考虑井筒压降的水平井产能研究

在水平井实际生产时,井筒流动和油藏渗流是一个相互影响、相互作用的整体,合理描述水平段的流体流动规律和压降关系,对于准确预测水平井产量有重要意义。从水平井渗流机理出发选取底水驱油藏的采油指数和Novy模型,通过体积平衡原理建立稳态条件下水平井筒流动和油藏渗流的耦合模型,对考虑井筒压降的水平井产能进行了研究,对该模型在层流和紊流的条件下进行求解,分析了影响水平井产能的各种因素。     

多分支井产能预测方法

建立了多分支井油藏渗流与井筒流动耦合的产能预测模型,水平井模型考虑了井筒摩擦、井筒内流动的加速、油藏流动扰动等引起的压降对井产能的影响。模型中油藏渗流计算采用Joshi稳态流动模型和Helmy-Wattenbarger拟稳态流动模型;水平井筒流动计算采用Ouyang单相流动模型;主井筒流动计算采用Beggs-Brill两相流动模型。提出了求解所建模型的半解析法,编制了多分支井产能预测软件。通过实例计算分析了多分支井压力与产能的关系、分支井井筒压力与产量分布,以及某一分支井油层压力、水平井长度变化对其他分支井产能及多分支井总产能的影响。软件为钻完井设计、油藏工程分析和采油工艺设计提供了一种快捷、有效的分析工具。     

水平井变质量流与油藏渗流的耦合研究

针对目前对水平井生产时井筒内流体流动研究的现状及不足,对裸眼完井水平井微元段进行了流动分析,根据连续性方程、动量方程和能量方程,推导了混合压降计算公式,得到了井筒压降计算模型.该模型考虑了摩擦、加速度和井筒壁面流入的混合干扰等因素.建立了稳态条件下水平井筒流动和油藏渗流的耦合模型.实例计算和分析了一口水平井的变质量流动规律,与无限导流模型进行了分析对比,说明了井筒压降对井产能的影响.该耦合模型为描述水平井流入动态、评价水平井产能提供了理论依据.     

水平井筒摩擦压降对井产能的影响

水平井筒内的摩擦压降对于水平井的生产动态来说是一个具有支配性的因素,筛管和割缝衬管完井的摩擦压降将会变得尤其重要.对水平井单相稳流系统,综合考虑摩擦损失造成的水平井筒压降和变质量流特点,联立水平井的油藏渗流和水平井筒中的流动,建立了水平井筒存在压力梯度的变质量耦合模型,对模型微分方程进行数值求解.对参数进行敏感性分析以讨论摩擦压降对产能的影响.该模型还可以用于确定合理的水平井筒段长度.     

水平井简摩擦压降对井产能的影响

水平井筒内的摩擦压降对于水平井的生产动态来说是一个具有支配性的因素，筛管和割缝衬管完井的摩擦压降将会变得尤其重要。对水平井单相稳流系统，综合考虑摩擦损失造成的水平井筒压降和变质量流特点，联立水平井的油藏渗流和水平井筒中的流动，建立了水平井筒存在压力梯度的变质量耦合模型，对模型微分方程进行数值求解。对参数进行敏感性分析以讨论摩擦压降对产能的影响。该模型还可以用于确定合理的水平井筒段长度。     

一种新的水平井产能方程研究

水平井井筒压降损失的计算模型在考虑压降损失后,所得的水平井压降值往往偏高,在研究油藏向井流动和水平井井筒耦合流动的压降及流动阻力基础上,根据质量守恒定律和渗流阻力定义,分析了水平井井筒摩擦压降与生产压差关系的同时,采取分段计算压降损失的方法,导出了新的水平井稳态产能预测方程?研究指出,水平井的流动不论高速和低速渗流,其流动都是以向井流动为主;水平井的趾端流动在流动中呈球面径向流动。     

考虑井筒压降的水平井产能影响因素研究

水平井井筒内压降对水平井生产动态有较大影响,特别是当水平段较长时,将导致水平井筒末端油藏和井筒的压降很小,甚至为零。根据质量守恒定律和动量定理,在建立裸眼完井水平井筒内单相变质量流动压降方程的基础上,建立与油藏耦合的产能计算模型,分析了各因素对水平井产能的影响。通过研究发现,对于具体油藏具体水平井存在一个最优的水平段长度,同时水平井井径、流体粘度、流体密度、油层厚度、水平段到油藏底部距离、水平渗透率和垂向渗透率等参数均会对水平井的产能造成一定的影响。     

稠油油藏水平井井筒压降规律研究

水平井技术已在稠油油藏开发过程中广泛运用,但因稠油黏度较大,水平井井筒压降已成为产能研 究过程中不可忽视的问题。 基于常规水平井产能理论,利用 Joshi 提出的方法将水平井三维渗流场简化 为 2 个二维渗流场,运用保角变换方法以及等值渗流阻力法得到稠油油藏水平井地层渗流模型,同时考 虑井筒变质量流动,建立了地层渗流与水平井井筒管流的耦合模型。 实例分析表明,井筒压降使得水平井 的无阻流量减小了 7.7% ,且稠油油藏水平井井筒压降远远大于常规油藏水平井井筒压降。 敏感性分析表 明,随着水平段长度、幂律指数以及油层厚度的逐渐增大,井筒压降逐渐增大,而随着井筒半径的逐渐增 大,井筒压降则逐渐减小。 本次研究为稠油油藏水平井井筒压降规律的研究提供了新的思路     

井筒压降对水平井入流动态的影响

针对实际油藏中的三维渗流问题,利用傅立叶余弦变换以及点线汇和势的叠加原理等数学方法得出了沿井筒的压力分布方程。结合考虑压降的井筒变质量流的管流流动模型建立了地层渗流与水平井筒管流耦合模型,并提出了相应的数学解法。研究结果表明：地层渗流与井筒管流的耦合模型能够全面考虑水平井和油藏的形态及参数影响;摩擦压降是井筒压降的主要组成部分,摩擦压降与井筒半径成反比;随着井筒长度的增加,井筒压降随之增加,但压降增加的幅度越来越小;井筒压降的存在导致水平井筒的入流动态呈U型分布。     

考虑井筒变质量流动水平井产能预测简易算法

为了考虑井筒变质量流动对水平井产能的影响,应用动量守恒定律建立了水平井井筒变质量流动压降控制方程,采用比采油指数描述油藏流体沿水平井井筒的入流规律,应用质量守恒定律将井筒与油藏的流动耦合,建立了水平井变质量流与油藏渗流耦合模型.该模型可计算水平井不同跟端压力时沿井筒压力和产液分布以及水平井产能.运用四阶Runge-Kutta法对模型进行求解.经实例计算表明:该模型计算所得沿水平井井筒流量分布与实测流量分布基本一致,产能计算误差仅为2.75%,无限导流能力假设条件下的水平井IPR曲线为一条倾斜直线,而水平井由于从井筒趾端到跟端压力不断降低,水平井IPR曲线呈向下弯曲趋势,向下弯曲幅度与井筒压降成正比.     

苏里格气田椭圆状孤立砂体产能方程的建立

目前二项式产能方程的建立是基于一种圆形水平、等厚和均质的气层，气体径向流入井底的模型。而苏里格气田有效砂体则以孤立状分布为主，砂体规模较小，形态呈椭圆或长椭圆状，当压力传播至砂体宽度边界之后，将不再满足纯径向流的渗流规律，目前推导的产能方程存在较大误差。根据该气田实际的砂体特征，将整个渗流过程分为两段，即在投产初期比较短的时间内，当压力未传播至砂体宽度边界之前，表现为近井区径向流；当压力传播到砂体宽度边界之后则表现为远井区单向流。由此建立了新的渗流物理模型，并推导出了远井区单向流的产能方程，然后根据物质守恒原理与近井区径向流的产能方程合并，得出了苏里格气田孤立砂体新的产能方程。现场应用表明该方程具有较高的计算精度。     

水平井筒变质量气液两相环空雾状流压降的分析模型

由于水平井筒和常规水平管道中气液两相流动的相似和差别,可以预知常规水平管流压的压降计算方法对于井筒流动来说就需要修正或扩展．考虑管壁存在入流或出流对于环空雾状流流型压降的影响,文中对气、液两相分别应用质量守恒方程和动量守恒方程,得到水平井筒气液两相变质量流动环空雾状流流型的压降计算方法。     

底水油藏水平井井筒内压力特征研究

为了研究底水油藏水平井开采时井筒内压力特征,建立了井筒管流与油藏渗流的耦合模型:首先根据管流理论,考虑摩阻压降与加速压降,推导出水平井筒内压力损失表达式;依据镜像反映、叠加原理等方法,推导出油藏渗流进入井筒流量表达式;最后根据变质量流性质,建立水平井流入量与压力损失的耦合关系,运用数值方法,求出耦合模型数值解,从而得到水平井筒内压力分布。实例研究表明:底水油藏水平井开采时,井筒内存在压力损失,而且越靠近跟端,压力损失越明显,受此影响,水平井内产液段主要位于跟端位置。随产量增大,井筒压降中加速损失占的比重越大。     

裸眼完井分支水平井井筒压力分布理论研究

根据水平井筒内单相变质量流特点，考虑影响井简压降大小的各个因素，利用质量守恒定律、动量定理以及管流摩阻公式，建立了水平井简压降计算模型。把井筒压降计算模型与油藏三维渗流模型耦合起来，可以得到井筒中的压力分布。通过对分支水平井井筒压力的初步研究，建立了井筒压力分布求解模型，得出了一些有益的结论，为进一步的研究打下坚实的基础。     

水平井筒分层流型压降计算模型研究

井筒流动是一种沿井筒不断有流体流入的变质量流体流动 ,因此其压降计算有别于常规管流。在混合损失计算模型的基础上 ,应用动量守恒原理推导出了新的水平井筒气液两相分层流型压降计算模型。该模型较全面地考虑了井筒流动各方面的参数 ,将井筒压力损失划分为摩擦损失、加速损失、重力损失和混合损失等 4部分 ,其中加速损失主要源于径向流入引起的加速损失 ,以及由于持液率的变化引起气、液流速变化而导致的加速损失。计算实例表明 ,水平井筒气液两相流动中的井筒压降均随着管壁入流量和轴向流量的增加而增大 ;入流角对井筒压降的影响主要表现为混合损失占井筒损失的比例随入流角的增加而增加 ;新的水平井筒压降模型与油藏渗流相耦合 ,可为水平井产能研究提供理论指导。     

水平井水平段长度计算及影响因素分析

由于水平井水平段的流动是变质量流,因此在水平井水平段存在流动压降,特别是当水平段较长时,会导致水平段井筒末端油藏和井筒的压降很小甚至为零。因而研究水平井水平段有效长度对水平井设计具有重要意义。在考虑水平段流动阻力的情况下,对水平段流动进行了简化,建立了计算水平井水平段长度的模型。对于一定的生产压差和预期达到的产量,利用该模型可以计算出所需水平段长度;反之,对于一定的生产压差和预期的水平段长度,利用该模型可以计算水平井所能达到的产量;并可利用该模型对影响水平井产量的因素进行敏感性计算分析。井例计算表明,对于具体油藏中的具体水平井存在一个最优的水平段长度。     

裸眼系列完井方式对鱼骨井产量的影响

为了给分支水平井完井方案提供理论依据,引进"完井方式"因素,以鱼骨井为例,以一种离散化方法为手段,以裸眼系列完井方式为核心,建立起相应的稳态耦合流动计算模型。通过实例计算绘制出流率分布剖面、流压分布剖面及全井流入动态曲线,并对比了裸眼完井方式下不同完井方法对应的总产量。研究结果表明,鱼骨井内部的渗流干扰对总产量有抑制作用,渗流干扰的强烈程度取决于鱼骨井形态、渗流阻力和开采强度;完井方式对鱼骨井的流率分布和流压分布都有影响,其本质在于完井筛管影响了油藏渗流压降和井筒管流压降,进而改变了模型的耦合结果。在进行方案设计时应综合技术和经济等各方面因素选择完井筛管及其下入模式。     

基于节点网络的水平井分段流入剖面预测方法

随着水平井分段完井技术的发展,完井结构变得越来越复杂,为了准确模拟水平井分段完井流入剖面,研究了基于节点网络的水平井分段流入剖面预测方法。将完井结构简化为由地层、井壁与完井工具间的环空、完井工具构成的水平井井筒网络,基于物质守恒原理和动量守恒定理,建立了各类流动桥的压降模型;用桥流动指数来表征流体流动方向,建立了耦合地层、井壁与完井工具间的环空、完井工具三者之间的流体流入剖面预测模型,并采用Newton–Raphson迭代方法进行了求解。算例分析表明,应用该方法可预测水平井复杂完井结构的环空、油管中的压力和流量分布,准确反映完井方式和完井工具对井筒流体流入剖面的影响,且具有较高的预测精度。研究认为,建立的水平井分段流入剖面模型可为完井方式选择、参数优化设计提供理论支撑。      

鱼骨气井不稳定产能预测新模型

基于气体不稳定渗流理论,应用Newman 乘积原理和Green 函数得到水平气井的压降解析解,结合坐标旋转推导鱼骨分支的压降方程,运用压降叠加原理导出鱼骨气井不稳定产能预测模型,并对模型进行离散化求解。实例计算结果表明:①鱼骨气井产量随生产时间增加而不断减小,后趋于一定值,流动达到拟稳态;②主干井单位长度井筒流量呈现两端大、中间小的趋势,在与分支相交的结合点处最小,分支井段距主干井越远,单位长度井筒流量越大。     

蒸汽吞吐水平井产液过程井筒传热与传质研究

国内水平井蒸汽吞吐注汽过程井筒的数学模型已经较完善,但对稠油产出过程的井筒温度分布研究涉及不多。应用离散化井筒模型,建立了水平井单轮次蒸汽吞吐单井模型。利用质量守恒、动量定理和能量守恒原理建立了水平井稠油开采过程中井筒压力、温度变化分布以及水平井产液量预测模型,用数值方法对模型进行了求解,编制了相应的计算程序并应用胜利油田现场井例数据验证了该模型的可靠性。该模型为水平井蒸汽吞吐产能预测、生产系统优化设计提供理论依据。