基于Fluent的井下流量控制阀流道研究

井下流量控制阀是智能井系统井下流体控制的关键部件。为了提高产量、降低压降、减少局部损失,对流量控制阀结构进行了分析,建立了流量控制阀流动模型,推导出出口流量与流道过流总面积的流量系数C_V。以流量控制阀出口产量3 000 m³/d为设计标准,计算出理论C_V值与数值模拟得到的C_V值非常接近。在设计节流阀套孔口的流道时,对节流阀套流道口的形状、过流面积和位置进行了分析,采用了百分比控制方式进行调产。研究结果表明：所得C_V关系式为确定流道口过流总面积提供了理论依据;且设计的方形流道在径向角度为75°时,百分比控制方式不仅能够有效精确调节产量,还能减少流道口前后的压降;最后开设了圆锥形稳流小孔,有效地解决了流道环空的漩涡,减少了能量损失,使得内部原油流动更加稳定。研究结果可为流量控制阀进一步的优化设计提供依据。     

用于模拟多产层智能井的动态优化技术

利用智能井技术可对一口给定井进行远程控制、监测以及管理其多个产层。该技术具有重要的应用价值 :它可以对多个产层分层控制 ,减少井的总数 ,减少代价高昂的油井维修费用 ,促进产层长期稳产。常规的油藏模拟工具不适用于装有井下流量控制设备井的模拟 ,尤其在时域上很难自动优化智能井 (流量 )控制阀的配置 ,而且很难使一些目标函数 (如降低的产量和采出的碳氢化合物储量 )最优化。回顾了对于一个利用智能技术开发的油藏的模拟过程和结果 ,该油藏是一个带有强水驱的多层碎屑岩储集层。介绍了用一种与最优化技术相结合的模拟器来模拟具有两个和多个井下层间控制阀智能井的模拟过程。所提到的最优化技术被用来模拟智能井开发的多层混合油藏的生产 ,产量预测使利用多点层间控制阀开发方法相对于常规开发方法的优越性得以量化。对典型油藏的研究表明 ,同常规完井方式相比 ,智能井技术能提高产量并维持长期稳产。     

智能完井用井下液控多级流量控制阀研究

井下流量控制阀是智能井实现智能开采的核心工具,在介绍液控光纤监测型智能完井系统IC-Riped所使用的井下液控多级流量控制阀结构和工作原理基础上,对控制阀在3 000 m长6.35 mm液控管线驱动下的操控及运动进行了分析,包括控制阀运行压力、进油流量、回油流量和动作时间等参数的变化。通过试验数据和理论推导分析了管线压力损失Δp的影响因素,结果表明液压油在管线中的流动可近似为层流,得到Δp与进油流量Q的定量关系,两者近似呈线性关系。这些数据和分析为实现控制阀井下精确控制提供了扎实的试验和理论支撑,并为完井井下流量控制系统的优化提供了依据。     

智能井控制的优化

结合使用新的优化软件和商业油藏模拟软件，分别对采用和不采用智能油井控制装置完井的油藏产量进行了预测和优化。井下流量控制装置给非常规油井的生产带来了灵活性。利用它们可以单独控制多分支井的各个分支，从而实现石油产量最大化或对不需要的水或气产量最小化。文中通过案例介绍了一种智能井(即安装有井下传感器和流量控制器的油井)运行的优化方法。该方法需要把共轭梯度优化技术与包含一个详细的多井段油井模型的商业模拟软件结合使用。该综合优化技术用于解决涉及不同类型油井和地质模型，以及多次地质统计模拟结果(geostatistical realization)的问题。多个案例均说明，采用流量控制装置能够改善油井的预测生产动态，其中一个改善的程度高达65％。     

采用智能完井技术可最大限度采油

美国ＡＢＢＯｆｆｓｈｏｒｅＳｙｓｔｅｍ公司研制成功一种智能完井系统 ,可对地层性能进行长期监测和控制 ,使油井最大限度产油。这种新型完井系统包括井下监控器 ,具有数字通讯、资料管理和数据分析功能的油藏工程专家系统以及井下流量控制器等。井下监控器是一种可对地层压力分布、温度和三相流量与密度进行测量的纤维光学仪器。利用它可实时监测油藏指定地带的性能。将油藏工程专家系统同先进的模拟软件相结合 ,则可实时地不断改进采油和油藏模拟。而井下流量控制阀则用于封堵和控制不同地层的液流 ,优化油井目前的生产和提高油井长期采…     

分支井采油气管柱振动特性及动力响应分析

分支井汇流时会给油管柱一个激振力, 当激振力作用在油管柱上, 必然油管柱会产生一个动力响应。如果响应产生的频率与固有频率接近时, 则会发生共振, 从而导致油管柱结构的损坏或加剧油管柱的破坏。在固体力学理论的基础上, 采用有限元分析方法, 利用通用大型有限元软件 Ａ Ｎ Ｓ Ｙ Ｓ , 建立了分支井油管柱汇流有限元力学模型, 分析了油管柱振动固有特性, 并对控制阀距离上部封隔器不同安装位置时的振动频率进行了分析, 最终对油管柱结构动力响应状态进行了数值模拟。该研究为井下控制阀位置的合理安装, 进而保证油管柱安全工作奠定了理论基础。     

流量控制阀数值模拟及其在FDT的应用

流量控制模块是模块式地层测试器的重要组成部分,对于大体积预测试、流量控制、压力控制具有重要作用。该模块的核心部件为流量控制阀,通过对3种不同节流口受力情况、流量特性等进行比较,选择了轴向三角槽式节流口。通过压力模拟曲线、多级传动的形式建立模型对流量控制阀的流量稳定性进行了模拟,对误差进行了分析,改进了原方案,合理地控制了误差。该模拟对下一步的具体设计提供了参考。     

渤海油田液压控制智能分注优化关键技术

针对渤海油田常规液压控制智能分层注水技术调配精度低、分注层数少、不能满足小眼井应用需求和无法实时监测井下注水情况等问题,开展了数字解码器研制、井下流量控制阀调节级数优化、配套大排量涡街流量计和分层调配方案设计等技术研究,形成了渤海油田液压控制智能分注优化关键技术.优化后,最大分注层数达到6层,不同规格流量控制阀的调节级...     

分支井采油管柱激振力分析

采油过程中,油管柱始终处在一个复杂的动力环境之中,承受多种力的激励和响应,从而导致油管柱结构的损坏或加剧油管柱的破坏。而分支井采油机理更为复杂,上部井下控制阀产生的汇流处,是油管柱振动研究中一个新的振源,而油管柱的振动将引起井内流体的压力波动。正确认识分支井汇流引起的管柱振动规律,为避免发生井下油管事故有着重要的意义。基于流体力学理论,采用有限元分析方法,利用通用大型流体力学软件Fluent,建立了分支井采油管柱汇流力学模型,分析了汇流流场的流动状态以及汇流对采油管柱造成的流体激振力。揭示了分支井汇流处管内管外的压力差与井下控制阀进液孔处动压力的关系。为分支井采油管柱的优化设计提供了理论依据。     

井下流量实时计量与控制技术研究进展

在油田开发中,实时井下多相流量数据对油井的管理、产量优化有着重要的价值,井下流量测量能将已往地面流量的测量转移到井下,减少地面及平台设备的数量.实时采集井下有关数据的遥测与控制系统是集层间隔离、流量控制、机械采油、永久性监测和出砂控制为一体的智能综合系统,从地面实时地对单井多层段油、气生产或对多分支井中单分支井眼的油、气生产进行监测和控制,减少油井生产期间所需要的大量修井作业,从而使油层以较少的油井检修工作量而保持最高的采油水平.