藏开发过程中,水平井钻遇不同渗透率的储层是影响水平井井筒流量以及压力剖面的重要因素.以非均质底水气藏水平井渗流理论研究为基础,利用微元法将非均质储层分为若干均质储层,并在每个均质区域考虑储层与井筒耦合的变质量流动,建立了求解非均质底水气藏产量以及压力剖面的半解析模型.实例分析表明,水平井井筒流量剖面随着渗透率分布的变化出现不同幅度的波动,渗透率级差越大,流量剖面波动的范围越大,且水平井钻遇高渗透储层越多,总产量也越大;在水平井井筒跟端与趾端附近,渗透率分布对井筒压力剖面基本无影响,而在水平井井筒中间部分,高渗透储层分布越多,压降越大,反之则压降越小,但整个水平井井筒压降仅为10-4 MPa左右,因此水平气井压力测试只需将压力计下到井筒跟端处.     

变形双重介质油藏井筒耦合模型及数值模拟研究

针对双重介质地质特征和油气实际流动过程,同时考虑了双重介质的应力敏感特性以及油藏-井筒耦合流动的影响,将变形双重介质油藏渗流与井筒管流作为整体进行研究,建立了变形双重介质径向油藏与井筒耦合单相流动模型;针对模型方程的强非线性,采用无条件稳定的全隐式方法对模型进行离散,应用Newton迭代方法求解,得到模型数值解;并探讨了依赖产量和形状因子的裂缝压力动态变化规律,给出了压力图版。     

稠油水平井注蒸汽热采时加热深度的确定

通过对垂直井、斜直井井筒温度分布规律的研究，推导出水平井注蒸汽热采时井筒温度分布的理论模型，并进行了解析求解，依据油品性质（包括地层热物性参数），计算出了不同产量、含水量，不同油层条件下的井筒温度分布，从而确定出油井在不同条件下的加热深度。     

KZ高温调堵剂在稠油开采中的应用

分析了克拉玛依油田稠油油藏的特点，具有埋深浅，地层胶结疏松，且储集层本身不均质性非常严重，平面上和纵向上渗透率级差可达十几倍。由于蒸汽介质与稠油流度差异及蒸汽的重力超覆等，造成注汽过程中蒸汽发生指进和汽窜。表现为生产井的产液量、产液温度和产水大幅度上升，产油量下降。针对稠油开采过程汽窜较为严重的问题，室内开展了耐高温调堵剂研究，KZ高温堵剂，该剂具有良好悬浮稳定性，固化后强度高，对于高渗透地带能起到很好的封堵作用等特点。     

注蒸汽开发稠油油藏中的井筒热损失分析

注蒸汽开发稠油油藏过程中，为了预测沿井深和随时间变化的蒸汽温度分布、干度分布和蒸汽压力分布、套管和地层温度分布，以及焖井、开井生产过程中温度、压力的变化，首先必须建立注入过程中的井筒-地层温度分布模型。而这一模型建立的基础是井筒热损失的计算分析。文中应用热传递基本理论，通过井筒内能量守恒定理建立起注蒸汽井井筒热损失计算预测模型，重点分析了井筒总传热系数Uto和注汽速度对井筒热损失和井底蒸汽干度的影响，对注蒸汽开发稠油油藏有一定的指导作用。     

热采井注汽工艺参数对井筒温度的影响

利用文献[1]所编制的注蒸汽井温度场计算程序ISTAP,对热采井在不同注汽工艺参数下的井筒温度和蒸汽参数进行了计算,并考虑了注汽管下入深度对井筒温度的影响;提出了在井下工艺要求许可的情况下,加快蒸汽注入速度,缩短蒸汽注入时间是缩短井筒升温过程、减少蒸汽升温破坏性的有效方法。     

苏里格气田椭圆状孤立砂体产能方程的建立

目前二项式产能方程的建立是基于一种圆形水平、等厚和均质的气层，气体径向流入井底的模型。而苏里格气田有效砂体则以孤立状分布为主，砂体规模较小，形态呈椭圆或长椭圆状，当压力传播至砂体宽度边界之后，将不再满足纯径向流的渗流规律，目前推导的产能方程存在较大误差。根据该气田实际的砂体特征，将整个渗流过程分为两段，即在投产初期比较短的时间内，当压力未传播至砂体宽度边界之前，表现为近井区径向流；当压力传播到砂体宽度边界之后则表现为远井区单向流。由此建立了新的渗流物理模型，并推导出了远井区单向流的产能方程，然后根据物质守恒原理与近井区径向流的产能方程合并，得出了苏里格气田孤立砂体新的产能方程。现场应用表明该方程具有较高的计算精度。     

保压取心储层流体饱和度分析方法——以柴达木盆地台南气田第四系生物成因气藏为例

为了准确获取柴达木盆地台南气田第四系疏松泥质粉砂岩储层原始流体饱和度,在其区内两口气井中应用保压密闭取心及其配套分析技术,对储层温压条件下所含流体含量进行了测定。具体方法是,运用保压密闭取心技术保证岩心从井筒提升到地面后仍保持地层压力,冷冻截取过程中系统收集游离气和游离水,并对岩样开展束缚水、可动水及残余气饱和度等实验分析研究,依据岩心孔隙体积最终按照地面实际收集的流体体积通过校正得到地层温压条件下储层孔隙内的原始气、水总饱和度和可动流体饱和度等参数。在此基础上,对比测井解释储层流体饱和度后发现,测井求取值偏大、物性好的气层平均相差17.89%,物性中等的气层平均相差为20.79%,物性差的气层平均相差36.64%。结论认为,只有采用保压密闭取心才能够准确获取储层的真实原始流体饱和度,其对测井解释计算方法具有修正作用。     

超临界二氧化碳钻井流体关键技术研究

超临界二氧化碳钻井技术是利用超临界二氧化碳作为钻井流体的一种新型钻井方法,具有能有效驱动深井井下马达,控制井底压力容易,破岩门限压力低、破岩速度快,能防止储层损害等优点,但成功利用超临界二氧化碳钻井技术的关键是充分了解超临界二氧化碳钻井过程中井筒中二氧化碳流体的温度和压力分布。为此,建立了考虑井筒流体与地层换热对井筒流体温度影响的井筒传热模型,根据能量守恒原理,推导出了井筒流体温度计算模型,并考虑到钻井过程中可能钻遇水层的情况,对该计算模型进行了修正;利用有限元方法,推导出了井筒内二氧化碳钻井流体的压力计算公式。实例计算表明:钻杆内二氧化碳流体的温度和压力随井深增深而增大,但与井深的关系是非线性关系;钻杆内二氧化碳流体的密度随井深的增加而减小,但到近钻头处开始增大。环空中的压力随井深的增加而增大,但两者的关系也是非线性关系;环空中的温度随井深增加先升高后降低;环空中的二氧化碳密度随井深增加而增大,但两者为非线性关系。