苏里格气田井下节流综合预测

传统井下节流工艺通常采用图版法、简化模型或焓熵图图解法来求解节流降温过程,这些算法都缺乏通用性和计算的连续性。为此,应用TACITE稳态模型分别结合Perkins和Fortunati节流模型对苏里格气田井下节流过程的温度、压力变化进行模拟,并采用NETOPT网络优化模型对井下节流器的内径进行预测优化,同时采用多种模型对井下节流过程进行井下节流敏感性分析、天然气水合物抑制效果预测和流体临界状态判断。模拟结果与现场实测数据比较表明：多种预测模型的综合运用可较好地对井下节流过程的压力、温度、节流器内径等节流参数进行预测模拟,为该气田井下节流工艺提供了可靠的预测手段;井下节流可较好地简化井口流程并改善井筒天然气水合物的形成条件;马赫数临界判定方法对井下节流流体临界状态的判定要比理论临界压力比判定方法更严格、准确。     

苏里格气田单井无计量稳定配产技术研究

阐述了井下节流理论及气体通过节流嘴时的流动特性,通过临界流公式对井下节流计量与井口流量计计量进行不同产量情况下的误差对比分析,并通过临界流公式进行误差分析,有针对性的提出改进措施,为井下节流计量取代流量计计量进行可行性探讨。     

安全阀临界压力比研究

提出了一种由喷管临界压力比确定安全阀临界压力比的计算公式。试验结果证明,安全阀临界压力比主要受喷管临界压力比和阀瓣流阻系数的影响,而且由于阀瓣流阻系数过大,使得安全阀一般处于亚临界流动状态     

神木气田产液气井节流气嘴直径优化研究

神木气田应用井下节流、中低压集气模式,采用多层系开采,气井具有普遍产水的特点,目前计算节流器气嘴直径用的是纯气相条件下的计算公式,而液体通过气嘴时使气体有效过流面积减小,会造成实际产量比理论产量偏小,容易造成井筒积液无法排出。通过井下节流多相流模拟试验装置,模拟单相临界状态下,定气嘴直径d和节流嘴上游P1时出口气量Q;在P1不变条件下,加入不同比例的水进行测试,每组通过更换大直径气嘴,使出口气量达到初期给定气量Q,得出不同液气比条件下气嘴直径;最后对不同液量过节流气嘴需放大的气嘴直径比例进行拟合,并结合纯气相节流气嘴直径计算公式,优化出不同生产液气比条件下气嘴直径;通过现场分析评价,应用效果良好,解决了产液气井节流气嘴直径计算偏小问题。     

天然气井井下节流压力波动影响范围研究

天然气井井下节流已在许多气田应用。在应用过程中，亚临界下流量的变化常常会引起节流嘴上游压力的波动。这种压力波动可导致井底附近地层的物性发生劣化，主要表现在渗透率、弹性模量、声波速度、岩石强度的降低。文章通过建立数学模型、求解和实例计算，说明渗透率越大，压力波动的影响范围越大；波动频率越大，其影响范围也越大。但这种影响范围随着时间和距井筒距离的增加而减小。     

天然气井井下节流后物性参数的变化模拟

基于空气动力学、计算流体力学理论,对天然气井井下节流后的流场与温度场分布进行了模拟,得出了气体温度、压强、流速及密度沿井深的分布曲线,并对局部流场进行了细化分析。模拟发现,井下节流可有效降压,节流嘴处压强经历了减小、增大的过程,并于出口下游稳定后,随井深的减小又逐渐减小;密度与压强的变化趋势基本一致;气体节流经历了亚音速-音速-超音速-亚音速的变化过程;温度沿井深的分布趋势与地温梯度基本一致,在节流嘴出口附近存有最小值,但因地温环境和气体粘性作用使温度仍保持一定高度,避免了水合物的形成。模拟结果与工程实际数据符合较好,证实了井下节流工艺降压、保温的特点,实现了流场、温度场分布的可视化,探索了一种方便、快捷的研究方法,为设计、安装节流器与确定操作参数提供了有效的依据     

气井井下节流系统分析及应用

对于高压气井，通过井下节流能够达到降低地面管线压力、防止水合物生成、取消地面保温装置、减少注醇量、提高气井携液能力的目的。通过节点分析方法，考虑井下节流节点，对井下气嘴进行优化，同时对井下与地面气嘴节流的相关性进行分析。苏丹地区实践验证表明，井下气嘴对于控制地面压力温度有重要作用。     

高气液比气井井下节流携液分析

针对井下节流是否有利于携液这一热点问题,以高气液比井下节流气井为研究对象,建立了以油嘴为函数节点的井下节流气井井筒压力温度数学模型,并引入李闽教授提出的椭球体携液临界气量模型来定量分析其携液能力,耦合得到了井下节流气井携液临界气量剖面。实例分析表明：井下节流气井携液临界气量呈典型3 段分布,可能存在3 个极大值,应取其最大值配产。产层至节流油嘴上游的临界气量明显大于节流下游至井口的值,表明节流后在较小的气量下就可携液生产,利于携液,而节流油嘴处存在一临界气量极大值,说明气体通过油嘴形成高速射流,与周围流速差增大,携液所需气量增加,不利于携液。     

天然气井井下节流技术在长庆气田的应用

针对长庆气田高压集气管线运行中堵塞严重等问题，开展了天然气井井下节流工艺技术的研究，在大量研究和中间模拟试验的基础上，进行了10口井17井次现场试验，达到了井下节流的目的，取得了显著的经济效益和社会效益。     

裂口几何形态对输气管道小孔泄漏的影响

输气管道气相泄漏速率计算是泄漏风险评估的前提和基础。为此,通过搭建气相管道小孔泄漏实验系统,开展圆孔、周向矩形方孔、轴向矩形方孔的泄漏速率实验,获取了不同裂口几何形态的气相泄漏速率。在此基础上,建立了基于FLUENT的管道孔口泄漏CFD仿真模型,并用其研究了裂口几何形态对中低压管道小孔泄漏速率的影响机理、泄漏孔口附近的气体动力学特征量,包括速度分布、马赫数分布等。仿真结果表明:最大速度发生在泄漏孔口截面中心处,矩形方孔的最大速度明显高于圆孔,而裂口方向对其影响不显著;从临界压力比来看,孔口面积一定,矩形方孔更容易在孔口处达到临界流,圆孔、周向矩形方孔、轴向矩形方孔的临界压力比模拟值均低于理论计算值。该实验结果有助于气相管道小孔泄漏研究的深化,也为气相管道泄漏事故的应急处置提供了参考依据。     

基于耦合模型的高压气井井下节流工艺设计方法研究

主要针对高压气井冬季易堵、存在较大安全隐患的生产难题,开展井下节流工艺技术研究。根据井下节流机理,基于天然气在井筒流动规律和地层径向传热,建立了井筒压力和流动温度预测数学模型,并采用精度较高的龙格库塔方法进行数值求解,采用组分模型和等熵焓变预测节流温降。根据气井产量、水合物生成条件、井筒压力、温度分布预测确定节流工艺参数,根据所建立的井下节流设计模型,对川孝452井进行工艺参数设计和现场试验,取得了良好效果。     

气井气水两相节流实验研究及模型评价

为了提高有水气井井下节流工艺技术水平,在930 m模拟实验井上,配套了两相嘴流测试装置,开展了气水两相嘴流实验研究,对气液两相嘴流现象及特点进行了观察和分析.获得30多组较宽范围的实验数据,在其基础上对机理模型、Gilbert三参数类型、Gilbert四参数类型、Omana类型共16个气液两相节流嘴流模型进行了综合评价.经对比分析,对于有水气井井下节流参数嘴径设计,临界流条件下推荐使用Elibaly发展的Gilbert类型三参数关系式,亚临界流条件下推荐使用Sachdeva模型.     

苏桥储气库生产井井下节流技术合理气水比研究

为了确定苏桥储气库有水气井井下节流技术适宜的生产气水比条件,在930 m模拟实验井上,开展了空气—水两相嘴流实验。利用油嘴流型观察窗和实时采集的实验数据,分流态对嘴流现象及特点进行了观察和分析。研究结果表明:由于液体段塞流过孔眼所需生产差压远大于气体,段塞流条件下液体在嘴前回落严重,油嘴前后压力、产气量、产水量波动幅度大,嘴流稳定性差;环雾流条件下4参数波动幅度小,嘴流稳定性好。确定了苏桥储气库有水气井段塞流向环雾流转化的气水比条件为1 800~2 000 m3/m3。嘴流稳定关系到举升管的正常排液,因此有水气井井下节流技术适宜的生产条件为环雾流;对于大液量气井,井筒为段塞流时嘴径不宜太小。     

低渗透高含水砂岩气藏产能评价

针对目前低渗透气藏气水同产井产能评价时遇到的问题,依据渗流力学中气水两相不稳定渗流的基本方程,采用气藏工程方法和改进的修正等时试井方法及热力学原理,并考虑井下油嘴节流及气体高速非达西和滑脱效应的影响,提出了低渗透高含水气藏的产能评价方法。该方法在理论推导的基础上,对气水两相广义拟压力和修正等时试井方法进行了改进,最后结合井下油嘴节流原理和气体通过油嘴时的滑脱效应方程,利用热力学方法和数值分析方法,求出气水同产井的产气能力及最大携液流量。根据模拟井数据,分别用传统产能评价方法和上述方法进行了计算,计算结果表明：传统方法的计算值偏高,而上方法的计算结果比较符合实际。这为低渗透高含水气藏下入井下节流器的气井的产能评价提供了新的思路。     

气井井下节流防止水合物研究

气井井下节流工艺是将节流器置于油管的适当位置来实现井下节流调压，利用地热对节流后的天然气加热，改变天然气水合物的生成条件，对防止水合物生成起到了积极作用。文中建立了气井井下节流压降温降以及节流后地层加热过程的数学模型，以苏里格气田某井为例，应用自制气井井筒动态分析软件，对比分析了井下节流与地面节流水合物生成与携液情况。井下节流大幅降低水合物的生成温度，有效解决了气井积液的生产技术难题。     

川中磨溪气田嘉二气藏高压井下节流工艺现场试验效果跟踪

川中磨溪气田嘉陵江组属异常高压气藏，埋藏深度3100m，地层压力67．67MPa，现有成熟井下节流工艺只适用于节流压小于35MPa的气井。不能用于这类超高压气藏，为此，针对嘉二气藏特征，开展了高压井下节流工艺应用研究。通过工具的研制、改进以及室内试验后，在磨41井投入了现场应用，取得了很好的效果。文中拟通过对磨41井高压节流效果的跟踪，进行高压井下节流工艺在磨溪嘉二异常高压气藏的适应性分析。     

深水压井节流管线内的气体交换效应分析

深水井控中压井节流管线细长,地层侵入气体进入节流管线内会产生气体交换效应,导致节流压力发生变化,增大了深水井控的难度。应用多相流动模型通过数值计算和实例模拟,从不同角度分析了深水压井节流管线内的气体交换效应,得到节流压力的变化规律。模拟发现,深水压井时节流管线内气体体积分数变化大且迅速,气体交换效应明显;节流压力随着循环流量的增大而降低,且变化幅度随着循环流量增大而增大,随着钻井液池增量的增大而增大;同样钻井液池增量下,钻进、停钻、起钻时对应的节流压力依次升高;深水压井过程中节流压力比陆地井控节流压力变化快;节流管线直径越小,节流压力初始值越低,峰值越高,节流压力变化越大,节流管线内气体交换效应越明显。研究结果可以更好地指导深水钻井压力控制。      

一种新型活动式井下节流器

为了解决老式节流器在使用中存在的打捞困难及密封皮碗与油管之间的摩擦问题,同时大幅度降低节流器打捞时的上提力,研制了新型活动式井下节流器。该节流器主要由滤砂管、外套管、密封皮碗、卡瓦、剪切销钉和投送接头等组成,保留了老式节流器定位准确、密封良好、耐压差高的优点,同时也克服了老式节流器打捞难的缺点。苏里格苏75区块10口井的应用表明,与同类产品相比,该节流器打捞性能及节流降压效果均更好,值得大面积推广应用。     

泡沫排水采气井井下节流压降规律实验及模型修正

气井井下节流是气田低成本开发的一项关键技术,“井下节流+泡沫排水采气”工艺在适宜条件下可提高气井带液能力。采用传统气液两相嘴流压降模型开展泡排井井下节流气嘴尺寸设计不能满足气井配产要求,通过节流压降规律测试并建立或者完善数学模型有助于提高泡排井井下节流设计水平。设计并搭建了泡沫排水采气井井下节流物理模拟实验装置,利用泡排剂UT-11开展了在不同泡排剂质量分数情况下的节流压降规律测试,利用实验数据对4个常用气液两相嘴流机理模型(Sachdeva模型、Perkins模型、Ashford模型、滑脱数值模型)进行了嘴流流态过渡预测能力评价、质量流速及嘴前压力的预测能力评价。基于实验数据构建了泡沫流滑脱因子计算关系式,提高滑脱数值模型的准确性,质量流速的绝对百分误差从13.7%降至7.69%,嘴前压力的绝对百分误差从16.5%降至8.01%。该研究为泡沫排水采气井井下节流嘴径设计和嘴前压力预测提供了重要理论依据。