考虑井温变化的高压气井井简压力预测方法

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.     

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在气井的日常管理及气井设计、动态分析中,井筒压力、温度分布是两个重要的参数。文章克服了以往文献在压力、温度计算上的不足,综合考虑了压力、温度之间的相互影响,建立了气井井筒压力、温度耦合分析模型。该模型包括压力计算模型和温度计算模型,在压力计算模型中考虑了动能变化的影响,在建立温度分布模型时,假设井筒中的传热为稳态传热,井筒周围地层中的传热为非稳态传热,并考虑了摩擦生热对井筒温度分布的影响。在求解压力、温度分布之前,先将井筒分成若干段,然后求出相应段的物性参数。然而这些参数又是压力、温度的函数,而此时压力和温度却又是计算中需要求的未知数,由此可见压力和温度之间相互耦合,需采用迭代法求解,给出了进行迭代运算时计算温度初始值的方法。最后用四川气田６ 口井的实测数据进行了验证,算例表明本模型计算方法简单,使用十分方便,且具有较高的精度,用于生产井及测试井井筒压力、温度分布的分析与计算,能够满足工程要求。     

考虑耦合效应的高温高压气井井筒温压分布预测分析

在气井的日常生产管理和动态设计分析中,温度和压力是两个非常重要的参数。依据动量、能量守恒定律与传质传热学基本原理,综合考虑影响温度和压力的因素,建立了测试温压分布耦合预测模型。该模型分为压力模型和温度模型2部分,在压力模型中考虑了井筒内流体重力、摩擦阻力以及动力变化的影响;在温度模型中,认为井筒中的传热是稳态传热,而地层中的传热是非稳态传热,并考虑了井筒热损失对温度产生的影响。采用四阶龙格-库塔法对该模型进行了耦合迭代求解,并利用四川某气田X井的实测数据进行了验证分析,以井底为基准分别对不同产量、不同气体相对密度和不同生产时间条件下井筒温度压力进行了敏感性分析,并对比分析了耦合模型与线性模型的预测结果。结果表明:随产量增加,井筒压力下降,温度升高;随气体密度增大,井筒压力降低,温度升高;随生产时间增加,井筒压力几乎保持不变,温度升高;井筒内温度沿井深呈非线性规律变化。该研究对选择合适性能的管柱和管柱安全作业具有指导意义。     

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...     

井筒油气水三相流动压力与温度分布的耦合计算模型

井筒温度分布的准确计算,对于油井生产测试、井筒析蜡预测和油井动态分析都有着重要的意义。考虑到油气水物性受到压力和温度两方面的共同影响以及油气两相之间质量交换的前提下,以质量守恒、动量守恒、能量守恒方程和传热学原理为基础,建立了井筒油气水三相流动压力与温度分布的耦合计算模型,通过将井筒分段,采用有限差分法对模型进行求解,得到了井筒油气水三相流动时的压力与温度分布。计算结果表明,建立的模型具有较高的计算精度,可以作为工程计算参考。     

考虑井筒硫析出的高含硫气井井筒温度、压力场计算新模型

在高含硫气井的日常管理及气井设计、动态分析中,井筒压力、温度分布是两个重要的参数,而气体中富含H₂S和CO₂以及流动过程中硫颗粒的析出是导致高含硫气井井筒温度、压力分布计算偏差的两个关键因素。为此,以实验数据为基础,对物性参数计算方法进行优选,提出了采用DPR模型结合WA校正法和Dempsey模型结合Standing校正法作为计算高含硫天然气压缩因子和黏度的模型,根据传热学和气-固两相流动理论,建立了考虑井筒硫颗粒析出的井筒温度、压力分布计算新模型。运用该模型对某高含硫气井井筒温度、压力、井筒析出硫颗粒体积进行了计算,温度、压力的计算值与实测值最大误差分别为2.67%和2.32%,表明新模型计算精度较高,适用于高含硫气井井筒温度、压力分布和析出硫颗粒体积的计算与分析。     

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。     

深水天然气井水合物预测研究

为了抑制深水天然气井生产测试时生成水合物,针对深水环境海底高压低温特性,研究水合物生成与井筒压力、温度分布和含液量的关系,通过井筒分段方式建立井筒温度分布预测模型,考虑冷凝水和凝析油的影响,建立含液天然气井井筒压力分布模型.实例计算表明,低产气量、低井口压力状态生产测试时和开关井过程中,靠近海床的井筒及以上部分温度下降显著,有利于水合物生成.理论计算和实测值吻合较好,说明建立的模型和理论计算结果能很好地指导实际生产.     

偏差因子在富含CO2天然气井计算中应用

井筒压力、温度分布在气井的日常管理及气井设计、动态分析中足两个重要的参数,直接用烃类气井压力、温度模型计算富含CO2气井的压力温度,因CO2的性质和烃类差异较大导致计算结果不准确.为此,通过针对富含CO2气修正相应偏差因子,考虑CO2性质影响,基于质量、动量、能量守恒原理及传热学理论,建立预测井筒流体压力、温度分布的数学模型,进行井筒计算.通过计算,分析不同CO2含量情况下偏差因子、压力、温度及密度变化井筒中天然气相态变化情况,得出同一深度时压力随CO2含量的增加而变小,温度随深度增加趋于气藏温度,沿片筒向井口流速增高,向地层传热减少,井口温度增高,井口差异较大,在井口密度接近液相,即密度较大,越到井底密度越小,总的有从液相向气相过渡的趋势.     

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。     

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。     

注CO2井筒温度和压力分布模型研究及现场应用

为了解释红河油田注 CO₂现场试验中出现的气窜问题,准确优化现场试验中 CO₂注入压力,利用传 热学理论,通过分析井筒传热过程,建立起注 CO₂井筒温度和压力分布的耦合模型,并结合实际注入参 数,对红河油田注 CO₂井筒温度和压力分布进行了研究,此外也解释了现场试验中出现的气窜问题。 结 果表明,在注入井实际注入参数下,井筒温度随着井筒深度的增加而增大,但始终低于地层原始温度;井 筒压力随着井筒深度的增加呈近似线性增加;井口注入压力过大致使井底压力大于地层破裂压力,这是 导致发生气窜现象的根本原因。 模型理论计算结果与现场分析结果相吻合,表明该模型对于实际生产具 有一定的指导意义。     

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。     

稠油蒸汽驱生产井闪蒸预测模型

稠油蒸汽驱生产井闪蒸会造成抽油泵气锁、油管及抽油泵损坏、产液量下降等问题。闪蒸预测的难点在于井底温度和压力计算的准确与否。根据传热学和计算流体力学建立了井筒温度分布模型、压力分布模型、液体流经抽油泵固定阀时的局部压降损失计算模型,结合修正的油水混合物饱和蒸汽临界温度-压力曲线,建立了稠油蒸汽驱生产井闪蒸预测模型。可以依据井口产液量、含水率、温度等生产参数及井身结构参数对井底及泵内闪蒸情况做到实时监测。现场应用证明闪蒸预测模型能对井底流体状态进行准确预测。     

考虑材料非线性的环空增压预测模型

为了准确预测深水油气井钻采过程中的环空增压,建立了改进的环空增压计算模型。该模型考虑了材料的非线性性质和套管变形的影响,其中材料的非线性性质包括了流体热膨胀系数和压缩系数随温度、压力变化的性质以及套管弹性模量、热膨胀系数随温度变化的性质。模型中的非线性函数由插值方法获得,并进行了实验验证和误差分析。计算中,将各个环空沿轴向进行分段,并将变温以增量的方式进行加载。通过算例,将该模型与忽略材料非线性性质和套管变形的简化模型进行了对比,讨论了各非线性参数及井筒变温对环空增压预测结果的影响。结果表明,与改进模型相比,简化模型的误差范围为2.51%~26.11%;在变温较小的深水井中,同时忽略材料非线性和套管变形对环空增压影响较小;而井筒变温较大时,忽略材料非线性后造成的环空增压预测误差非常显著;流体膨胀系数对环空增压的预测结果影响最大,若将流体膨胀系数取为常数,则误差达到70%。     

考虑材料非线性的环空增压预测模型

为了准确预测深水油气井钻采过程中的环空增压,建立了改进的环空增压计算模型。该模型考虑了材料的非线性性质和套管变形的影响,其中材料的非线性性质包括了流体热膨胀系数和压缩系数随温度、压力变化的性质以及套管弹性模量、热膨胀系数随温度变化的性质。模型中的非线性函数由插值方法获得,并进行了实验验证和误差分析。计算中,将各个环空沿轴向进行分段,并将变温以增量的方式进行加载。通过算例,将该模型与忽略材料非线性性质和套管变形的简化模型进行了对比,讨论了各非线性参数及井筒变温对环空增压预测结果的影响。结果表明,与改进模型相比,简化模型的误差范围为2.51%~26.11%;在变温较小的深水井中,同时忽略材料非线性和套管变形对环空增压影响较小;而井筒变温较大时,忽略材料非线性后造成的环空增压预测误差非常显著;流体膨胀系数对环空增压的预测结果影响最大,若将流体膨胀系数取为常数,则误差达到70%。     

高温高压气井生产过程井筒温度场分析

高温高压气井在生产过程中受到地层高温流体的影响,井筒温度原有的平衡被打破,井筒温度重新分布会引起环空压力增高,威胁井筒安全服役和井筒的完整性。为了准确预测井筒温度,基于质量、动量、能量守恒、传热学、井筒传热理论,再考虑气体焦耳-汤姆逊效应、气体温度、压力、密度及物性参数的影响,建立井筒温度预测模型;将流体物性参数根据不同的温度压力分段计算,可提高模型计算的精确性。最后,通过实例计算分析了环境温度的影响因素。     

火驱尾气回注井筒流动分布规律

火驱尾气处理已成为制约火驱开采技术发展的瓶颈,需要探索和尝试高效环保的火驱尾气回注技术。为了保证回注方案设计的合理性,文中通过建立火驱尾气物性及相态模型、井筒流动水力和热力模型,开发了火驱尾气回注井筒流动分析软件,实现了尾气在回注井筒内流动状态参数及相变规律的精准描述。结果表明:计算结果与HQ井区现场试验数据的相对误差仅为0.67%,确定井口回注压力21 MPa;随井深增加,火驱尾气压力、温度逐渐升高,液相逐渐减少;回注量对井筒内温度分布影响较大,井底压力对井筒内压力分布影响明显。计算结果对后期回注工艺系统设计具有指导意义。     

深水压井井筒瞬态传热及复杂流动行为研究

在深水压井循环期间,随着压井液的循环,井筒瞬态温度场不断变化,导致环空多相流动行为变化复杂,进而影响压井过程中的井筒压力分布.为快速准确地预测深水压井过程中不同循环时间和压井排量下的井筒瞬态温度分布,基于能量守恒原理,综合考虑压井液、钻杆、环空、地层、海水以及隔水管之间的热传递,建立了深水压井过程中井筒瞬态温度场解析模...