气井井筒水合物预测研究

天然气中的各种组分分子在一定温度和压力下,与游离水结合,形成结晶笼状固体,在生产的过程中会堵塞油管,严重的时候甚至造成停产.考虑井筒中天然气温度和压力的耦合,从井底逐点迭代计算出井筒中天然气温度、压力的分布,再用判别水合物的热力学模型逐点判别是否形成水合物和找出水合物生成的具体位置,为防止水合物的生成提供指导作用.可以通过降低井筒压力和提高井筒温度或降低天然气体系的形成温度2个方面着手预防水合物的生成,防止水合物生成可作为开发前期选择油管考虑的一个因素.     

高压气井井筒压力温度分布研究

高压气藏井筒温度的变化直接影响到井筒中流体压力的变化,尤其是影响关井后井筒压力的变化。运用热力学第一定律,利用井筒中流体能量守恒,结合井筒传热,建立平衡方程。将井筒流体纵向传热与井筒对地层的非稳态传热分别建立方程并给出边界条件联立求解,求出任意时刻井筒中的温度分布,由温度分布和气体的状态方程确定井简的压力分布,最终将井口关井测试压力折算到井底关井测试压力,以此达到用井口压力数据做压力恢复试井解释的目的。     

气井压力温度预测综合数值模拟

基于质量、动量、能量守恒原理,导出了描述气井流动气柱的压力、温度、流速及密度分布的常微分方程组,采用四阶龙格-库塔法数值求解.该数值模型综合考虑了井斜角、井身结构、油管柱结构、气井井筒的径向传热、不同环空传热介质及地层的热物理性质沿井深的变化,符合气井的实际情况.应用6460m的新疆柯深1井(高温高压气井)基本数据进行实例计算,并对模型进行了敏感性分析.计算绘出了不同产量下气体压力、温度、流速及密度沿井深的分布曲线,直观地反映了气井的流动规律和地层的传热特征.可为高温高压气井试井工艺设计和生产动态分析(如水化物预测、油管柱设计等)提供技术依据.     

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。     

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。     

深水气井测试初开井温度和压力模型及其在水合物预测中的应用

深水气井测试初开井阶段为典型的非稳态变化过程,采用稳态模型计算的温度和压力误差较大,导致水合物预防缺乏准确依据.综合考虑开井过程、海洋与地层环境差异、井身结构、测试管柱尺寸、产量以及气体上升过程中的膨胀做功等因素,建立了深水气井测试初期管柱内温度和压力模型;在此基础上,结合水合物相平衡条件,得到了深水气井从开井到稳定生...     

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。     

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。     

深水气井测试初开井温度和压力模型及其在水合物预测中的应用北大核心CSCD

深水气井测试初开井阶段为典型的非稳态变化过程,采用稳态模型计算的温度和压力误差较大,导致水合物预防缺乏准确依据。综合考虑开井过程、海洋与地层环境差异、井身结构、测试管柱尺寸、产量以及气体上升过程中的膨胀做功等因素,建立了深水气井测试初期管柱内温度和压力模型;在此基础上,结合水合物相平衡条件,得到了深水气井从开井到稳定生产阶段的水合物生成区域预测方法。不同开井产量和开井时间对水合物生成区域影响规律分析结果表明,管柱内温度随着开井时间的增加而相应升高并逐渐趋于稳定,而水合物的生成区域会随着开井时间增加而逐渐减小,达到稳定后保持不变;初开井产量对水合物生成区域影响较大,适当提高开井产量有助于降低水合物生成风险。本文建立的预测方法可以为深水气井作业水合物防治方案设计提供依据。     

电磁加热凝析气井井筒温度分布

井下电磁加热使凝析油蒸发或流动。在反凝析区域,若升高温度可以得到蒸发凝析油的效果,甚至成为单相。所以通过加热方法升高近井区温度,使凝析油蒸发。凝析气井井筒温度分布是进行气井节点分析和动态分析必不可少的参数。根据传热学原理推出了凝析气井井筒温度分布计算公式,研究了温度计算基础数据求取方法。对某一井深为3390m的凝析气井进行了计算,该气井气油比为3000;地层温度为114℃。计算结果表明:气井温度随井深呈非线性分布;气井井口温度随储层温度的增加而增加。     

气井油管中水合物的形成及预测

天然气水合物是天然气与水在一定的温度和压力下形成的一种冰状笼形化合物。在气井测试与生产系统中,一旦压力、温度条件满足,天然气混合物中的某些气体组分便与水形成水合物,堵塞油管或井口集输管线。研究分析了气井油管中水合物形成的规律,提出了预测水合物形成趋势和可能位置的方法及预防措施。     

气井井筒温度、压力与积液综合预测模型

气井积液是产水气藏开发设计和气井生产管理面临的重要问题,但目前对气井流动机理与携液预测还存在争议。从气液两相流的基本流动机理出发,建立了考虑液滴变形和井斜影响下气井井筒的流型、温度、压力与携液综合预测模型,并用实际井数据对模型进行了验证。结果表明,所建模型可用于直井、斜井和水平井的产水气井井筒温度压力预测,预测误差小于5%;在环雾状流动情况下,井筒内液体以液滴和液膜的形式被完全带出井口,不会出现井筒积液;对常规垂直气井,利用井口数据便能判断气井积液情况,Turner模型计算气井携液临界值较实际值偏大,李闽模型计算结果明显偏小,建议采用彭朝阳模型计算气井携液临界值;对斜井和水平井,则需要同时考虑液滴变形和井斜的影响,水平井近水平段携液临界流速和流量明显较垂直井段小,而造斜井段携液临界流速和临界流量随井斜角的增大先增大后减小,在井斜角为30°~60°之间达到最大值,因此造斜井段是气井积液判断的重点部位。     

凝析气井井筒动态预测方法

利用垂直管流公式,结合流体相平衡热力学闪蒸计算,运用状态方程模拟,给出凝析气井井筒动态预测新方法.根据该方法.结合油藏数值模拟计算的结果,可准确地预测不同生产时期凝析气井的井筒动态.     

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。     

气井开井瞬间井筒积液液面变化规律研究

井筒积液是产水气井不可避免的现实问题,深入了解其开井生产过程中液面的变化规律,对选择合理的排水采气工艺是非常必要的。在前人理论研究的基础上,主要对产水气井开井后液面的变化规律进行了研究,得出了开井瞬间井筒液面距井口高度随开井时间的变化关系,采用油田现场数据对该变化关系进行了计算验证。计算发现,该变化关系能够比较真实地反映现场生产实际情况,在该前提下对影响气井开井瞬间井筒液面变化的各因素（操作因素、气藏因素和流体因素等）分别进行了敏感性分析,为含水气井在实际生产中制定合理的工作制度提供了理论依据,对现场应用具有一定的指导作用。      

凝析气井井筒动态预测方法

利用垂直管流公式，结合流体相平衡热力学闪蒸计算，运用状态方程模拟，给出凝析气井井筒动态预测新方法，根据该方法，结合油藏数值模拟计算的结果，可准确地预测不同生产时期凝析气井的井筒动态。     

拟均匀流态下气井井筒压力分布特征

以井筒动力学为基础,系统地研究了拟均匀流态下气井井筒流体在关井、开井状态下,重力、摩擦力、动量、温度及含水对井筒压力分布的影响;确立了井口压力与井底压力的关系,研究了井筒流体密度的变化规律,并用建立的井口压力与井底压力的关系对长庆气田２０余口井的静压、流压值进行了推算,其值怀实测结果接近。该研究成果的应用减少了测压作业次数,取得了较好的效果。     

CO2注入井井筒压力温度分布研究

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、温度分布。以苏北油田草8井试注实测数据为例加以验证，计算结果：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注入井井底温度的因素，其中CO2注入速度为主要影响因素。     

预测气井井筒积液新方法

多年来,井筒积液一直被认为是影响气井生产的一个很严重的问题。准确的预测积液的形成,对于能否有效地采用合理的方法解决问题起到关键的作用。尽管早期的工作者提出了很多方法用来预测井底积液,但是预测的结果都不够准确,不能适应生产的要求;而且由于井筒中多为多相流动状态,因此这些方法很难进行预测。这就要求产生一个计算准确且易于使用的方法。针对含有4相(气体、油、水、固体颗粒)流动介质的雾状流流动模型,并由此方程与最低动能理论导出一个预测气体临界流速的闭合解析方程。这个方程简单实用,计算结果准确。     

重力热管防止气井井筒天然气水合物新技术

利用重力热管的高效导热并且在不额外消耗能量的情况下能够实现能量转移的特性，无需改变井下管串结构，借助空心抽油杆将重力热管应用于天然气井，可以防止天然气水合物在气井井筒内产生。该技术将代替目前的井下节流和添加抑制剂等防止天然气水合物的方法，使井筒天然气水合物的防止工作变得更加简单、方便、有效。研究结果表明，重力热管的应用改善了气井井筒温度分布，提高了井筒上部天然气的温度，使其高于天然气水合物形成的最高温度，从而有效地防止天然气水合物的产生，并且重力热管的作用效果随着重力热管长度的增加而变好。