海上CO2埋存井井筒温度压力影响因素研究

准确预测CO₂埋存过程中井筒温度压力场以及CO₂的物性参数变化对安全埋存至关重要。为此,建立了埋存井井筒温度、压力与CO₂物性参数的耦合计算模型,计算得到了实例井井筒温度压力分布以及CO₂物性参数随井深的变化规律,并对注入参数对于井筒温度压力分布影响规律进行分析。研究结果表明：井筒内CO₂流体的流速、努塞尔特数和对流换热系数随井深的增加而增大,密度、黏度、摩阻系数、导热系数和普朗特数随井深增加而减小,定压比热容在温度压力综合作用下有一定波动;注入温度对井筒压力和井底温度压力影响很小;注入速率增大会使相同井深处温度降低、压力升高,调节注入速率可以在对压力影响较小的同时有效调节井筒温度分布;注入压力的变化对压力梯度几乎无影响,在压力较大时对温度梯度影响较大,通过调节注入压力可以有效调节井筒压力分布。研究结果可为海上CO₂埋存井井筒完整性的准确评价提供理论基础。     

多级交替注入酸压井筒温度场数学模型

在油气井酸压改造时,井筒温度分布的模拟计算对压裂液体的选择、井筒压降以及施工泵压的预测等有很大影响。且在油井的增产改造中,常常要注入多种不同液体,施工排量通常也会变化,一般的单级定排量温度计算模型不能满足要求。考虑到井径以及注入排量的变化,确定了交替注液井筒液体物性参数表征方法;并根据能量守恒原理,以传热学为基础,建立了直井增产改造多级交替注入酸压的井筒温度分布模型,使用迭代法求解并实例计算了井筒温度分布,计算结果与实测值基本符合。     

异常高压、特高产气井井底流压计算方法研究

异常高压、特高产气井井底流压对气井动态分析及管理至关重要。以高压高产气井井口压力动态为基础,基于质量守恒、动量守恒、能量守恒原理,综合考虑生产过程传热与井筒流动特征,建立了非稳态传热温度、压力耦合模型,编制了异常高压、特高产气井井底流压计算软件。将计算结果与现场实测井底流压进行对比分析表明:对特高产气井井底流压计算,常用的Colebrook、Jain及Chen摩阻因数计算经验公式适应性差,计算得到的流压易出现异常,表现在随着产量的增加,井底流压反而上升,甚至高于地层压力,但首先依据流体雷诺数大小判断流体所在的流动区域,再选用相应公式计算摩阻因数,可消除井底流压异常情况;特高产井产量高、流速快,考虑动能项比不考虑动能项井底流压要高出0.2~0.6 MPa左右,因此特高产气井井底流压计算必须考虑动能项。新模型计算的井底流压与实测值拟合误差小,精度高,具有较好的适用性。     

注CO_2井筒温度压力预测模型及影响因素研究

为了提高注CO2驱替效率及驱替成功率,开展了影响驱替效率的井筒压力温度分布及影响因素研究。针对CO2特殊的物理性质,选用基于赫姆霍兹自由能的Span-Wagner状态方程,将井筒传热、压力与CO2物性参数耦合迭代计算,建立了注CO2井筒温度压力分布的数学预测模型。该模型能够预测井筒温度压力及其他物性参数,应用该模型预测井筒各点温度压力,并与江苏草舍油田草8井现场2次实测结果对比,其温度误差均小于1%,压力最大误差不超过1.6%,表明该模型能够满足现场应用要求。利用该模型可以研究注入温度、注入压力、注入速度及注入时间等工艺参数对井底压力温度的影响规律,实现系统敏感性分析。研究表明,建立的模型具有很高的精度,对提高CO2驱替效率具有指导作用,并适用于(超临界)CO2钻井、压裂过程中井筒温度压力预测及影响因素分析。     

CO2气井井底压力计算

根据垂直管流的能量平衡方程,运用CO2物性参数(密度,偏差因子及粘度等)的计算方法,结合CO2独特的井筒相态特征,得到了CO2气井的井底压力计算方法,对某CO2实例井的井筒压力分布进行了预测,预测结果较好.     

川东北地区河坝异常高压气藏产能评价探讨

在气井产能分析中,井底流压是十分重要的参数。川东北地区河坝飞仙关气藏属于异常高压气藏,无法将压力计下到井底,只能根据井口测试压力和产量来计算井底压力。目前计算井底流压的方法较多,但因计算模型及计算参数选择的影响,导致气井产能差异很大,给产能评价及合理产量确定带来极大难度。通过对克拉2异常高压气井井底流压及天然气无阻流量计算方法分析,井筒压力-温度模型法计算井底流压、压力平方法计算气井产能适合河坝异常高压气井。为此,选择井筒压力-温度模型法和压力平方法计算了河坝H井的产能,并与其它方法进行了对比分析,为河坝区块飞仙关异常高压气藏气井产能评价及合理产量确定提供了依据。     

高气液比气井井底流压计算方法研究

为解决高气液比气井井筒温度分布和压力计算精度低、计算方法可用性差的问题,运用热力学、传热学以及两相流理论,对气井稳定连续生产时的流动特征和传热过程进行分析,采用Beggs和Brill普适化相关式,结合Kelessidis和Dukler流型判别方法及温度分布计算模型,建立高气液比气井井底流压计算模型并针对新疆一口气井进行求解。在高气液比情况下,计算得到的温度分布及井底流压与油田现场测试数据对比,平均相对误差仅为3%,表明了文中的温度模型以及压力计算方法具有较高的精确性。模型计算所需参数容易得到,具有较好的实用性,可大面积推广应用。     

南海高温高压气井外部温度场建立与井底压力计算

南海高温高压(HTHP)气井产能计算时,根据井筒内测试的静、流压梯度推算获得的井底压力数据易导致产能测试曲线异常,且井口关井恢复压力呈下降趋势而不能用于试井分析。针对南海HTHP气井特点,综合考虑大气对流和辐射传热、隔水管外海水垂向剖面、地温梯度剖面等因素,将气井外部温度场从井口开始分为井口以及海平面以上井筒段、海平面以下至泥线井段、泥线以下井段等3段并分段建立了井筒温度计算模型,进而采用温度-压力耦合求解方法计算井底压力。研究结果表明,采用本文建立的井筒温度计算模型计算井底压力结果与实测数据相对误差在5‰以内,可以有效解决二项式产能测试曲线为负的问题;同时,利用关井井口压力计算井底恢复压力平均误差0.617‰,可满足试井解释精度要求。本文研究成果对于南海HTHP气井压力计算及产能预测具有指导意义。     

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。     

CO_2井筒压力温度的分布

根据垂直管流的能量平衡方程,结合Ramy井筒温度分布计算方法,推导出CO2在不同的注入速度、注入温度、注入时间等因素下的井筒压力和温度分布。以苏北工区草8井试注实测数据为例加以验证,验证结果压力误差3.8%,温度误差2.5%。在此基础上进一步讨论了影响CO2井底温度的因素,并预测了3口注入井井筒压力温度分布。     

垂直管中多相流动的统计研究

对非溶解气驱油田提出了一个计算自喷井井底流动压力的统计数学模型。该模型算法简便,只需要井口数据,因此特别适用于缺乏流体高压物性分析资料的油田使用。利用胜坨油田403个资料点计算的全部误差均在4%以下。根据六组文献数据计算对比表明,该模型有较广泛的适应性。分析了井口参数变化对井底流动压力的影响,确定了并口参数之间的统计关系;并由此导出了在一定工作制度下计算油井停喷压力的公式,对55个井口压力低于10大气压的资料点计算表明,这个公式精度更高。     

变形介质油藏开发特征

深层油藏的储层由于承受很高的压力和温度,开发这些油田的过程中,储层要发生部分或全部的不可逆变形,会明显地影响这些油田的动态特征.利用解析法和数值法对变形介质中一维非线性-弹性直线渗流的数学模型进行求解,得到不同边界条件下的压力分布,所得结果与常规的线性-弹性不稳定渗流解进行了比较,并着重分析了渗透率的变化对地层压力分布的影响,分析表明:当变形介质的弹性增加时,对于注水井来说,若给定注入量,则地层压力上升的越缓慢,若给定井底流压,则注入量增加;对于生产井来说,若给定产量,则地层压力下降的越剧烈,若给定井底流压,则产量下降.变形介质油藏的开发应以保持原始地层压力为前提,这样,才能得到较高的采收率.     

煤层气水平井充气欠平衡钻井注气工艺研究

充气欠平衡钻井是目前煤层气钻井中最常用的技术手段,如何在控制注气压力,注气量以及排量等参数的情况下,使得钻进时既能满足携岩要求,又能有效地控制井底压力是一个难题。应用FLUENT软件,通过对不同的注气压力、注气量以及排量条件下的计算模拟,得出U型井直井造穴处的压降规律,并基于此,优选确定出一套合理的工艺参数,确保在充气欠平衡钻井过程中,既能形成期望流型、满足携岩要求,又能有效控制井底压力。文中通过一口井的实钻数据建立了分析模型,并进行了计算模拟,最终优化出注气压力、注气量和泵排量等参数,总结出其变化规律。该研究成果对保障钻井作业安全及优化钻井作业有一定的借鉴作用。     

正交试验法优化N2吞吐注采参数

在三塘湖油田牛圈湖区块N2吞吐的试验中,为研究注采参数对产量、采收率的影响,对各个参数进行优化配比,选取正交表L25(56),采用正交试验并进行方差分析,考察周期注入量、井底流压、注入压力、注气速度、采液速度和焖井时间6个因素对吞吐效果的影响。结果表明,井底流压的极差值最大,影响最大,其余依次是注气压力、周期注气量、注入速度、采液速度、焖井时间。     

一种提高气井静压计算精度的方法

以往通过计算气井井口静压求取井底静压的诸多方法,由于未充分考虑随井深的增加,温度、压力的变化以及天然气中硫化氢、二氧化碳等酸性气体对偏差系数的影响,从而降低了其计算精度。文中根据温度、压力的变化范围,采用不同的天然气偏差系数计算模型,对含硫化氢高的酸性气体进行临界参数校正,以提高天然气偏差系数的计算精度,并在此基础上计算气井井底静压。通过实际资料验证,该方法能够比较精确地求取气井井底静压。     

油藏降压过程中套管受力与安全排液速率研究

利用蒸汽驱对水驱稠油油藏进行开采是提高油气采收率和保持单井稳产的重要技术措施,能否将油藏压力降低到5 MPa以下是决定蒸汽驱成功实施的关键。鉴于此,建立了油藏压力降低过程中压力分布计算模型,结合胜利油田某水驱稠油区块实际地质力学参数研究了油藏压力变化规律。以获得的油藏压力、井底流压和油藏基岩应力作为边界条件,建立了油藏降压过程中套管受力计算的三维地质力学模型,对降压过程中套管受力进行了分析,研究了排液速率、排液时间和油藏渗透率对套管安全的影响规律。计算结果表明:在油藏压力降低过程中,套管应力不断增加;排液速率越大、地层渗透率越小,井底流压越低,套管应力越大。给出了胜利油田某试验区块排液降压施工参数,成功指导了该区块的排液降压施工。该区块成功将油藏压力从9.7 MPa降低到5.0 MPa,未出现任何套管损坏事故。这表明建立的模型具有较好的计算精度和可靠性,可以为胜利油田水驱稠油油藏转热采时的排液降压提供参考和借鉴。     

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欠平衡钻井是开发低压低渗透储层和枯竭油气藏非常有效的钻井技术。它不但可将地层损害减小到最低程度，而且在钻井过程中有机会对储层进行评价和描述，在钻遇复杂地层中可防止漏失和地层压差卡钻，并能大幅度提高钻速。欠平衡钻井循环系统是一个多相流体流动的非稳定压力系统，它受注入流体气液比，储层流体二次充入，地面回压等因素控制。为此，分析了这个多相流循环系统设计中应考虑的一些主要问题。并通过井底压力模拟计算表明：循环系统在静压控制区工作时，气相注入速率的微小变化，将引起井底压力突变，该区为循环系统不稳定区，欠平衡钻井操作应避免在该区工作而引起井眼失稳和过平衡压力。循环系统在摩阻控制区工作时，对气相注入速率和地层流体进入系统，井底压力变化平缓，因此该区为循环系统稳定区，欠平衡钻井作业在该区能保证设计负压差值。但随着气相注入速率的增加，井底压力增加，此时应控制氮气注入速率，节约钻井成本。     

黑油模型在凝析油气多相集输管流工艺计算中的应用

采用黑油模型计算凝析油气的热物性参数,并采用经验或半经验关系式计算集输管路的压力、温度,计算精度能够满足要求。在输送压力高于凝析油气露点压力的情况下,首先应考虑采用黑油模型进行工艺计算。     

油井合理井底流压综合判定方法

合理井底流压是充分发挥油井产能、提高油田开发效益的保证,但现在缺乏一种合理的综合性判定方法。在分析生产气油比、产层出砂、应力敏感和层间干扰等4个因素对合理井底流压影响规律的基础上,根据模糊变换原理建立了油井合理井底流压综合判定数学模型。利用该数学模型,可定量计算考虑不同因素、不同因素权值影响下的合理井底流压。实例计算表明,所建立的油井合理井底流压综合判定数学模型具有较高的计算精度,可为油井设计合理流压、配产提供理论指导;利用实例的数据分析了合理井底流压对渗透率变异系数、生产气油比、泊松比等参数的敏感性,结果表明:渗透率变异系数越大,为维持储层的渗流能力,需要保持越高的井底流压;生产气油比越高,为确保抽油泵泵效,需要保持越高的井底流压;对于泊松比较大的疏松砂岩储层,为防止地层出砂,需要保持较高的井底流压。