气井井筒携砂规律研究

油气井出砂是砂岩油气藏中经常遇到的问题，它给油气井的正常生产及各种采油、采气工艺的开展带来很多麻烦，轻则迫使气井停产，重则会使气井报废。为了保证气井正常生产，确定合理工作制度，本文在气固两相流理论基础上，研究了砂粒在气流中的沉降规律，推导了不同雷诺数范围内砂粒的沉降末速公式，计算了临界流速及，临界气量，编制了配套计算软件，利用现场数据对计算结果进行分析验证，效果较好。     

垂直气井气流携砂实验分析

在气井开采过程中,为了避免因气流过大导致井筒中的砂粒对井口设备产生严重的冲蚀、磨蚀损坏,同时又要保证砂粒能够全部被携带出井口而不至于堆积在井底造成砂堵油管等严重事故,确定垂直气井气流携砂模型的准确性至关重要.借助自发研制的垂直井筒携砂实验装置,实验分析研究了不同气量和压力下气流携砂状况.根据实验分析得出,携砂临界参数的理论计算结果与实测数据平均误差在5％以内,理论计算误差满足工程计算精度要求.     

气井携砂理论研究与应用

油气井出砂给油气井的正常生产及各种采油、采气工艺的开展带来很多麻烦,轻则迫使气井停产,重则会使气井报废。为了保证气井正常生产,确定合理工作制度,在气固两相流理论基础上,研究了砂粒在气流中的沉降规律,计算了临界流速及临界气量,利用现场数据对计算结果进行分析验证,效果较好,为更好地解决气井出砂问题、保证正常生产提供了科学依据。     

垂直井筒气流携砂理论模型分析

确定垂直井筒中气流携砂的合理工艺参数,力求高速含砂气流对井口设备的冲蚀、磨蚀程度最小,又能保证有足够带出全部砂粒的气流,对气井正常生产至关重要。以砂粒受力是其运动的本质为出发点,通过分析垂直井筒中砂粒的受力情况,建立气流携砂的理论模型。在临界状态下,砂粒受力平衡,据此推导出确定气流携砂临界参数的理论公式。该模型推导的理论公式对垂直气井携砂生产具有一定的借鉴意义。     

低渗气田压裂气井合理产量的确定

低渗透气藏如果压裂后配产不合理,将导致出砂、裂缝闭合等不利情况,达不到增产的目的。综合考虑影响低渗压裂气井出砂产量的各方面因素,运用质点动力学的方法,建立了裂缝中存在压裂砂情况下的临界气流速度公式,只要气井产量小于该临界产量就不会破坏裂缝中的支撑砂粒,能使裂缝保持长期的有效性。得出裂缝宽度、裂缝高度、支撑剂砂粒直径、支撑剂砂粒密度及气体密度是影响压裂气井产量的因素。研究了保持压裂裂缝导流能力的最大生产产量的确定方法,能使裂缝保持长期的有效性,为矿场的合理生产奠定基础。通过对Cq气田某井的计算分析,表明所建立的模型是正确合理的。     

气井携液临界流速公式的推导及影响因素分析

气井开始积液时,井筒内气体的最低流速称为气井携液临界流速,对应的流量称为气井携液临界流量.曳力系数是推导临界流速公式的重要参数,本文引用西南石油学院彭朝阳推导出的临界流速公式进行计算,经过实验验证,此公式更能较为准确地预测气井积液情况.根据所引用的临界流速公式,对某气井进行分析表明:在不改变气液的表面张力和天然气相对密度,并同时增大温度和压力的情况下,天然气的压缩系数及气体的密度会发生变化,随着温度和压力的增加,气体的临界流速增大,而临界流量随之减小.为了保证该气井能够连续携液生产,将井底的积液完全排出井口,气井在生产过程中的产气量应大于井口的临界流量.     

两相流理论在气井携砂中的运用

在天然气气井生产过程中,由于大多数砂岩地层和胶结弱的地层在生产过程中很容易出砂,当生产气量小到不足以将其带出地面时,砂粒就有可能堵塞产层或者沉降在井底堵死气井;当生产气量很大时又会大量带走地层中的砂粒,使地层被抽空,严重威胁到气井的稳定生产.通过对气固两相流的理论的分析来研究砂粒在垂直井筒中的受力,研究其力学模型及砂粒在气流中的各种沉降举升规律,讨论并分析了影响临界流速和临界产量的各种因素,推导天然气气井携砂的临界流速和临界产量,并用于分析了一组实际天然气气井生产数据.这些数据对气井生产作业、合理配产都有一定的实际意义.     

压裂气井出砂临界产量确定方法研究

压裂气井在生产过程中,如果配产不合理将会导致出砂,引起产能下降,最终影响压裂效果。以往建立的压裂气井裂缝出砂临界产量公式没有考虑裂缝闭合压力的作用。综合考虑闭合压力、生产压差、支撑剂的类型以及裂缝的几何形态等对气井裂缝出砂的影响,通过对支撑剂受力分析,对以往的临界产量公式进行了改进,推导出了新的裂缝出砂临界产量公式,并对影响因素进行了分析,为防止压裂气井出砂提供了依据。图1参8     

高黏度流体垂直井筒携砂临界流速实验与计算

生产实践证明适度出砂开采稠油能够有效增加油井产能,高黏度流体在井筒内携砂临界流速的确定是稠油适度出砂生产设计的关键参数之一。结合调研文献资料,考虑砂粒形状、砂粒浓度和器壁干涉等因素影响后,给出了适用于高黏流体计算砂粒沉降速度的砂粒器壁干涉沉降速度经验公式,采用垂直井筒携砂模拟实验装置进行实验,静态沉降实验得出了砂粒形状校正系数,高黏流体携砂临界流速实验测得实际携砂临界流速,拟合砂粒器壁干涉沉降速度和携砂临界流速,得出高黏流体携带不同粒径砂粒的临界流速计算式。结果表明,砂粒器壁干涉沉降速度与携砂临界流速基本上呈线性关系;黏度越大,砂粒器壁干涉沉降速度与其携砂临界流速值越接近。     

防止水合物形成的气井井口温度定量分析

为避免气井地面节流温降形成水合物,发生堵塞超压,危及生产安全,通过分析井口温度变化特征,运用统计热力学模型计算气井地面节流压降点的水合物形成温度,提出采气地面流程水合物形成判定方法。采用气井非稳态传热模型和气井稳态传热模型综合分析井口温度变化类型、变化速度和井口稳定温度大小对水合物形成的影响。以龙王庙组气藏气井为例对防止水合物形成的主要生产参数控制指标进行计算分析,提出水合物形成井口临界温度及对应的水合物形成临界产量参数作为避免水合物形成的主要生产控制指标;在气井开井时,可以通过提高产量,加快井口温度上升速度,缩短水合物生成窗口时间,避免水合物堵塞,为生产管理和地面建设提供参考。