相态变化影响下的凝析气井井筒压力计算分析

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。凝析气藏开发动态和经济效益的正确预测，需要精确模拟这类气藏的流态和压力分布。过去对凝析气井井筒动态模拟过程中几乎没有考虑，文中针对这样的状况，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。     

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。     

高含硫气井关井后井口压力异常影响因素研究

高含硫气井关井后常呈现关井后井口压力上升和井口压力下降两种截然不同变化趋势。为了深入揭示高含硫气井关井后井口压力恢复异常变化的本质,通过建立开关井过程中气液两相非稳态变化模型,计算求解生产压差、水击压力、温度效应、重组分沉降和续流效应对气井关井后井口压力变化规律的影响。通过研究,揭示了高含硫气井关井后井口压力变化是受到多个因素的综合影响。关井后井口压力异常通常在小压差大产量气井发生,且井口压力异常在不同关井时期受到的影响因素略有不同。在关井初期,井口压力受到水击压力和重组分沉降的综合影响; 在关井中期,主要是重组分沉降影响; 在关井后期,则主要受到温度的影响。研究结论对于认识和指导高含硫气井实现井口测压代替井底测压开展动态监测工作提供了重要依据。     

考虑相态变化的凝析气井井筒瞬变流动分析

对于含水的凝析气藏（特别是凝析油含量较高的）,由于井筒内压力和温度的变化,凝析气在井筒的相态和油气相的组成变化也较大;而且在实际的井筒流动中,往往会出现一些非稳定的因素。文中综合考虑了流动过程中相态的变化和非稳定流动因素的影响,建立了数学模型,该模型能正确地预测产水凝析气井的井筒动态。通过实例计算证明该模型的结果更符合实际情况,在流动达到稳定后,非稳定模型的计算结果和稳态模型的结果是一致的。     

海洋凝析气井关井井筒温度与压力的计算

凝析气井关井井筒温度分布模型属于非稳态传热问题,在压力恢复关井测试中,井筒温度分布对井底压力起着重要影响。考虑流体相变和海水段传热的影响,建立了海洋凝析气井井筒气体瞬变流动的非稳态传热温度、压力耦合的数学模型,采用解析解和数值解相结合的求解方法,实际计算时先将井筒分为若干微元段,求出该段温度,然后通过非稳态传热温度、压力耦合的分布模型再计算得到该段压力,再依次计算下一微元段的温度和压力,直到计算到井底。通过对海上某气田实例气井关井过程温度、压力分布的计算,结果表明所建立的模型能有效地对压力恢复测试过程中气井井口压力进行校正。     

井筒特殊流态对气井积液影响的新认识

在产水气井生产中,井筒积液是一个严重的问题.当气井产量下降,气体流速低于临界携液流速时,气井井筒就会发生积液.气体无法把产出水全部携带出井筒,水会回落到井底并聚集成液柱,堵塞炮眼,增加气藏回压,急剧降低气体流速,导致气井产量大幅度下降或是将气井压死.通过对国内外油田产水气井动态资料的分析研究得出,气井生产可分为两个主要时期:①气井开采初期,气体的稳定流动过程;②井筒积液后,气体的亚稳态流动过程.引出了亚稳态流动理论模型,通过对井底条件的假设,详细地介绍了气水同产、凝析水回落聚集成液柱和部分液体回注入储层的循环流动过程.论点的提出为描述井筒积液的过程提供了新的思路,可为间歇气井的生产优化过程提供理论帮助.     

气井井下管串腐蚀影响因素的电化学认识

从化学反应速度、弱电离理论、物质溶度积、气体溶解度等多角度认识天然气中H2 S、CO2 气体对气井井下管串在不同情况、不同井段的腐蚀作用,阐述了多因素的共同影响,这对判断井下管串的腐蚀具有一定的指导性     

土库曼斯坦酸性气田老井试气前的井筒腐蚀评估

土库曼斯坦右岸气田高温、高压,高含CO2和H2S,属酸性气田,老井封存时间较长,管柱腐蚀严重,试气前的井筒风险评估直接影响到试气作业方式、作业参数的选择及测试工作的安全性。通过研究腐蚀工况,开展现场测井获取全井段腐蚀剖面及室内实验获取腐蚀深度的精确数据,将二者数据有机结合,建立了套管在严重腐蚀情况下剩余强度的测定及校正方法,提高了现场试气的安全性。     

接卸物料组分变化对LNG接收站运行的影响

随着国内液化天然气行业的发展,每个LNG接收站都可能会接卸来自世界不同地域LNG工厂加工生产的LNG,其组分差异明显。LNG密度较大的有巴布亚新几内亚的巴新LNG项目,密度达到470kg/m³左右;密度较小的有澳大利亚格拉德斯通LNG项目,密度仅420kg/m³左右。本文主要研究不同组分LNG对接收站的运行影响,并提出相应的解决办法。     

气井产出液对脱硫溶液的影响研究

针对某天然气净化厂脱硫溶液受污染的问题,以该净化厂上游气井产出液为研究对象,详细分析了其主要组成以及与脱硫溶液混合后的物化参数变化过程,并从机理上进行了阐述。结果表明,气井产出液呈酸性,水型以CaCl₂和MgCl₂为主,并含有少量表面活性剂。进入脱硫溶液后,首先产生CaCO₃、MgCO₃沉淀;接着生成氯化胺,溶液的pH值和胺液质量分数随之下降,最终导致净化效果变差。此外,气井产出液会增大脱硫溶液的发泡趋势和腐蚀性,腐蚀的主要原因是氯化胺而非氯离子。因此,提出了控制源头、加强分离与预警、胺液复活3个方面的防治措施。      

含硫气井管线腐蚀分析及防腐措施探讨

含硫气井的腐蚀一直是气田开发过程中需要面对的难题,含硫气井的腐蚀主要是电化学腐蚀,影响因素主要有天然气中所含的水、H_2S的浓度、温度、pH值、CO_2等。榆林气田整体H_2S含量较低,腐蚀轻微,但由于榆20集气站含硫气井集中,从历年清管情况来看,存在一定的H_2S腐蚀。通过分析含H_2S气井的腐蚀机理和榆林气田含硫气井防腐现状,提出进一步减轻H_2S腐蚀的优化措施。     

凝析气井井筒压力计算

准确计算凝析气井井底压力是正确预测产能、合理制订生产方案的关键,近年来凝析气井压力计算重点考虑黑油模型和组分模型的差异,而对优选气液两相管流压降模型的重要性却认识不足。为此,采用Govier-Fogarasi公开发表的94口凝析气井实验数据对工程常用的无滑脱模型、HagedornBrown、Orkiszewski、Gray、MukherjeeBrill、HasanKabir分别按黑油模型和组分模型预测井筒压力。井底流压和压降梯度统计评价结果表明:两相流模型的选择对凝析气井井筒压力预测结果影响较大,而组分模型和黑油模型对部分两相流模型在一定条件下对凝析气井井筒压力计算产生影响;推荐使用Gray模型+黑油模型和HagedornBrown模型+组分模型来预测凝析气井压力剖面,并给出了无滑脱模型的适用条件(液气比为0.5~5m3/104 m3、产气量大于5×104 m3/d);最后指出,采用组分数据计算凝析气井压力剖面时,其数据选择尤为重要,否则预测的误差会增大。该研究成果对于凝析气藏的高效开采具有重要的意义。     

酸性气田井喷点火有效空间范围数字模拟

在井喷酸性天然气形成射流的可燃空间范围内进行主动点火是控制酸性气田井喷事故危害范围与危害程度的有效方法。对含CO₂、H₂S的天然气井喷情况进行了理论分析,建立了与实际情况接近的几何模型,采用CFD模拟的方法,对不同压力、不同风速、不同酸性气体含量的井喷情况进行了模拟研究,获得了射流速度场、浓度场,得到了不同情况下的有效点火空间范围。     

凝析气井井简压力计算

准确计算凝析气井井底压力是正确预测产能、合理制订生产方案的关键,近年来凝析气井压力计算重点考虑黑油模型和组分模型的差异,而对优选气液两相管流压降模型的重要性却认识不足.为此,采用Govier-Fogarasi公开发表的94口凝析气井实验数据对工程常用的无滑脱模型、Hagedorn&Brown、Orkiszewski、Gray、Mukherjee&Brill、Hasan&Kabir分别按黑油模型和组分模型预测井筒压力.井底流压和压降梯度统计评价结果表明:两相流模型的选择对凝析气井井筒压力预测结果影响较大,而组分模型和黑油模型对部分两相流模型在一定条件下对凝析气井井筒压力计算产生影响;推荐使用Gray模型+黑油模型和Hagedorn&Brown模型+组分模型来预测凝析气井压力剖面,并给出了无滑脱模型的适用条件(液气比为0.5～5 m3/104 m3、产气量大于5×104 m3/d);最后指出,采用组分数据计算凝析气井压力剖面时,其数据选择尤为重要,否则预测的误差会增大.该研究成果对于凝析气藏的高效开采具有重要的意义.     

酸性气田气井采用组合油管柱的优越性

在高含H₂S和CO₂共存的气田深井中,为了既保证生产气井井底不积水,又要保证气井在生产过程中管柱不发生冲蚀;实现低成本高效地开发酸性气田,保证气井安全生产,必须对气井井下管柱进行优化。以徐深气田气井为例,在给定的生产条件下,采用73.0 mm×850 m+60.3 mm×2 880 m组合油管柱和73.0 mm单级油管柱都不会有天然气水合物生成;采用组合油管柱比采用73.0 mm单级油管柱更不容易生成天然气水合物,说明采用两级或两级以上不同尺寸的组合油管柱在高含二氧化碳和高含硫化氢气田气井中具有更大的优越性。该方法对低成本高效地开发酸性气田具有重要的参考价值。     

普光气田高含硫气井溢流压井期间井筒超临界相态特征

针对超临界流体状态下烃类、硫化氢 、二氧化碳的特性,结合ｐ-Ｔ-ρ图版和实际气体状态方程,以及普光气田高含硫化氢、二氧化碳气井的实际情况,计算得出普光气田烃类与硫化氢、二氧化碳构成的混合物的相态图;建立了相应的数学模型,模拟了高酸性高压气井环空温度、偏差因子、压力和体积膨胀情况。从模拟计算结果可以看出： 高含硫气体在溢流压井期间,在井筒较长井段处于超临界状态,远离临界点附近区域,从超临界状态转向低压气态时体积较明显的膨胀但不剧烈,不会出现在超临界点附近处特有的瞬时体积急剧膨胀现象;普光气田气井的酸性气体运移至距地面12%左右（即1 120 m）井深时,有体积膨胀趋势,运移至距地面10%左右（即560 m）井深时有较明显的膨胀特征。     

高酸性气藏完井类陶瓷覆膜处理技术

完井工具在高酸性气藏中的腐蚀破坏普遍存在。对完井工具的腐蚀形式和各种处理技术进行了研究。研究结果表明,采用化学气-固平衡反应工艺制取 (TiCr)_xN_y 和 (TiCr)_xN_y 膜具有很好的阻氢效果,其防止氢渗透的效率是抗氢不锈钢的1000倍以上,可以有效防止氢进入材料内部所造成的氢致应力腐蚀。通过模拟井下H₂S环境的室内的腐蚀试验结果表明,在各种工具表面制备的多层致密类陶瓷覆膜能够适应油田井下各种复杂的腐蚀环境,提高完井工具的防腐性能及其部分机械性能指标,从而为高酸性气藏完井研究了一种安全新型、经济合理的关键技术。     

含硫气井定量风险分析技术标准探讨

随着近年来我国众多含硫化氢气田相继投入开发,含硫气井安全规划标准,特别是定量风险分析标准的制订变得十分必要和迫切。为此,分别对含硫气井定量风险分析技术标准的制订原则、适用范围、框架结构进行了分析,提出了适合我国国情的井喷事故概率的数值统计分析方法及参考值,事故后果分析方法及要求,定量风险计算方法及可接受风险水平等关键技术参数及主要技术内容。研究成果可用于指导我国含硫气井定量风险分析标准的制订,将使我国对含硫气田开发实施定量风险评价和管理成为可能。     

含硫气井井喷事故受体致死概率分析

采用计算流体力学的方法,在基于并行计算的高性能集群系统平台上采用计算流体力学软件Fluent对川渝地区某含硫气井井喷事故状态下硫化氢气体的扩散动力学演化过程及影响范围进行数值模拟研究,并通过差分和积分计算获取了硫化氢毒性负荷的分布场,进而分析了气井周边区域的受体致死概率.结果表明,含硫气井所处的地形条件对硫化氢浓度场及受体致死概率计算结果影响很大:所选计算井其东、西、北三面地形平坦,以浅丘为主,南侧背靠海拔1 230 m的山峰,受井口南侧山峰的影响,北风下井口附近区域毒性负荷及受体致死概率最高,次高峰值处距井口约1 000 m,因此在对气井进行事故后果模拟及定量风险分析时必须充分考虑地形的影响.本方法可用于含硫气井的定量风险评价及安全规划的制定.