凝析气井井简动态预测方法

凝析气井在生产过程中,随着产气量、产油量、产水量的变化,井筒中不同位置的温度、压力、气液组成、气液摩尔分数和积液情况也发生变化.在考虑井筒温度变化的基础上,分流态综合利用垂直管流公式和井筒携液计算公式,结合流体相平衡热力学闪蒸计算,运用状态方程模拟,提出了凝析气井井筒动态预测方法.实例计算表明,该方法可预测凝析气井不同生产时期井筒内不同位置的温度、压力、气液组成、气液摩尔分数和积液情况,能更好地指导凝析气井的生产.     

凝析气井井筒动态预测方法

凝析气井在生产过程中,随着产气量、产油量、产水量的变化,井筒中不同位置的温度、压力、气液组成、气液摩尔分数和积液情况也发生变化。在考虑井筒温度变化的基础上,分流态综合利用垂直管流公式和井筒携液计算公式,结合流体相平衡热力学闪蒸计算,运用状态方程模拟,提出了凝析气井井筒动态预测方法。实例计算表明,该方法可预测凝析气井不同生产时期井筒内不同位置的温度、压力、气液组成、气液摩尔分数和积液情况,能更好地指导凝析气井的生产。     

低气液比凝析气井井筒动态预测

凝析气井在生产过程中,随着产气量、产油量、产水量的变化,井筒中不同位置处的压力、气液组成、气液摩尔分数和积液情况也随之变化。综合利用Hagedom—Brown方法和低气液比井筒携液计算方法,结合流体相平衡热力学闪蒸计算,运用状态方程模拟,提出了低气液比凝析气井井筒动态预测方法,可准确预测不同生产时期低气液比凝析气井井筒中不同位置处的压力、气液组成、气液摩尔分数及积液情况等井筒动态,能更好地指导凝析气井的生产。并举例说明了低气液比凝析气井井筒动态预测方法,具有广阔的应用前景。图1表3参7     

高温、高压凝析气井井筒动态分析新方法

在总结常规方法的基础上，分流态综合利用垂直管流公式，根据井筒内气液比高低将凝析气井井筒动态分析分为高气液比和低气液比2种情况，结合气-液两相、气-液-液三相流体相平衡热力学闪蒸计算，运用状态方程模拟，对其中的偏差因子、气液界面张力、粘度等进行修正，这样考虑了多相流体复杂相态变化的井筒动态预测方法就比常规方法更适用于凝析气井，特别是对于高温、高压富含气态凝析水的凝析气井，能得到更为精确的预测结果。根据给出的凝析气井井筒动态预测模型在数值求解的基础上，编制了相应的计算程序，可准确预测不同时期凝析气井的井筒动态，改善数值模拟一体化动态分析效果。     

凝析气井井筒动态分析方法及软件研制

常规凝析气井井筒动态分析仍多沿用单相气井的节点分析进行经验修正的方法去近似分析，忽略了井筒中流体相态变化和组成变化的影响。特别对于富凝析气井，更应该考虑井筒中相态变化的影响。文章在常规方法基础上，按流态的不同综合利用垂直管流公式，根据井筒内气液比高低将凝析气井井筒动态分析分为高气液比和低气液比两种情况，结合流体相平衡热力学闪蒸计算，运用状态方程模拟，对其中的偏差因子、气液界面张力、粘度等进行修正，该预测方法就比常规方法更适用于凝析气井。同时根据文章给出的凝析气井井筒动态预测方法和计算模型，采用VB语言结合Access数据库，编制了相应的凝析气井井筒动态计算软件包，运用该软件，可以准确预测凝析气井的井筒动态，改善数值模拟一体化动态分析效果。现场应用取得了较好的效果。     

相态变化影响下的凝析气井井筒压力变化计算分析

凝析气井在开发生产过程中具有特殊的相态变化特性，当井筒中整个流体体系压力达到露点压力以后，凝析液不断析出导致液相含量不断增加。以往对凝析气井井筒动态模拟过程中几乎没有考虑到，这样难以保证模拟的精确度。因此，建立了凝析井井筒压力、流体相态变化计算的分析模型，计算和分析了井筒中气液两相中组分含量不断变化的过程，考虑到了相态变化对井筒压力分布的影响。引入气油比增量比的一种新参数，对井筒中不同井段凝析油的析出程度进行了直观描述。并改变重组分含量进行不同组分下气、液两相的相态变化计算。综合分析了不同组分对井筒压力梯度的动态影响，使得模拟和计算更加接近于真实情况。     

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凝析气井在生产中常常会出现反凝析液析出的特殊现象，单井生产系统因而表现出与常规气井不同的生产特性。凝析气井生产系统优化分析的关键问题在于如何将反凝析特性反映进生产优化过程。文章提出了以防止储层出现反凝析液析出并避免气井积液为凝析气井生产优化目标，认为生产系统优化应根据井底流动状态分别考虑;引入了两相拟压力函数来建立气液两相流入动态方程，能够准确地描述凝析液对储层渗流的动态影响，而常规单相气或修正方法往往是高估或低估了气井无阻流量;在井筒流动模型中考虑了凝析气相态变化影响，与常规多相流或拟单相流模型进行了对比分析，结果表明考虑气液相变的多相流模型有助于正确分析井筒流动状态。利用提出的优化分析方法进行了程序设计，并对两口凝析气井进行了实例分析,结果表明文章提出的优化分析方法有助于正确制定凝析气井合理工作制度，从而确保单井在最佳状态下生产。     

特殊类型气井凝析气井井筒动态分析新方法

随着天然气勘探开发向地层深部的发展,一些特殊的如异常高温、高压富含气态凝析水、元素硫的气藏、凝析气藏不断涌现,并且所占的比例越来越大。对富含凝析水、元素硫的特殊类型气藏、凝析气藏,当温度较高时,地层束缚水、边底水和可动隙间水与烃类流体的互溶能力就较强,烃类流体中含水量就会增加,且随开采过程温度及压力的降低,元素硫会从烃类流体中析出,再用常规的烃类流体相态研究方法去指导开发这些特殊的气藏、凝析气藏,就致使该类气藏在开发方式、油气藏工程设计和动态分析方面产生一定的误差。在总结常规方法的基础上,综合利用垂直管流公式,结合气-液-液-固四相相平衡闪蒸计算,运用状态方程模拟,对其中的偏差因子、黏度等相关参数进行修正,建立了更为完善的气井井筒动态预测新方法;最后结合地层流入、井筒携液、携固模型,建立了更为综合、全面的气井生产动态分析新方法,该方法更适用于异常高温、高压富含凝析水、元素硫的特殊气井、凝析气井。根据文中建立的气井生产动态预测模型在数值求解的基础上,编制了相应的计算程序,可准确预测不同时期气井生产动态,改善数值模拟一体化动态分析效果,进行最优化生产。     

电磁加热凝析气井井筒温度分布

井下电磁加热使凝析油蒸发或流动。在反凝析区域,若升高温度可以得到蒸发凝析油的效果,甚至成为单相。所以通过加热方法升高近井区温度,使凝析油蒸发。凝析气井井筒温度分布是进行气井节点分析和动态分析必不可少的参数。根据传热学原理推出了凝析气井井筒温度分布计算公式,研究了温度计算基础数据求取方法。对某一井深为3390m的凝析气井进行了计算,该气井气油比为3000;地层温度为114℃。计算结果表明:气井温度随井深呈非线性分布;气井井口温度随储层温度的增加而增加。     

塔河凝析气井井筒积液判断标准

由于凝析气藏流体性质的特殊性,反凝析和气液分离常常造成井筒积液,严重影响气井产能。利用塔河凝析气井井筒积液前后的生产动态变化,求出了判断气井是否积液的临界动能因子,由此进一步计算出了各区块井的临界流量,并与李闽公式计算的结果和现场实际进行了对比,在此基础上结合实测流压梯度曲线,提出了塔河凝析气井井筒积液的判断标准。     

井筒注二氧化碳双重非稳态耦合模型

二氧化碳在石油工业中有着广阔的应用前景,但目前井筒注二氧化碳模型均未能表征注二氧化碳过程井筒内流动和传热双重非稳态问题。采用Span-Wagner模型和Vesovic模型对二氧化碳热物性参数进行计算,联立连续性方程、运动方程和能量守恒方程,建立了能模拟短期和长期注二氧化碳过程的井筒双重非稳态耦合模型。采用温度和流速双重迭代算法进行数值求解,并完成实例验证和相关理论分析。计算结果表明:新模型能较准确地计算注二氧化碳井筒温度、压力值;摩擦生热项在较大摩阻梯度下不能忽略,而焦耳-汤姆森效应和储层岩性的影响可以忽略。修正后的新模型还可用于预测水力压裂等工艺过程井筒温度分布。     

超临界二氧化碳压裂井筒非稳态温度-压力耦合模型

井筒内温度、压力对二氧化碳物性参数影响较大,且三者之间相互影响,需进行耦合求解。基于连续性方程、运动方程、能量守恒定律和传热学理论,建立了超临界二氧化碳压裂井筒非稳态温度-压力耦合模型。采用交错网格全隐式离散模型,并调用Refprop软件计算二氧化碳物性参数,采用循环迭代求解。计算结果表明:在目前施工条件下井底二氧化碳能达到超临界状态;井口二氧化碳注入温度对井筒温度影响明显,而对井筒压力影响较弱;二氧化碳注入压力和油管粗糙度对井筒压力影响较大,而对井筒温度影响较弱;二氧化碳注入排量对井筒温度、压力均有明显影响。二氧化碳的高摩阻和低黏度分别限制了施工排量和砂比的提升,因此需进一步加强流体减阻和增稠方面的研究。     

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。     

实钻井眼轨迹的客观描述与计算

通过研究井眼轨迹上某测点邻近的结构形状及其变化规律,得到了测段内井眼轨迹的一般性方程,从而可以客观地描述和计算实钻井眼轨迹。研究结果表明:井眼轨迹上某点的井眼曲率和井眼挠率决定了邻近区域内井眼轨迹的空间形状,其局部三维坐标可分别表示为曲线长度的一次、二次和三次函数。为了确定井眼曲率和井眼挠率,在充分阐述其理论依据的基础上构造出了井眼样条函数,给出了井斜函数和方位函数的模拟方法以及井眼轨迹参数的计算公式。利用井眼轨迹结构参数来描述和计算井眼轨迹更具有普遍性,而且具有很高的计算精度和稳定性,可以客观地描述出井眼轨迹的实际形状。     

判断自喷条件下蒸汽辅助重力泄油生产状态的新方法

提出了在蒸汽辅助重力泄油自喷生产条件下,用视密度代替ts值判断现场生产状态的方法,并从理论计算和实际数据分析两方面对其基本原理作了阐述。该方法只要求有井下某点的压力测试数据,便可以结合井口油压数据,估算出井筒视密度,从而实现等同于ts值的生产状态判断功能,计算简便,更具实用性。该方法在先导试验区的实际应用表明,对于现场生产调控具有较好的指导作用。     

压裂过程中瞬态井简-地层耦合温度场半解析模型

压裂过程中,井筒温度的变化会影响压裂液到达井底时的流变性以及在地层中的滤失性,准确预测井筒及地层温度分布可以指导施工方案的设计.关于压裂过程井筒温度场的研究主要集中在数值模型方面,目前还没有合适的解析模型.文中在Hasan采气井筒瞬态传热解析模型的基础上建立了压裂过程井筒瞬态传热方程,通过Laplace变换进行求解,消除了Hasan采用稳态假设求解温度梯度所引起的高排量时的误差,使之能够准确地模拟压裂过程的瞬态井筒温度.通过与Hasan模型和数值模型的对比,验证了该方程的准确性.结果显示,在相同精度下Hasan模型计算效率远高于数值模型.之后,通过将井筒瞬态解析解与地层二维瞬态传热数值解结合,建立了压裂过程瞬态井筒-地层耦合温度场半解析模型,并应用该模型分析了排量及注入温度对压裂井筒-地层温度场的影响.     

考虑井温变化的高压气井井筒压力预测方法

井筒压力是气井生产中的重要参数,由于温度对压力计算会产生一定的影响,因此在预测井筒压力分布时必须考虑井筒温度的分布。针对开井生产和关井后两个阶段,提出不同的计算思路计算井筒温度非线性分布,在此基础上预测两个阶段与温度分布相对应的井筒压力分布。通过实例对比表明,考虑温度非线性分布的井筒压力预测结果更为准确。     

渤海“三高”气井环空早期圈闭压力预测

针对渤海"三高"（高温、高压、高酸气含量）气井生产早期环空圈闭压力过大严重威胁井筒安全、现有计算模型不能满足"三高"气井圈闭压力计算需要进而影响井筒完整性管理的问题,为准确预测"三高"气井的圈闭压力,基于漂移模型、动量守恒、能量守恒、井筒传热学、平面应变力学方程、气体状态方程以及管柱力学相关理论,建立了"三高"气井井筒温度、压力耦合预测模型以及气液两相圈闭压力迭代模型,实现了"三高"气井高温、高压、产水和非烃气体等实际工况下的气液两相圈闭压力计算,并解决了现有计算模型适用性差以及迭代不收敛的问题。研究结果表明：所建温度、压力耦合预测模型误差约为5%;相较于已有模型,所建模型计算结果更接近现场实际情况,误差在7.5%以下,高产工况下准确度更高;分析得到了"三高"气井不同因素对圈闭压力的影响规律,进行定量化敏感性分析,并以此为依据从工程角度提出了环空圈闭压力的控制措施。其中,环空预留5%~7%气柱能有效降低圈闭压力。     

超临界二氧化碳喷射压裂井筒流体相态控制

为了探索超临界CO2喷射压裂的井筒流体相态控制方法,建立了超临界CO2喷射压裂井筒流动模型,进行了实例计算和分析,并以异常低地温梯度的地层为例研究井筒流体的相态控制问题。结果表明:超临界CO2喷射压裂过程中,随着井深增加,井筒压力逐渐增高,井筒温度先增高后在接近压裂层位处开始降低;井筒压力很容易达到CO2流体的临界压力,井筒温度的控制是超临界CO2喷射压裂相态控制的关键;如果地温梯度过低,压裂层位井筒中的CO2流体将达不到临界温度,影响超临界CO2喷射压裂作业的正常进行,此时提高注入CO2流体的温度,可有效促进压裂层位的CO2成为超临界态。该研究可为超临界CO2喷射压裂技术的流体相态控制提供一定的借鉴。     

井下分布式光纤井筒温度校正技术研究与试验

油气藏的井下温度分布式动态监测技术作为油气藏开发效果评价的一项关键技术,目前主要采用分布式光纤温度传感器与井下电缆构建光电复合缆的形式来实现,然而电缆工作时产生的大量热量以及复合缆在封隔器位置的特殊结构,导致电缆产生的热量在封隔器部分出现非均匀分布, 使得分布式温度测量参数的常规校准方法难度大。 针对上述问题,文章提出了一种基于Comsol有限元局部温度场仿真与卡尔曼滤波的井下分布式光纤井筒温度校正方法。首先分析了分布式光纤工作原理,并建立了封隔器处整体式复合缆穿越三维结构, 同时构建了基于井下流体对流散热的电潜泵与电缆发热模型;然后针对井下封隔器内的复合缆穿越器,建立了基于Comsol有限元仿真软件的穿越器部分三维温度场模型,并且结合分布式光纤实测数据, 建立了井下分布式光纤温度分布状态空间方程,利用扩展卡尔曼滤波算法,实现了井下分布式光纤井筒温度的精确校准。 最后,利用所研发的温度分布式监测系统在南海某油田进行现场验证,结果表明采用三维温度场建模与卡尔曼滤波校正的井筒测量温度曲线,减轻了电潜泵电缆与封隔器对井筒温度的干扰影响,提高了井筒温度测量的精度,测量相对误差仅为0. 16%,满足生产现场的精度要求。