柱塞气举过程液体漏失分析

在柱塞上行程过程中,由于柱塞和油管之间的液体与柱塞之间存在速度差,必然会有液体漏失。液体漏失率的大小影响着柱塞尺寸的选择以及柱塞气举工艺的设计,因此液体漏失率的计算具有重要的意义。假设柱塞上行过程中与油管始终保持同心圆柱环形间隙运动,基于质量和动量守恒原理建立了柱塞气举的液体漏失模型,并得出了柱塞-油管环形间隙的液体速度分布公式和液体漏失体积及漏失率表达式。引用Hernandez等的柱塞气举试验数据,进行液体漏失情况的计算,得出了液体漏失与柱塞上部液体段塞初始长度和注气压力的关系曲线。文中建立的模型对于正确地进行柱塞气举工艺设计具有一定的指导意义和实用价值。     

柱塞气举排水采气工艺技术在苏里格气田的应用

为了解决气井井底积液问题,针对苏里格气田产水气井的状况和地质因素,并根据柱塞排水采气的特点和工艺要求,进行柱塞气举排水采气工艺研究。柱塞气举是间歇气举的一种特殊形式,柱塞气举的能量主要来源于储存在套管的高压气体,当开井生产时,套管中的气体向油管膨胀,到达柱塞下面,推动柱塞和液体段塞向上运动;如果套管中气体能量高,柱塞及液体载荷能够运动到井口,达到排出井底积液的目的。     

产水井柱塞气举生产制度优化

柱塞气举是利用柱塞在油管中气体和液体之间形成固体界面,减少气体窜流和液体回落,从而提高举升效率的技术。生产制度合理性直接决定气井柱塞气举排液效果,现场常用制度优化法、时间优化法、压力优化法等方法优化生产制度。其中制度优化法存在耗费时间长、无法达到最优化问题;时间优化法、压力优化法均需结合地面集输工艺,在综合分析计算套管压力、积液高度、关井时间及柱塞上行速度等参数基础上,通过现场运行情况进行微调,存在计算过程复杂、误差大及优化效率低等缺点。通过合理划分柱塞运行阶段,分析优化阶段运行参数,总结提炼出了优化柱塞气举生产制度各阶段载荷因数计算,现场应用取得较好的效果。     

大斜度井连续油管内柱塞气举实验及动力学模型分析

连续油管工艺已广泛应用于大斜度气井生产。利用其优势，本文提出了一项新的连续油管柱塞气举复合工艺。与常规油管相比，连续油管内壁存在焊缝且由于大斜度造成其曲率连续变化，导致柱塞在连续油管内进行举升时偏离轴线，致使常规油管柱塞运动模型不能准确描述柱塞在大斜度井连续油管内运动特性。为了准确描述柱塞在连续油管中的运动特征以提高排水采气效率，设计并建立了大斜度井连续油管柱塞气举实验装置，开展了柱塞通过性实验和柱塞运动特性实验，对弹块柱塞上下行程的位移、速度进行了监测和分析。结合连续油管柱塞运动测试结果，引入轴线偏移量修正流体运动摩阻，建立了考虑柱塞偏心的连续油管柱塞举升动力学模型。计算结果表明，周期循环内，连续油管内柱塞运动实际速度值与预测速度值误差小于10%,该模型能够较好反映柱塞气举时的运动特性，为大斜度连续油管柱塞气举的优化及排水采气效率的提升提供了依据。     

柱塞气举全过程动力学模拟研究

柱塞气举是通过在油管柱内上下循环运动的柱塞把地层产液举出地面的人工举升方法。一个完整的柱塞举升周期由柱塞上行、液段产出、气体放喷及液段再生四个阶段组成。应用质量和动量守恒定律,依据举升中的动力学分析,建立全过程举升动力学模型,能够研究柱塞举升过程中的柱塞位置、速度、加速度、压力、注气量、举升液量、举升周期等参数的变化规律及各参数间的变化关系。通过编制计算机程序,以实例井对模型进行了验证。计算表明所建立的动力学模型能够正确反映柱塞气举的周期特性,从而预测举升过程中各关键参数的变化规律及系统动态特征,为柱塞气举设计提供了新的计算途径。     

柱塞水淹气井压缩机气举技术的应用

柱塞井在生产过程中,因各种原因导致柱塞井井筒积液,井下柱塞不能顺利上行,随着时间的积累最终水淹停产。针对该类井,使用压缩机气举工艺排除井下柱塞上部积液,恢复气井柱塞生产秩序。     

柱塞气举模型方程的建立及求解

柱塞气举是气举采油气的重要人工举升工艺技术之一,它通过以循环方式在整个油管柱内上下运动的柱塞,减少被举升液体的漏失,从而可提高气体的举升效率。柱塞举升工艺技术的关键是对柱塞运动的控制。建立了柱塞气举的模型方程,通过对模型方程的求解和分析,考察柱塞气举的动力学特性,为柱塞气举的优化设计提供新的计算途径。     

CO2气井井筒流动综合模型

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.     

柱塞气举在装有座封封隔器和永久性油管井中的应用

柱塞气举是利用油井中天然气自身能量升举井筒内聚集液体的一种机械采油方法。柱塞充当油井内天然气与液体间的一个机械界面,由于天然气迫使柱塞在石油管中上升,因而使柱塞上的液体排出。柱塞气举在排液恒定的高气液比油气井中得到成功的应用。     

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。     

超正压射孔动态模拟数学模型

根据超正压射孔(EOP)工艺的机理和技术特点,阐述了超正压射孔的基本过程和增产原理。利用能量守恒方程和井筒液体运动方程,建立了超正压射孔井筒压力动态模拟数学模型;利用裂缝扩展质量守恒和动量守恒原理,建立了地层裂缝动态扩展模型。通过井筒动态模拟和裂缝动态扩展模拟模型耦合求解,获得了井筒压力、裂缝尺寸随时间的动态变化规律,分析了施工参数(包括液柱高度、气柱高度及井口压力)和其他特征参数对施工压力和动态裂缝扩展的影响,提出了EOP工艺设计的基本原则。现场实验验证了模型的正确性和EOP工艺的实施效果。     

预加压测试页岩含气量新方法

页岩含气量是页岩气藏储量计算的重要参数,对气藏评价和开发指标计算有重要意义。现场解吸是测试页岩含气量的主要方法,但由于损失气量占含气量的40%~80%,使传统方法的测试结果饱受质疑。结合国内外新的测试方法,提出了一种预加压测试页岩含气量的新方法,可以规避损失气量的计算,大幅度提高测试精度。在井场,将岩心置于高压罐内,用增压泵将甲烷注入岩心直至压力达到预定压力,在储层温度下,待压力稳定后解吸测试页岩含气量。该方法对于是否已知储层压力的不同情况,采取不同的测试流程。如果已知储层压力,预加压使岩心压力达到储层压力,解吸结果就是页岩含气量;如果储层压力未知,则可通过建立页岩含气量计算理论公式求解。测试流程为先对1个岩心开展超过吸附饱和压力的2次加压(压力均超过20 MPa)及解吸测试,然后利用理论公式和2次加压解吸结果,得到单位质量页岩内的吸附气量和任意压力下的游离气量计算公式。在后期测试出储层压力后,根据游离气计算公式,计算出该压力下的游离气量,游离气量与吸附气量之和即为页岩的含气量。     

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川东北飞仙关组高含硫气藏气井在完井测试过程中，压力测点位置与产层中部的距离较大，需将压力数据用气柱压力计算公式折算后再进行试井分析解释。文章以质量、动量和能量三大守恒方程和状态方程为基础，考虑了流动气柱的动能损失以及井筒和地层中复杂的传热机理，推导出计算单相气流在井筒不同部位压力和温度的方法。以坡2井为例，应用目前最新的模块化动态地层测试器MDT地层测试技术，对折算的压力进行了验证和对比分析。结果表明，应用文中的压力计算方法，完全可以满足解释的压力数据精度。另外，在没有进行完井测试前利用MDT测压资料确定地层压力等储层参数是较为直接和可靠的方法。同时此法对川东北飞仙关组高含硫气藏的开发动态监测以控制元素硫在井底和井筒的沉积具有十分重要的指导意义。     

气藏水平井产能及水平段压力损失综合研究

为了高效合理的利用水平井开发火山岩气藏,在前人研究的基础上,分析了水平井水平段压力损失对水平井稳态产能的影响。由于水平井水平段井筒内部压力分布不均,根据质量守恒原理以及单元体受力分析,推导出了考虑摩擦压力损失的火山岩气藏水平井产能计算方法并进行了数值求解。定义了相对压力损失系数(PE)来表述摩擦压力损失的程度,利用以上数值求解方法分别对火山岩气藏水平井稳定产能和水平段压力损失的影响因素进行了分析。     

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目前从天然气水合物中开采天然气的方法，主要有热激发法、化学试剂法和减压法。文章通过适当简化，从理论上推导出减压法开采天然气的数值模型和水合物分解前缘边界曲面离井筒距离表达式，并对推导出的偏微分方程经过线性简化和自相似原理，推导出多孔介质水合物地层中压力和温度的分布方程和天然气产量方程。通过实例，研究了多孔介质水合物地层中压力和温度的分布规律,即离井筒越近，压力和温度越小。进行了影响水合物分解前缘边界曲面离井筒距离各影响因素的敏感性分析，得到了减小井筒压力和增大地层温度可以使离井筒越远地方的水合物层分解释放出天然气,天然气的产量随着开采时间的增大而逐渐减小但最终趋于一稳定值的结论。     

电磁感应加热技术解除凝析气井近井堵塞的可行性研究

井下电磁感应加热技术是一种针对凝析气井近井地层的新型处理工艺,其解堵增产机理主要是利用近井地层温度的升高来减轻近井积液对产能的影响。依据凝析气藏渗流规律和开采特点以及油气水三相渗流运动方程、能量守恒和物质守恒原理,建立了凝析气藏电磁加热数学模型并运用到实际气藏中进行数值模拟研究,和分析了电磁加热生产条件下气藏近井带压力、凝析油饱和度及气相相对渗透率的变化规律。认为电磁感应加热技术可以有效减轻或解除气井近井堵塞问题和提高气井采收率。     

对井涌关井气体升移的探讨

对文献[1]、[2]中井涌关井后气柱在上升至井口过程中体积和压力不变的说法进行了分析，提出其中存在的问题，并利用相关理论进行了论证。指出，井涌（或井喷）关井后，气体在上升过程中，其压力和体积都是在不断变化的，甚至在深井中，井底不可能形成气柱，侵入井眼的气体以液态形式存在。     

页岩气藏体积压裂水平井产能有限元数值模拟

考虑到压裂过程中的多重复合作用,将压后页岩储层分为支撑主裂缝、缝网波及区与未压裂区。考虑基岩纳米孔隙中气体吸附与解吸、Knudsen扩散、滑脱流、黏性流,以及水压诱导裂缝应力敏感效应,建立了页岩气藏体积压裂生产动态模拟的物理模型和渗流数学模型。结合Galerkin有限元方法,对基质和裂缝渗流方程进行空间上的离散,推导了三角形单元有限元数值模型,给出了压裂水平井二维渗流场内、外边界条件和水力裂缝处理方法,对时间域采用向后差分,最后顺序求解裂缝和基质压力方程,模拟了页岩气藏体积压裂水平井生产动态和压力场分布。该研究为页岩气储层体积压裂产能评价提供了理论模型,对于有限元法模拟双重介质渗流场和产能预测具有现实意义。     

考虑毛细管压力影响的裂缝型凝析气藏物质平衡方程

高合凝析油的裂缝型碳酸盐岩气藏基岩渗透率低、毛细管压力高,毛细管压力对凝析气藏的开发有重大影响。常规气藏物质平衡方程没有考虑毛细管压力的影响,因此,将常规气藏物质平衡方程直接用于计算此类气藏的储量,必然会与实际产生一定误差,为此,在考虑气藏外部水侵及储层岩石变形的基础上,以相平衡理论模型为出发点,根据物质的量守恒原理,建立了考虑毛细管压力影响的裂缝型储层凝析气藏物质平衡方程,并给出方程的求解方法。,实例计算表明：在毛细管压力的影响下,凝析气藏井流物偏差因子减小、摩尔体积增大,且反凝析液量增加。考虑毛细管压力影响的凝析气藏物质平衡法计算得到的储量,均大于常规物质平衡法和不考虑毛细管压力影响的凝析气藏物质平衡法,其误差分别为9．88％,133％,比容积法计算的储量偏小5．19％,考虑毛细管压力影响的裂缝型凝析气藏物质平衡方程计算气藏地质储量更准确