三高气井管柱损伤研究现状

目前国内"高温、高压、高产"气井主要存在油套管强度降低、油管损坏、油管冲蚀等一系列安全问题。三高井内各种杆管柱处于复杂变形和运动状态,外载荷成为影响其力学行为的主要因素之一。国内外关于管柱力学、动力学、冲蚀等方面的研究成果卓著,但在解释油管柱的瞬态动力学、油管柱疲劳等方面仍显不足。在管柱力学分析的基础上进行冲蚀分析和振动分析应该是三高气井管柱损伤理论的研究趋势。     

预测气井临界携液产量新方法及应用

针对气液比大于1400m~3/m~3的气井临界携液产量计算公式存在的修正系数问题,在假设气井井筒中的液滴为扁平形,考虑曳力系数与雷诺数(1.0×10~3～2.2×10~5、2.2×10~5～1.0×10~6)关系的基础上,结合经典力学建立了气井高气液比携液的临界产量新公式.从理论上解释了人们对临界携液产量模型理论公式是否需要提高20%所产生的争议.使临界携液产量模型在理论上更加完善,并与现场实际更加吻合.     

川西气田气井管柱选材研究

川西须家河组气藏气井管柱存在严重的腐蚀问题,通过室内模拟试验和现场试验及腐蚀软件分析,研究了气井的腐蚀机理,气井腐蚀主要以CO2腐蚀为主。研究表明13Cr材质管柱在川西须家河组气藏生产条件下具有良好的防腐效果。     

试采过程的气井非线性井筒温度剖面预测

井筒温度剖面预测是试采工艺和系统测试的基础. 针对气井测试的短期过程,根据井筒传热机理建立井筒非稳态传热模型,利用稳态传热的温度梯度,考虑焦耳-汤普森效应与动能的组合项影响,通过解析方式得到瞬时井温分布表达式,预测不同工作制度和时间下的井筒温度剖面;根据井筒瞬变温度与时间的指数式变化规律,提出利用不同时间的温度稳定率,通过稳态温度折算为瞬变温度的简便方法.     

利用气井自身能量排水采气研究及应用

随着含水气田开采时间的增加和开发程度的加深,气井产水逐渐增多,造成油管压力损失增加,井口流动压力下降,严重时甚至造成气井积液,大大降低气井的采收率。因此了解气井出水阶段及带水采气条件,提早更换小直径油管的排水采气工艺,消除和延缓水患,以保障气田合理、高效的开发。通过研究高气液比气井临界携液产量模型,推导适合不同雷诺数范围的油管直径,为井下作业油管直径的选取及更换提供理论依据。     

新疆油田呼图壁储气库气井管柱腐蚀实验研究

新疆油田公司依据中石油股份公司储气库建设要求,启动了＂呼图壁气田改建储气库＂建设工作。储气库的主要气源是从土库曼斯坦进关的天然气,该天然气中CO2≤2%,CO2分压最大为0.68MPa,采出时在井口及井底,天然气的含水量普遍高于对应温度、压力下的天然气饱和含水汽量,即低于露点温度,会导致较为严重的CO2腐蚀。通过分析知道呼图壁气田影响二氧化碳腐蚀的环境影响因素主要有二氧化碳分压、地层水矿化度及Cl-含量、温度、流速等,由此设计了室内模拟实验条件;评价了P110、3Cr110、普通13Cr110、HP1-13Cr110抗CO2（含Cl-）腐蚀性能。得到了室内模拟条件下,不同目标管材的平均腐蚀速率与局部腐蚀速率,根据实验结果确定不同管材的腐蚀状况,为储气库气井管柱的选材提供依据。     

射孔完井高产气井井筒压力温度预测

正确计算井筒温度是进行气井流压计算、水合物形成以及凝析液析出等气井生产动态分析的前提.对于射孔完井的气井,气体从储层流入井筒的过程中所产生的压降要大于裸眼完井时的压降.正确计算节流压降和温降,对计算射孔完井井筒中的压力温度具有重要作用.研究建立相应的模型,得到节流压降及温降、井筒压力及温度布分的计算方法.对一口射孔完井高产气井进行实例计算,得到节流压降、节流温降以及压力、温度沿井深的分布情况,并对射孔参数进行敏感性分析.     

定向井携液临界流量模型对比研究

定向井井筒结构复杂,井筒内气流携液困难。利用定向井模拟实验装置对定向井携液临界流量进行测试,将实验结果与液滴模型、Belfroid携液模型、液膜模型进行对比,对比结果表明：理论模型计算出的携液临界流量值比实验测试值大,Belfroid携液模型计算的携液临界流量值随井筒倾角变化趋势与实验测试结果一致。结合实验测试数据,对Belfroid携液模型中的携液临界流速公式系数进行修正,得到定向井携液临界流量修正模型。利用修正模型诊断的气藏定向井积液情况,其诊断结果与采取回声仪诊断液面的结果一致,证明定向井携液临界流量修正模型能较好的预测井底积液情况。     

威荣深层页岩气井排水采气管柱优化研究

面对威荣气田深层页岩气田产液量大、高产液时间长等特点,以及生产当中套管携液能力逐渐 下降的现状,展开生产管柱优化研究。为明确威荣气田管柱优化参数,建立了携液临界气量图版,以 分析不同气井的生产特征。结合携液临界气量计算方法和节点系统分析方法优选生产管柱,运用全 井筒最小压差法优选油管下入位置。研究表明,面对该气田深层页岩气井套管携液困难的实际情 况,可下入Φ73.0 mm油管,以达到稳产的目的。对于上翘型气井,推荐油管下入位置为A靶点;对 于下倾型气井,推荐油管下入位置为B靶点垂深20 m以内的区域。该推荐方案在20口井的现场应 用效果良好,气井稳产自喷期超3个月。     

基于D-S理论的多模型凝析气井流量算法研究

随着海洋油气开发走向深海,虚拟流量计逐渐成为水下油气井产量计量的一种重要方式,其核心是流量计算模型。介绍了虚拟流量计的井筒和油嘴模型,并基于跨接管的流动特点建立了跨接管流量计算模型。根据D-S证据理论建立了各流量模型的权重提取模型,并利用Dempster法则对各模型权重进行融合处理,最终得到基于D-S理论的凝析气井流量融合计算模型。结果表明,该融合模型在整体上有效提高了流量计算的精度和可靠性,且对短时间内的流量变化具有较好的预测能力,为水下虚拟流量计的研发提供了一种新的思路和方法。     

高温高压气井完井管柱设计方法

针对莺琼盆地高温高压地质环境对完井管柱选材、套管柱适用性设计等方面带来的一系列的技术问题,开展了高温高压气井完井管柱选材及基于服役寿命的套管柱适用性设计研究。在常规气井基础上,考虑了高温下材料强度降低的补偿设计,拉力余量法的套管柱设计,腐蚀缺陷套管剩余强度设计和环空带压对生产套管强度的影响,并结合目标井进行了实例分析。     

高温高压气井测试中合理生产压差的确定方法

高温高压气井测试中合理生产压差的确定需要综合考虑使气流能够在井筒中携液、返排侵入地层中的泥浆固相颗粒、避免井壁出砂、满足测试工具性能要求等;地层不出砂压差计算还涉及到井壁岩石的强度计算、气流流速计算等。综合这些计算结果所确定的生产压差可以确保测试过程的安全及测试结果的可靠性。     

高温气井产水量地面计量误差修正

气田水产量误差直接影响对气田开发方案实施效果的分析判断和调整挖潜措施的制定。而传统的 水产量计量系统误差随着气藏压力的降低而增加,影响了数据的准确性。通过计算天然气饱和含水量来修正计量 结果,带理论推导的半经验公式能有效减小由于生产水以气相形式存在而导致的系统误差,具有经济价值和可用 性。结果表明,采用带理论推导的半经验公式计算天然气含水量对产量计量结果经过修正能大幅降低计量误差,平 均误差率由60%减小到6%以内,对实际生产有一定参考价值。     

浅层气储气库油管尺寸分析及水合物防治

利用大庆油田储气库的地质资料, 结合不同尺寸油管流体压力损失、 携液能力、 抗冲蚀能力等因素, 优选出了合理的油管直径。预测了储气库天然气水合物的生成, 给出了最优的水合物抑制剂加入配方及用量。研 究结果表明, 天然气注采能力随着油管直径和井口压力的增大而增大, 5 0. 8mm 及以上尺寸油管能满足储气库注采 气量要求。压力损失随着注采气量的增大而增大, 但随着油管内径的增大而减小。6 3. 5mm及以上尺寸油管的压力 损失较小。综合分析选用6 3. 5mm油管较为合理, 同时可避免冲蚀和井底积液产生。在储气库运行条件下, 油管内 会生成天然气水合物, 推荐采用加入抑制剂方法防止水合物生成, 抑制剂采用甲醇和乙二醇体积比2∶3的复配体 系, 用量为0. 0 3m3/ d。     

应力敏感对裂缝性高温高压气藏产能的影响

通过实验在高温高压下采用降内压的方式进行渗透率应力敏感性研究.以地层原始有效应力为第一个点,通过逐级升降岩心内压,测定不同有效应力下岩心的渗透率值,研究岩心渗透率的伤害程度和应力敏感岩心渗透率的恢复能力,通过拟合有效应力与渗透率关系式,求得不同裂缝发育岩心的应力敏感系数,研究裂缝水力缝宽的闭合规律.实验共选取了4块岩心,基质岩心1块,人工网状缝岩心3块.对比研究基质与裂缝岩心应力敏感的差异性,以及不同裂缝发育程度的应力敏感性.     

天然气井下节流嘴前后压力温度分布的数值计算

针对天然气井安装井下节流装置以后很难测得节流嘴上游压力的情况,从空气动力学的原理出发,提出根据井口采集的数据,从节流嘴下游向上游计算其喉部和上游的压力温度综合值的数值计算方法。采用临界状态判别的新方法,即依据节流嘴出口处的马赫数的值,对节流嘴附近的流态进行判别,再分别计算节流嘴出口处,节流嘴喉部以及节流嘴上游的各参数。对宝1井进行了实例计算,计算结果表明:节流后压力温度骤降,经过激波面后压力温度急剧升高的变化情况。     

柳杨堡高温气井防腐工艺室内优选(90)

针对高温气井中普通缓蚀剂性能大幅下降的问题,进行抗高温缓蚀剂研究.在室内测试8种缓蚀剂于130℃高温条件下对管材N80的腐蚀速率,优选腐蚀速率最低缓蚀剂;同时通过不同浓度缓蚀剂的缓蚀率测试,确定其最佳加注浓度.最后,通过测试不同CO2分压和温度条件下的缓蚀效果,验证优选出的UT2-2缓蚀剂对不同CO2分压和温度的适应性.     

高温、高压条件下的页岩气吸附规律研究

为了研究高温、高压条件下的页岩气吸附规律,设计了页岩气吸附装置。取四川某油田的岩样与甲烷气体进行吸附实验研究。实验结果表明,在相同压力条件下,温度越高,页岩对甲烷气体的吸附量越小。当温度较高时,页岩对甲烷的吸附量随着温度的升高而缓慢减小;当温度恒定且压力小于5 MPa时,页岩对甲烷气体的吸附量随着压力增加而逐渐增大。当压力较大时,页岩对甲烷气体的吸附量增幅变缓;页岩颗粒的目数对页岩吸附的影响不显著。利用Langmuir方程对此吸附规律进行拟合,拟合结果较好。     

高压油管头四通应力分析设计

依据API-SPEC 6A-2004<井口装置和采油树规范>对油管头四通设计的要求,运用ANSYS软件对油管头四通进行有限元应力分析设计,分别对其设计条件、水压试验和防喷试验3种情况进行有限元计算,并按照ASME-2规范要求,通过等效线性化方法对有限元计算结果进行应力分类处理和评定,证明油管头四通结构在设计条件下是安全可靠的.