川东北地区河坝异常高压气藏产能评价探讨

在气井产能分析中,井底流压是十分重要的参数。川东北地区河坝飞仙关气藏属于异常高压气藏,无法将压力计下到井底,只能根据井口测试压力和产量来计算井底压力。目前计算井底流压的方法较多,但因计算模型及计算参数选择的影响,导致气井产能差异很大,给产能评价及合理产量确定带来极大难度。通过对克拉2异常高压气井井底流压及天然气无阻流量计算方法分析,井筒压力-温度模型法计算井底流压、压力平方法计算气井产能适合河坝异常高压气井。为此,选择井筒压力-温度模型法和压力平方法计算了河坝H井的产能,并与其它方法进行了对比分析,为河坝区块飞仙关异常高压气藏气井产能评价及合理产量确定提供了依据。     

状态方程型井筒三相流模型

本文从相态研究入手，用状态方程和相平衡计算描述流体在井筒中的相态变化，通过能量方程计算出井筒多相流压力分布以及油气水分布。本文方法适用于各种井筒（直井和斜井）以及各种类型的流体（黑油、挥发油、凝析气、湿气和干气）。     

状态方程井筒三相流模型

本文从相态研究入后，用状态方程和相平衡计算描述流体在井筒中的相态变化，通过能量议程计算出井筒多相流压力分布以及油气水分布。本文方法适用于各种井筒（直井和斜井）以及各种类型的流体（黑油、挥发油、凝析气、湿敢和干气）。     

注N2井井筒温度压力耦合下的井底流压计算

在注N₂提高采收率的过程中,井底流压的大小是影响驱油效果的重要因素,在计算气井的井筒压力分布时,通常采用Cullender-Smith模型。但是氮气的物性参数随温度和压力的变化而变化,为了精确的计算注氮气井井底流压的大小,以注水井转注氮气井作为研究对象,根据垂直管流的能量平衡方程,结合适用于氮气的物性参数密度、黏度、偏差因子及摩阻等计算方法,提出了注氮气井井筒温度和压力分布耦合的井底流压计算模型,应用四阶龙格－库塔迭代方法,用MATLAB软件计算了井底流压的大小,最后评价了注氮气井的启动压力、注气速度和井底流压的关系。根据对红浅井区氮气试注试验的测井数据分析,表明新压力预测模型计算结果与现场实测结果相吻合,注气初期注入压力受注入量变化影响较小,注入压力高低主要与储层物性有关。     

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Cullender和Smith模型是计算气井井底压力的首选方法，被广泛应用于干气井井筒压力计算。文章通过对Cullender和Smith方法进行含水修正，建立了该方法用于高气水比气井井筒压力计算的新模型。从气体稳定流动能量方程出发，运用两相流知识，详细讨论了模型推导中涉及的气－水井流密度、气－水井流质量流量、气－水井流体积流速、气－水井流Moody摩阻系数的计算方法，给出了各参数采用我国法定计量单位的实用公式，最后将各参数计算公式代入气体稳定流动能量方程，得出适用于高气水比气井井筒压力计算的修正Cullender和Smith模型。文中同时给出一计算实例，对比了采用传统Cullender和Smith模型和文中提出的修正Cullender和Smith模型进行气井井底流压和井筒流压分布计算的结果，其效果良好。     

高气液比气井井底流压计算方法研究

为解决高气液比气井井筒温度分布和压力计算精度低、计算方法可用性差的问题,运用热力学、传热学以及两相流理论,对气井稳定连续生产时的流动特征和传热过程进行分析,采用Beggs和Brill普适化相关式,结合Kelessidis和Dukler流型判别方法及温度分布计算模型,建立高气液比气井井底流压计算模型并针对新疆一口气井进行求解。在高气液比情况下,计算得到的温度分布及井底流压与油田现场测试数据对比,平均相对误差仅为3%,表明了文中的温度模型以及压力计算方法具有较高的精确性。模型计算所需参数容易得到,具有较好的实用性,可大面积推广应用。     

倾斜井筒气液两相流的模型化方法

倾斜井筒气液两相流动是井筒举升方式优选和生产优化的基础,也是长期以来在理论上没有得到很好解决的一个问题,不能简单采用垂直井筒加修正系数的方法处理。分析国内外研究现状,认为倾斜井筒气液两相流动的流型应分为泡状流、分散泡流、段塞流、搅动流、环流和雾流,综合前人成果给出了各流型在倾斜井筒的存在条件。提出了雾流的特点及其转变机理、泡状流的新管径条件以及段塞流、雾流压降新的计算方法。通过某油田28口油井35井次的井底流压计算结果的应用表明,绝对平均相对误差7.093%,与计算斜井压降的常用的Beggs-Brill和Ansari模型相比,误差较小,能够满足工程计算的需要,且不存在半?验模型的收敛性和区域性的问题。所建立的倾斜井筒气液两相流动模型具有应用价值。     

不停抽压力计算模型及应用探讨

达西定律表明，油井地层压力与井筒产液量和井底流压具有相关性。因此，从矿场生产实际出发，建立了油井生产压差与井筒产液量之间的数学模型，通过历史拟合方法，求出了地层压力与井筒产液量和井底流压之间的定量关系式。该方法可在不停抽情况下，根据油井地面生产资料随时定量分析地层压力，在油田矿场动态调配方面具有一定的参考价值。对某油田B单元8口井共49个测压点应用不停抽压力计算方法，计算结果相关性较好，平均相对误差仅1．67％。此方法可以作为重点变化单元动态分析定点测压的补充手段。     

充气钻井井筒压力分布规律研究

以多相流理论和欠平衡钻井基本原理为基础,研究了充气钻井的压力控制问题,建立了适合充气欠平衡钻井的物理模型,同时给出了井筒压力计算的多相流理论模型和数值求解方法.结合现场资料,计算了充气钻井时井筒压力随回压和注气量的变化情况,并对其变化情况进行了解释.得出的结论为进行合理的欠压值设计提供了理论依据,对指导和实施欠平衡钻井作业和研究具有一定的理论参考.     

川西气田斜井井筒压降预测及其应用研究

气水同产井井筒压降监测是排水采气措施制定的基础,常规的井筒压降监测主要依靠下入电子压力计实测和依靠模型预测来获取。下电子压力计实测方式存在耗时、成本高的缺点,通过模型预测方式在垂直井中应用效果较好,但在斜井中由于流动形态较垂直井差别较大造成准确性较差。川西气田普遍采用丛式井组开发,由于气井产量、压力差异及井身结构复杂性,气井井筒压降难以有效监测,排水采气措施的实施很难做到“有的放 矢”。为此,根据川西气田斜井井眼轨迹特征,将斜井井眼轨迹按照垂直段和倾斜段进行井筒压降分段模拟,通过实测数据和预测数据对比实现分段压降模型优选,得到川西气田斜井井筒压降预测组合模型,并通过全井筒压力计算与实测对比表明该模型准确可靠。运用该组合模型在川西气田斜井中开展井筒压力计算31井次,并对井筒流态进行了分析,根据分析结果实施的排水采气措施,平均措施有效率提高了10%,现场应用成效显著。     

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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。     

裸眼系列完井方式下鱼骨井产量模型求解方法

为了向鱼骨井完井方案设计提供必要的理论参考依据,建立了鱼骨井产量稳态耦合模型,以裸眼系列完井方式为核心内容,以微元段法为求解手段,定量阐述完井筛管对耦合流动过程的影响,得到了鱼骨井流压分布剖面和流率分布剖面。经分析认识到,完井筛管管外环形空间储层砂堆积层产生的渗流附加压降影响了油藏渗流,井筒流压和流率分布剖面相对于裸眼完井整体下降,影响程度主要取决于储层砂粒度中值和筛管挡砂精度,同时也受到渗流干扰作用的局部控制;完井筛管尺寸、管壁质量交换效应以及基管孔眼参数影响了井筒管流,使得全生产井段井筒流压分布剖面相对于裸眼完井更加陡峭。通过与经典产量解析模型对比计算,证明了本文模型的合理性。     

间歇定流压试采井产能评价方法

对于低渗透储层试采井采用间歇定流压试采方式,可以防止井筒附近能量衰竭过快。但由于试采期间流动状态不断发生变化,不能采用稳定试井计算方法进行产能预测,因此建立了由地层参数计算间歇定流压试采方式下的压力计算方法,为此类方式试采定产提供科学依据。实例证明该方法计算结果与实际情况相符,可合理设计间歇定流压试采方式下的生产时间。     

影响防砂气井产能的因素分析

研究了出砂后砾石充填防砂气井的流动模式。认为气体从供给边缘到井筒的流动是由流动规律不同的4部分组成；在考虑紊流对流动阻力影响的基础上，研究了各部分流动阻力的计算方法，从而建立了防砂气井产能预测模型；通过计算分析了影响气井产能的主要因素。研究表明：（1）防砂气井的压降主要发生在射孔孔眼内及其附近地层；（2）射孔孔眼内填满地层砂比填满砾石时的流动阻力大的多。因此，将每个孔眼填满砾石是提高防砂气井产能及防砂有效期的根本保证：（3）井筒内按单向流，径向流及发散流计算流动阻力时，三者有较大差别，因此，井筒内流动阻力模型的选择将影响产能预测的准确性。     

气井压裂后稳态产能的计算

应用保角变换原理,将求解带垂直裂缝的气井产量问题转化为简单的单向渗流问题.保角变换方法能将Z平面上特别复杂的渗流问题转化为W平面上相对简单和易于求解的渗流问题.变换后,可用于描述井筒附近较为复杂的流动型态(裂缝内流动和非裂缝区域拟径向流动)对压裂后产能的贡献.变换后假设的缝端封闭边界条件更符合实际.然后再根据微元体流动分析,综合应用物质守衡原理、非达西运动方程和压力耦合原理,导出了裂缝内变质量流动时压力满足的二阶微分方程,进而推导出不同缝长和导流能力(包括无限导流能力和有限导流能力)裂缝井的产能公式.将计算结果与现场某气井压裂后产量相比,两者吻合程度较好.该计算方法简单易行,便于现场应用.     

ZBY—1型油压控制气举阀的研制与应用

在气举采油中 ,传统的套压控制气举阀的开启和关闭主要取决于注气压力 (套压 ) ,往往造成低产井举空和高压气体“打循环” ;而高产井则出现阀间干扰 ,造成多点注气 ,耗气量大 ,且举升深度受到限制。新研制的ZBY— 1型油压控制气举阀的注气量由井筒流压自动控制。流压升高 ,阀打开 ,注气量增加 ;流压降低 ,注气量减少 ,使气举井在恒定的流压梯度下工作 ,确保产量稳定。现场应用新型气举阀 1 5井次 ,单井平均日产油量增加 1 2 4 4t,平均举升深度增加 750m ,平均日注气量下降 2 79m3,最大下入深度 2 92 0m ,单井最高日产液量 82m3,收到了较好的增产节气效果。     

压裂井产量递减分析方法的遗传混合优化新解释方法

应用叠加原理建立了变流压条件下不稳定流量响应的数学模型。通过该模型可以建立压裂井产量递减资料的解释方法，该方法采用日常的生产记录产量与时间的资料进行地层参数解释。针对资料解释参数估计方面的困难，应用遗传算法(GA)优化途径，对压裂井产量生产动态资料进行解释，确定地层参数(渗透率、表皮系数、地层平均压力和井筒储存系数等参数)和损害程度。此方法为气田开发监测提供了更经济的途径。     

气井油管动态摩阻系数的确定

气井井下油管“动态摩阻系数”的提出改变了气井垂管（井下油管）流动计算的方式,弥补了以往气井井筒流动计算的瑕疵,提高了气井流压梯度计算的精度。在此基础上,首先介绍了计算所需的主要公式,其次针对气田常见的两种井下结构,推荐了两种计算气井井下油管动态摩阻系数的方法;最后用气井的实例进行了计算,并对输入参数、中间环节和计算结果作了进一步的说明。     

完井防砂筛管尺寸对水平气井产能影响分析

针对气井水平井完井作业中，采用绕丝筛管防砂时，筛管管径难以确定的问题，在充分考虑气体在储层中三维渗流和在水平井筒中流动耦合及水平段流阻损失对产能影响的基础上，利用节点分析法推导了预测气藏水平井的产能公式，利用该法可以计算出不同筛管管径下的气井产能，并考虑了筛管价格和气体收益，综合考虑后确定了最优的筛管管径，经实例计算比较可知，与现场应用结果比较吻合。