射孔完井电模拟研究

本文综合考虑了射孔深度、密度、孔径、相位及格式,钻井污染深度及程度,孔眼周围压实带的厚度及损伤程度等9个射孔参数,分别测试了射穿钻井污染区和末射穿钻井污染区两种情况下各参数对油井产率比的影响。试验以相似原理为根据,按相似关系建立电模拟装置,采用二次回归正交组合设计、安排试验计划并进行数据处理,从而得出反映射孔参数与油井产率比定量关系的两组回归方程。该研究结果对于指导现场射孔参数配合具有实际意义。     

打开不完善井的合理产能评价

常规计算公式无法对打开不完善生产井的产能进行准确评价。通过分析产能的影响因素,利用镜像反映及势的叠加原理推导出了三维空间下部分射孔完井的产量表达式,并编制程序分别计算了不同储层特征、不同打开程度及不同射开位置情况下的射开厚度折算系数,通过多元回归获得了综合考虑各种影响因素的简易射开厚度折算系数表达式,进而建立了打开不完善井的产能评价模型。算例计算结果表明,提出的射开厚度折算系数法可以对各种打开程度的生产井进行产能评价,应用方便且精度高。      

射孔井产率比及其影响因素数值分析

射孔完井是油田普遍采用的一种完井方式。为了能够更好地研究射孔完井中各因素对射孔井产率比的影响规律,实现射孔工艺优选,建立了包括射孔参数(孔深、孔径、孔密、相位角)、射孔压实厚度和压实程度、钻井污染厚度和污染程度等因素的射孔井产率比计算的3D有限元模型,采用COMSOL软件与MATLAB软件连接编程方法,对290个含有不同参数的模型进行了系统模拟与分析。得到了孔深、孔密、相位角、射孔压实程度对射孔井产率比的影响规律,并能够实现对射孔井近孔眼附近的压力场、速度场和流线规律的研究。结合油田工程实践,提出了计算油田射孔井产率比的简易方法,建立了任意供油半径射孔井与对应的有限元模型之间产率比的关系,为射孔完井产能评价和射孔参数优选提供有效参考。     

有限元方法在射孔完井中的应用

本文探讨了有限元方法在射孔研究中的应用,较详细的论述了射孔有限元数学模型的建立及数值求解方法。数学模型考虑了孔深、孔径、孔密、相位、格式、污染深度、污染程度、压实带厚度、压实程度、井筒半径、边界半径、地层垂向与径向渗透率比值、井底压力、边界压力、生产压差等十四个参数对射孔井产率比、表皮系数的影响。利用网格敏感度分析方法保证了数值计算的收敛性和精度。举例说明了有限元法所得出的射孔岩心靶流动规律,和分析了射孔参数对PR的影响。     

分段射孔水平井产能计算新方法

在Joshi推导水平井产能公式所用模型的基础上引入三径向流模型,采用等值渗流阻力法,分为射穿污染带与未射穿污染带2种情况推导出分段射孔水平井的产能公式,考虑了孔深、孔密、孔径、相位、污染带的半径与污染程度、压实带的厚度与压实损害程度、水平井长度以及射孔段的分布等因素对产能的影响。利用推导的公式对分段射孔水平井产能进行参数敏感性分析,认为分段射孔水平井产能随着孔深、孔密、孔径、相位、水平井射开长度等参数的增大而增大,随着压实带厚度和压实损害程度的增大而减小,射穿污染带时产能指数对各参数的敏感性小于未射穿污染带时的敏感性;分段射孔水平井产能指数对孔深、孔密、水平井射开长度、压实带的压实损害程度、相位、孔径、压实带厚度的敏感性由高到低依次降低。     

负压射孔的电模拟实验装置及其实验研究

本文提出了一种新的电模拟实验装置及其实验方法。装置解决了对孔眼周围射孔压实带和井壁周围钻井污染带的模拟。在负压射孔条件下,不存在射孔碎屑将孔眼堵死的情况,射孔排布稳定可靠。装置按负压射孔条件下的参数设计,运用数理统计方法安排实验,对射孔深度、孔径、孔密、压实带厚度、压实带损害程度、布孔角度、射孔格式、污染程度、污染深度等九个影响因素开展研究,具有实验次数少,数据处理简便等优点。所得回归公式可预报这九个因素对油井产量的影响,经渗流理论推演,结果可适用于任何均质油藏。     

部分射开直井的产能计算方法

为了准确计算部分射开直井的产能,并为射孔方案优化提供理论依据,将McLeod射孔几何模型改进为双径向流模型,应用渗流力学原理和等值渗流阻力法,分射穿污染带与未射穿污染带2种情况,得到各向同性油藏部分射开直井的产能计算方法。在此基础上,根据各向异性油藏渗流理论,将各向异性油藏变换为等价的各向同性油藏,得到各向异性油藏部分射开直井的产能计算方法。分析参数敏感性得出,当射开程度小于70%、射孔深度小于80 cm、射孔密度小于20孔/m、压实程度大于75%时,这4个参数对产能的影响很大;相位角、孔径、压实带厚度对产能的影响很小;未射穿污染带时的产能对各参数的敏感性比射穿污染带时高。实例计算表明,该方法的计算结果与表皮系数法相差约5%。研究结果表明,产能与射孔深度、射孔密度、孔径、相位角、压实带厚度、压实程度和射开程度之间均为非线性关系。      

利用测井资料预测射孔穿透深度

射孔穿透深度是产能评估、产率比计算最基础的资料,是射孔优化方案的基本条件.根据炮弹性能和岩层的强度参数,考虑套管、水泥环的能量损耗,计算了以井壁为起点的实际射深.对枪身不居中、炮弹不贴套管壁进行了间隙校正,计算出最大射深和最小射深.对1口有污染半径资料的井进行了射孔穿透深度计算与分析.许多井的测井资料不具备射孔穿透深度的计算条件,新的射孔穿透深度预测方法使大多数井能准确地计算出射孔穿透深度.     

气顶底水油藏最佳射孔井段的确定方法

气顶底水油藏油井射孔时既要考虑避水,又要考虑避气,因此存在一个最佳射开位置的问题。由于油井的临界产量随射开程度的增大而减小,油井的产量随射开程度的增大而增大,因此存在一个最佳射开程度的问题。根据理论分析,给出了气顶底水油藏最佳打开程度的确定方法。从纯技术上考虑,临界产量与油井产量相等时的射开程度即为油井的最佳射开程度。通过实例计算,在无隔板的情况下,油井的打开程度都较小,产量也较小。因此,气顶底水油藏油井射孔时,应考虑隔板的分布。     

非均匀载荷对高密射孔管抗挤强度的影响

在建立非均匀外载模型的基础上， 对N80射孔管进行了研究。依建立的三维有限元模型及弹塑性理论为基础，借助有限元软件，对射孔管体抗非均匀载荷能力进行了数值模拟。并依其非均匀载荷下的大位移特征和强度特征，分别定义了临界载荷和等效抗挤强度。同时分析了不同模型在相同不均匀系数、同一模型在不同的不均匀系数的情况下对等效抗挤强度的影响。结果表明，射孔管抗非均匀载荷的强度远远低于抗均匀载荷的强度，其中不均匀系数起着关键作用。有利于指导在非均匀载荷作用下射孔管的抗挤强度的设计，对分析套管变形损坏的机理提供了依据，有利于对套管损坏预防提出有效的方案。     

气井非达西流射孔完井的有限元数值模拟研究

根据气井射孔非达西流的偏微分方程和边界条件,通过建立离散化的有限元模型,采用迭代法准确求出各剖分单元的传导系数,获得了气井非达西流射孔完井在不同参数下的产率比和表皮系数。文中全面分析了12个影响因素与气井产率比的关系,讨论了各因素影响的相对重要性层次。研究结果得到的气井射孔规律与油井大不相同,许多规律为首次发现。     

射孔水平井产能预测方法

为了预测射孔水平井的产能,在Joshi推导水平井产能公式所用模型的基础上,引入了三径向流模型,采用等值渗流阻力法,建立了孔眼未射穿污染带和孔眼射穿污染带2种情况下射孔水平井产能预测模型,考虑了孔深、孔密、孔径、相位、污染带的半径与污染程度、压实带的厚度与压实损害程度、水平井水平段长度等因素对产能的影响,流动机理更加符合油藏实际。利用所建立的产能预测模型进行参数敏感性分析,结果表明,射孔水平井产能随着孔深、孔径、孔密、相位、水平井水平段长度等参数的增大而增大,随着压实带厚度和压实损害程度的增大而减小,对水平井水平段长度、孔深、孔密、压实损害程度的敏感性较大,对相位、孔径、压实带厚度的敏感性较小;孔眼射穿污染带时产能指数对射孔参数的敏感性比孔眼未射穿污染带时低。工程设计时,应尽量增加水平井水平段长度、孔深、孔密,避免过高的压实损害程度。     

薄层底水油藏排水采油技术影响因素研究

系统研究了油藏地质参数与排采工艺参数对薄层底水油藏排水采油技术的影响,定量分析了各因素的作用机理及影响规律。研究表明,排水采油技术对于垂直水平渗透率比较小、底水能量较弱的薄层底水油藏适用性较强;隔夹层从距离油水界面-7.5~7.5 m变化时,排水采油累计产油量呈现缓慢增加—迅速减少—逐渐增加的变化规律,而累计增油量则呈现缓慢增加—迅速减少—迅速增加—逐渐降低的变化规律;当隔夹层中部位于排水井射孔位置时,隔夹层半径的增加有利于排水采油井控水产油,但位于排水井射孔位置以上时,累计产油量先减少后增加,排水采油增油量不断降低;采油井射孔位置越接近油水界面,排水采油增油量越大,产油量越小;最佳射孔打开程度为50%左右;排水层位距离油水界面不宜太远;排水速度与产液速度并非越大越好。研究结果可为现场合理实施排水采油技术提供参考依据。     

水平井变密度射孔优化设计模型

针对水平井应用过程中容易出现底水脊进、射孔成本过高、射孔易损害套管等问题,基于射孔完井水平井生产流体流动压降分析,研究了油藏流体渗流模型、射孔孔眼流体流动模型、井筒流体流动压力梯度模型以及流动耦合模型,建立了水平井变密度射孔优化设计模型。研究结果表明,通过优化水平井变密度射孔密度分布,可有效地调节水平井生产流体流入剖面,防止底水脊进;变密度射孔可减少射孔的数量,降低射孔成本及射孔对套管的损害程度;初始孔密、原油黏度以及是否射穿污染带等影响变密度射孔孔密分布;初始孔密较大时,射孔密度的变化较大;原油黏度较大时,射孔密度的变化较小;已射穿污染带时射孔密度的变化大于未射穿污染带时射孔密度的变化。同时,初始孔密和原油黏度对井底流压和孔眼压降也有较大的影响。图5参14     

高压水射流深穿透射孔产能影响因素

高压水射流深穿透射孔技术是利用水力能量冲蚀地层,在地层中形成深度为1~3 m的大直径、清洁油气通道而达到增产增注的新型完井工艺。利用有限元数值模拟方法研究了钻井污染带存在情况下,射流射孔的孔径、孔深,地层污染带厚度、地层各向异性和布孔方式5个参数对射孔井产能的影响。研究结果表明,孔深是影响产能的主要因素之一,当射孔深度超过1.5 m时,产能比为常规射孔的2~3倍。但随着孔深的增大,垂向渗透率对产能的影响变大。污染带厚度对射孔产能的影响也较大,对比相同参数下的产能比结果,污染带对产能有约20%的影响。高压水射流射孔尤其适用于薄油层的射孔作业。     

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文章根据射孔完井的渗流特点,利用有限元方法建立了三维单相稳定渗流的数值模型,数值模拟考虑了孔深、孔径、孔密、孔的相位、污染程度和厚度、压实程度和厚度等射孔参数对油气井产能的影响。有限元方程的求解是在曙光１０００ 大型并行机上利用区域分解法进行的,针对计算模型进行了并行算法加速比的研究,给出了不同计算结点的并行加速比,结果表明并行算法的计算速度与串行算法的计算速度明显提高;通过各种射孔方案的计算,给出了各种射孔参数对油气井产能影响的曲线,这些成果对于油气田设计射孔方案具有一定的指导意义。     

射孔完井参数对水平井产量的影响

为了系统研究不同射孔参数(污染带半径、孔深、孔密、孔径及射开程度)对水平井产量的影响规律,文中将射孔完井表皮因子模型和水平井产能预测半解析模型结合起来计算不同射孔参数下的表皮因子及水平井产量.分别对不同污染带半径、孔深、孔密、孔径及射开程度的射孔表皮因子及水平井产量进行计算,并绘制各射孔参数与表皮因子和水平井产量的关系...     

表皮系数的分解方法

近井地带的表皮系数，是评价油气井产能和完井效率的重要参数。然而，利用压力恢复曲线或压降曲线确定的表皮系数，是一个总表皮系数，它包括：打开程度表皮系数、射孔密度表皮系数、泥浆污染表皮系数和高速湍流表皮系数。基于有关的文献[1～7]，提出了分解总表皮系数的方法。实例应用表明，该方法是有效的。