CO2气井井简流动综合模型

气井井筒的压力分布计算对于气井设计及其动态分析具有重要意义。CO2气体由于相态变化非常复杂，在高压下具有液体的密度，压力、温度稍微改变，密度与偏差系数等参数可能发生巨大的变化，常规计算气体井筒压力的方法不再适用。为此，优选了能准确描述CO2气体相态行为的状态方程以及井筒流动方程，并进行了相应改进，以联立状态方程和改进的井筒压力流动方程共同建立了CO2气井井筒流动综合模型，并把模型计算结果与测试数据进行了对比分析。研究结果表明，计算结果与测试结果吻合较好，表明本模型可以应用于CO2气井井筒流动压力分布预测，从而大大减少井下测试压力昂贵的作业费用和CO2强腐蚀的风险。     

CO2井试采压力变化及其原因分析

为研究CO2气井井筒中压力的分布规律,根据CO2气体的物理性质、相态特征,分析了CO2气体开井、关井期间在垂直井筒内的相态变化;根据井口压力与井底压力之间的关系,分析了CO2气体在试采期间井口压力发生异常变化的原因.得出了CO2气体在垂直井筒内的相态变化规律,井口压力与井底压力呈非线性变化关系,井口压力不能准确地反映井底压力变化的认识.研究结果有利于CO2气井试采方法的改进.     

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.     

考虑井简相态变化的凝析气井关井静压计算

目前凝析气井关井静压计算仍在沿用常规气井的方法,由于对井筒相态考虑不充分,计算精度无法满足动态分析和生产管理的需求。为此,从关井瞬间井筒相态分析出发,结合凝析气井关井压力恢复过程中井筒的压力、温度分布变化,以气液平衡计算为基础,建立了凝析气井关井压力恢复过程考虑井筒相态变化的压力计算模型,并结合具体实例对凝析气井关井压力恢复过程井筒相态变化规律及压力分布进行了研究和计算。从计算结果看,该计算方法考虑凝析气井关井压力恢复过程中的相态变化,因而井底压力的计算结果与实际情况更接近,可以解决压力计无法下入产层中部或不能正常测试的问题,有时也可以替代凝析气井关井压力恢复测试,从而节省测试所需的大量入力、物力。     

考虑井筒相态变化的凝析气井关井静压计算

目前凝析气井关井静压计算仍在沿用常规气井的方法,由于对井筒相态考虑不充分,计算精度无法满足动态分析和生产管理的需求。为此,从关井瞬间井筒相态分析出发,结合凝析气井关井压力恢复过程中井筒的压力、温度分布变化,以气液平衡计算为基础,建立了凝析气井关井压力恢复过程考虑井筒相态变化的压力计算模型,并结合具体实例对凝析气井关井压力恢复过程井筒相态变化规律及压力分布进行了研究和计算。从计算结果看,该计算方法考虑凝析气井关井压力恢复过程中的相态变化,因而井底压力的计算结果与实际情况更接近,可以解决压力计无法下入产层中部或不能正常测试的问题,有时也可以替代凝析气井关井压力恢复测试,从而节省测试所需的大量人力、物力。     

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。     

CO2气体物性参数精确计算方法研究

压力和温度对CO2气体的物性参数影响较大,尤其在靠近临界区域附近。利用Span-Wagner（S-W）状态方程计算了CO2气体在不同状态条件下的密度、定压热容、定容热容等参数,与现有文献报道的实验值进行对比,其误差范围在2%以内。利用计算精度较高的P-R状态方程,对CO2气体的密度进行了计算,并给出了计算误差,与S-W状态方程计算误差相比,P-R状态方程计算误差较大,最大值高达11%以上,不能满足工程计算要求,而S-W状态方程计算误差仅在0.5%以内。S-W 状态方程将为CO2气井生产、CO2提高采收率等井筒温度和压力精确预测提供基础。     

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.     

CO2气井中水蒸气含量计算模型及变化规律

从CO2气井与天然气井的不同及CO2含量变化等问题出发,通过相应的能量守恒、传热学理论、状态方程及局部相平衡等建立相关压力、温度、湿度模型.利用模型相互关联偏差因子联立方程组求解,采用迭代计算方法和相应的数值积分方法,应用于CO2 气井的井筒水蒸气含量计算.结合油藏实例进行了计算,分析了不同CO2含量及产量下水蒸气分布规律.实例计算分析表明,CO2气井井筒中,水蒸气分布规律为随着CO2含量和产量的增加水蒸气含量也呈增加的趋势.实例验证了模型的适用性,为CO2气藏开采提供了相关基础数据和理论基础.     

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Cullender和Smith模型是计算气井井底压力的首选方法，被广泛应用于干气井井筒压力计算。文章通过对Cullender和Smith方法进行含水修正，建立了该方法用于高气水比气井井筒压力计算的新模型。从气体稳定流动能量方程出发，运用两相流知识，详细讨论了模型推导中涉及的气－水井流密度、气－水井流质量流量、气－水井流体积流速、气－水井流Moody摩阻系数的计算方法，给出了各参数采用我国法定计量单位的实用公式，最后将各参数计算公式代入气体稳定流动能量方程，得出适用于高气水比气井井筒压力计算的修正Cullender和Smith模型。文中同时给出一计算实例，对比了采用传统Cullender和Smith模型和文中提出的修正Cullender和Smith模型进行气井井底流压和井筒流压分布计算的结果，其效果良好。