变形双重介质油藏井筒耦合模型及数值模拟研究

针对双重介质地质特征和油气实际流动过程,同时考虑了双重介质的应力敏感特性以及油藏-井筒耦合流动的影响,将变形双重介质油藏渗流与井筒管流作为整体进行研究,建立了变形双重介质径向油藏与井筒耦合单相流动模型;针对模型方程的强非线性,采用无条件稳定的全隐式方法对模型进行离散,应用Newton迭代方法求解,得到模型数值解;并探讨了依赖产量和形状因子的裂缝压力动态变化规律,给出了压力图版。     

低渗透分形油藏-井筒耦合流动分析

针对油水生产的实际过程,综合考虑了启动压力梯度、储层介质的分形及油藏和井筒的耦合流动,将油藏渗流与井筒管流作为整体来研究,建立了分形低渗透油藏-井筒耦合流动模型。采用IMPES方法对模型进行离散,应用追赶法求解,得到井口定产量生产、定压外边界情况下,分形低渗透油藏-井筒耦合的一个计算示例的数值解,分析和讨论了参数对压力动态的影响。     

具有井筒储集的变形介质双孔模型压力动态分析

为更好地研究碳酸盐油藏和低渗流油藏的渗流问题, 引入渗透率模数, 考虑应力敏感地层中介质的变形, 介质的双孔隙度特征, 同时考虑井筒储集的影响, 建立了新的数学模型。渗透率依赖于孔隙压力变化的流动方程是强非线性的, 模型采用Douglas—Jones预估校正法获得了无限大地层及有界封闭地层的数值解, 形成了新的理论图版, 利用这些图版对模型中的有关参数进行了敏感性分析。     

具有井简储集的变形介质双孔模型压力动态分析

为更好地研究碳酸盐油藏和低渗流油藏的渗流问题，引入渗透率模数，考虑应力敏感地层中介质的变形，介质的双孔隙度特征，同时考虑井筒储集的影响，建立了新的数学模型。渗透率依赖于孔隙压力变化的流动方程是强非线性的，模型采用Douglas-Jones预估．校正法获得了无限大地层及有界封闭地层的数值解，形成了新的理论图版，利用这些图版对模型中的有关参数进行了敏感性分析。     

变形介质油藏开发特征

深层油藏的储层由于承受很高的压力和温度,开发这些油田的过程中,储层要发生部分或全部的不可逆变形,会明显地影响这些油田的动态特征.利用解析法和数值法对变形介质中一维非线性-弹性直线渗流的数学模型进行求解,得到不同边界条件下的压力分布,所得结果与常规的线性-弹性不稳定渗流解进行了比较,并着重分析了渗透率的变化对地层压力分布的影响,分析表明:当变形介质的弹性增加时,对于注水井来说,若给定注入量,则地层压力上升的越缓慢,若给定井底流压,则注入量增加;对于生产井来说,若给定产量,则地层压力下降的越剧烈,若给定井底流压,则产量下降.变形介质油藏的开发应以保持原始地层压力为前提,这样,才能得到较高的采收率.     

低渗透气藏介质变形-渗流耦合有限元数值模拟

低渗透气藏开发过程中介质变形对储层孔隙度、渗透率及产能的影响不可忽视.综合考虑储层变形、地应力、流体渗流等因素,建立了低渗透气藏介质变形-渗流耦合模型;采用有限元数值模拟技术并开发相应程序对耦合模型进行求解,定量研究开发过程中储层变形及其对储层物性和气藏产能的影响.数值模拟结果表明:非均匀水平地应力造成近井壁区域储层变形及渗透率变化各向异性,产能评价中应综合考虑介质变形的影响.     

多孔介质和井筒中流体流动的温度模型

温度测量有助于对地层和生产剖面井行评价。在井行不稳定测试或进行生产测井时，为了证实或预测流体剖面，特别需要利用温度测量数据。     

变形介质煤层气双渗流动压力分析

研究了应力敏感煤层气中双孔隙度/双渗透率渗流问题的压力不稳定响应,不仅考虑了煤层气藏的双孔隙度/双渗透率介质特征,而且考虑了介质的变形,建立了应力敏感煤层气双孔隙度/双渗透率的数学模型,采用全隐式差分和N ew ton迭代法求得了圆柱面井源情况下定产量生产时无限大地层、有界封闭地层的数值解,探讨了双孔隙度/双渗透率参数和变形参数变化时压力的变化规律并给出几种情况下典型压力曲线图版。     

天然气水合物分解引起多孔介质变形流固耦合研究

水合物地层变形是天然气水合物开采安全性评价的关键参数。提出了考虑传热、水合物分解相变、多相渗流和地层变形4个物理效应的一维多孔介质中水合物降压分解数学模型,在验证该模型适用性之后进行了粉细砂多孔介质变形敏感性分析。基于基本假设可以得到以下结论：出口压强是影响多孔介质变形的主要因素,出口压强越小,多孔介质最终变形越大,且完成变形所需时间越长。环境温度和多孔介质绝对渗透率对多孔介质最终变形没有影响,但会改变多孔介质完成变形所需时间的长度。     

油藏-井筒-管网一体化耦合模拟方法及应用

油气田开发生产系统包含油藏、井筒、管网三大生产环节.传统数值模拟方法主要模拟油藏中流体的流动,而油藏-井筒-管网一体化耦合模拟同时反映油藏供液能力、井筒举升能力和管网集输能力,对准确预测生产态势、实现生产系统全流程优化具有重要意义.通过研究井筒-管网模型建立方法及流体多相管流相关式适应性,实现了井筒、管网内流动模拟和流...     

Application of a Coupled Wellbore/Reservoir Simulator to Estimate Accumulated Liquid Phase in Gas Wells

Abstract

Knowledge of the phase distribution and liquid accumulation in gas wells is very important in determining the restrictions that may exist for the inflow from the formation. It is also critical to determine if the flow rate of a well is itself sufficient to remove the loaded liquid phase or if other techniques should be applied. In this article, we used a developed non-isothermal transient multiphase wellbore/reservoir simulator to model liquid accumulation in gas wells. The simulator can be used as a tool to predict the amount of loaded liquid as a function of well flow rate and to design new flow strings to remove accumulated liquid.     

深水压井井筒瞬态传热及复杂流动行为研究

在深水压井循环期间,随着压井液的循环,井筒瞬态温度场不断变化,导致环空多相流动行为变化复杂,进而影响压井过程中的井筒压力分布.为快速准确地预测深水压井过程中不同循环时间和压井排量下的井筒瞬态温度分布,基于能量守恒原理,综合考虑压井液、钻杆、环空、地层、海水以及隔水管之间的热传递,建立了深水压井过程中井筒瞬态温度场解析模...     

考虑井筒储集的油水两相流试井分析

油水两相流在油田中广泛存在,但目前常用的研究方法中没有考虑井筒储集效应的影响。鉴于这种情况,本文将井筒储集系数和表皮系数引入油水两相流数学模型中,并用数值模拟方法求出数值解。经实例验证,此方法行之有效。     

欠平衡钻井井筒多相流技术研究

介绍了目前欠平衡钻井气、液2相流研究的主要方法——均匀流动法、经验公式法和力学法,给出了求解模型的分段计算方法,提出应根据实际情况选择考虑因素全面、有较好收敛效果的模型,以较准确地计算井底压力,为精确控制欠平衡钻井提供理论依据。国内应加紧研发传输数据准确、精度高、价格便宜的并底压力测量工具,以检测应用模型的精度,为顺利实施欠平衡钻井技术提供安全保障。为了有效应对现场不确定因素造成的井底压力波动的情况,还介绍了几种常用的控制方法。     

考虑非牛顿流体螺旋流动的钻井井筒温度场研究

准确了解钻井过程中井筒温度及其变化规律对于安全、高效钻井具有重要的意义。根据热力学第一定律及传热理论,建立了完整的钻井循环过程中温度场数学模型,分析了井筒中非牛顿流体螺旋流动的传热机理以及水力学能量和机械能量对井筒温度场的影响规律,对高温高压循环当量密度计算和井筒温度控制方法进行了初步探讨。模型计算结果与现场试验数据吻合较好。由数值模拟结果得出:在井深2 000.00 m处,钻柱转速从0 r/min升至200 r/min时该处温度升高4.5 ℃;在井深5 000.00 m处,钻柱转速从0 r/min升至200 r/min时该处温度升高7.8 ℃。研究结果表明,井底温度随钻柱转速的增加呈指数增长,随着井深的增加,钻柱旋转对井底温度的影响更加明显。建立的温度场模型可为高温高压地层钻井水力学设计和现场作业过程中的温度控制提供理论参考。      

欠平衡钻井油气藏与井筒耦合模型

利用流体力学的质量守恒方程、动量守恒方程和地层的渗流力学方程,建立了欠平衡钻井油气藏与井筒耦合流动模型,并利用有限差分方法对模型进行了求解.所建立的欠平衡钻井油气藏与井筒耦合模型能模拟主要油气藏类型欠平衡钻井过程中油气藏流体与井筒内流体的耦合流动,模拟地层油、气的流入对井底压力的影响.欠平衡钻井过程中,不同类型油气藏和井筒流体耦合流动时地层油/气进入动态不同,地层油/气的进入对井底压力的影响规律也有很大区别.计算结果表明地层油/气的流入可以使井底压力下降0.03～2.50 Mpa,因此在欠平衡钻井设计中,应充分考虑产层段油/气流入对井底压力的影响.     

变形介质分形气藏气-水两相流动分析

高压低渗气藏具有明显的应力敏感性,通过引入分形参数来描述储层的非均质性,建立了考虑储层应力敏感性的分形气藏气-水两相径向流数学模型及全隐式数值模型,并对分形维数等参数进行了敏感性分析。结果表明,对于应力敏感性气藏,渗透率模量产生的介质变形影响是不可忽视的,尤其是介质变形的不可逆性;此外分形维数和分形指数对气藏生产的影响也是非常显著的。     

气井井筒携液临界流速和流量的动态分布研究

随着有水气田的开发，产水气井所占比例逐年增加，准确预测气井的携液临界流量和流速对于气井配产及积液判断有着重要的意义，除了寻找适合本气田的预测模型外，还要考虑最大携液临界流量在井筒中出现的位置。为此，通过对携液临界流量和携液临界流速沿井筒分布规律的研究，认为携液临界流量与沿井筒分布气井的产液量有关，其变化直接改变了井筒温度和压力分布。产液量较小时，井筒的温度损失较大，压力损失较小，温度变化对携液临界流量的分布起主导因素，而随着产液量的增加，温度损失逐渐减小，而压力损失逐渐增加，压力变化逐渐成为影响携液临界流量分布的主导因素；携液临界流量沿井筒分布曲线出现的拐点，就是压力变化起主导因素到温度变化起主导因素的转折点；产液量较大时，最大携液临界流量往往出现在井底。研究表明，在计算气井携液临界流量时要算出沿井筒每个位置的携液临界流量值，并以较大值作为气井的携液临界流量。     

井筒气-液两相垂直管流的研究现状

井筒两相管流研究的主要目的是用于井筒内流体流型的划分和流型的转变与判断，其基本依据在于井筒内油气水混合物压力的分布状况；在了解了井筒混合流体的压力分布状况之后，能够为掌握油井生产规律、合理控制和调节油井工作方式及气举设计提供可靠的依据。在总结国内外相关研究成果的基础上，针对不同学者的理论模型和不同模型的适用条件，提出了相应的评价与建议。