异常高压气藏动态预测研究

在异常高压气藏开发过程中,由于应力敏感性造成的渗透率变化无法忽略,因此在建立二项式渗流方程时必须考虑由于应力敏感性造成的渗透率的变化情况,定义新的拟压力形式的渗流方程。再以物质平衡原理为基础,导出定容异常高压气藏的压降方程,并与井筒流动方程相结合,建立动态预测模型。由于该模型很好的考虑到了应力敏感性造成的影响,使得更适用于实际生产过程中,对于异常高压气藏生产动态的预测有较好的效果。     

利用分布式温度传感器数据成功获取气井流量剖面

分布式温度传感器（DTS）配有一个温度-压力模拟器,在多产层复合生产气井中应用,成功获得了流量剖面。该技术能够定量评价每个独立层对气井产量的贡献和进入井筒的水量。本文分析表明,典型流量剖面所需的一些关键参数能够从生产和关井时DTS所获取的瞬态剖面提取。这些参数通常不能通过常规温度测井获得,包括：①地温剖面;②井筒和近井地带的焦耳—汤姆逊效应;③流体和地层的热力学性质。厚的非产层在校正局部流量和验证流体和地层性质时尤其有用。该流量剖面模型采用解析-数值方法建立,压力-温度模拟器用来预测井筒温度剖面,这个温度剖面是对每个独立层流量和生产层流入井筒流体温度的函数。此外,使用交互式错误最小化技术来拟合模拟温度与实际DTS数据。     

普光气田关井油压恢复异常浅析

普光气田为国内首例开发的超深高酸性气田。单井产能高,关井后油压恢复出现随关井时间延长持续下降的异常情况。通过综合考虑井筒中各种因素,特别是温度的影响,引进井筒效应的概念,从理论上分析了高产纯气井在纯井筒储存和径向流动阶段,产生井口油压动态异常的机理,包括产生的条件及适用范围.研究表明,引起高产气井产生井口油压动态异常的主要原因是关井过程中井筒流体温度的变化和重组分的密度差异引起。因此,在井底压力的计算过程中,必须考虑井筒流体温度和重组份的影响。     

大牛地气田增压后气井压力分析

为了分析大牛地气田一期增压后气井的井口压降速率增加的原因,延长一期增压后的稳产时间,本文选取大牛地气田37号站气井进行了研究;研究结果表明,增压后外输压力降至3MPa,气井允许生产压力降低,气井进入定产降压开采阶段,产量稳定但压力降速率增大;同时随着气井油压的降低,生产压差增大,地层流体流入井筒的速度增加,井筒积液量增加,进而促使油压快速降低;管线中积液量增加,使井口到进站压力损失增大,进站压力随之降低。针对以上原因,建议加大此类气井的助排力度,采取泡排配合定期提产带液的方法,排出井底积液,控制油套压下降速率,延长增压后气井的稳产期。     

气井井下节流与排液优化设计软件的研发与应用

气井生产采用气嘴调节控制产量,常规气嘴节流工艺有诸多缺点,采用井下节流工艺既可以阻止水合物的生成,又可以减少井筒积液,同时达到节流降压的目的。从生产实际需要出发,运用生产协调原理、嘴流原理、气体临界携液原理、水合物生成统计学原理,研制了气井井下节流与排液优化设计软件。软件对井下气嘴工艺参数和排液采气工艺参数作优化设计,同时对生产井进行工况诊断模拟和参数调整计算。     

川东北河坝区块飞三气藏工作制度优化研究

针对川东北河坝飞三气藏试采气井工作制度制定时没有充分考虑的到气井产水、应力敏感影响的问题,结合河坝区块实际生产情况,对影响高压气井生产的各种因素,如气井的产能大小、气井产能的变化、井壁稳定性、气井出水、井筒安全等进行综合分析研究表明:河坝区块气井产水前,其合理生产压差应小于5MPa;气井产水后,建议合理工作制度为1.5~3MPa.提出合理的试采工作制度优化原则,对川东北河坝区块飞三气藏后期投产气井配产提供了指导依据.     

低渗气藏压裂井试井分析

应用压力梯度法分析气井井筒流体特征,应用修正等时试井资料求取二项式和指数式产能分层,确定气井无阻流量,评价陆相层段含气性和产能。利用压力恢复资料确定油藏类型,求取地层压力、有效渗透率、表皮系数、流动系数、边界等地层参数。     

带压完井作业过程中的井筒封堵技术研究与应用

常规完井投产作业储层污染严重,完井作业后产量下降,影响气井稳产。为了有效保护储层,发挥气井产能,优选带压作业方式完井。完井作业前,需要采用一定的技术方法封堵井筒内的高压流体。针对高压气井,安全有效的封堵井筒是成功实现带压作业的关键。常规生产气井井筒内有生产管柱,带压作业前通过钢丝作业下入堵塞器,能够实现对井筒的安全封堵。但是目前大规模压裂气井多采用套管生产,钢丝作业封堵井筒风险高、难度大。本文针对深层高压气井带压完井作业过程中的套管、油管封堵工艺进行了论证研究。     

川西须家河组气藏含CO_2气体气井配产工艺技术分析

川西气田须家河组气藏为裂缝--孔隙型气藏,地层水体较为活跃,气井所产天然气含少量CO2等酸性气体,导致油管腐蚀穿孔、断落而不能正常生产成为影响气井正常开采的主要因素之一。针对气井不同开采阶段的生产特征、开采中存在的问题,本文将气井生产过程的配产与腐蚀两种因素综合分析,提出相应的气井配产工艺技术措施。     

大牛地气田D66井区气井合理配产确定方法研究

为了确定适合于大牛地气田的直井稳产期合理配产的计算方法,本文选取10口进入稳产期的直井。通过经验法、采气指示曲线法、流动物质平衡法、Topaze数值模拟法计算直井稳定生产阶段的合理配产,并与实际产量对比,评价各种方法的适用性。研究结果表明:经验法不适应气井稳定生产阶段的合理配产;采气曲线法不适用于大牛地气田,该方法计算出的合理配产比实际稳定生产期配产偏高,该方法的缺点是直线的拐点很难准确确定,因人而异,误差范围大;流动物质平衡法计算出的合理配产与实际配产差距较小,但该方法计算出的合理配产随着气井生产时间的增加而不断变化,需要随时计算调整;Topaze数值模拟法计算的配产与实际气井合理配产一致。但该方法需要的参数较多,合理配产随稳产年限和生产时间不断变化,需要随时计算调整。     

Characterization of a New Structured Packing by Computational Fluid Dynamics

The novel wire gauze structured packing PACK‐1300Y with high specific surface area was characterized by computational fluid dynamics. The main features of PACK‐1300Y were investigated including the dry and wet pressure drop as well as the height equivalent to a theoretical plate (HETP). Moreover, the flow structure of this packing was described via numerical simulations. To evaluate the amount of HETP and dry and wet pressure drop, 3D computational fluid dynamic modeling with respect to the Eulerian‐Eulerian multiphase approach was applied. The average relative errors were determined between the findings achieved from computational fluid dynamic simulation and experimental findings for mass transfer efficiency and wet and dry pressure drop, respectively.     

水力喷射空气旋流器中射流雾化过程模拟及其机理

水力喷射空气旋流器(WSA)是一种新型高效的气液传质反应设备。采用雷诺应力模型和VOF两相流模型较好地模拟了WSA的气相压降特性、液相回流比和射流雾化过程,并讨论分析了雾化过程的机理。模拟和实验研究表明,WSA的气相压降随着进口气速的增加先后出现低压降区、压降突跳区、压降过渡区和高压降区4个特征区域,并给出了不同压降区域之间转折点气速的计算方法。射流在这4个压降区域里,分别表现为稳态射流、变形与袋式破碎、袋式破碎与剪切雾化和剪切雾化与离心分离等流态。射流在压降过渡区与高压降区的转折点左右实现充分雾化并达到最大相间传质面积。研究结果为建立基于WSA压降特性的射流雾化与流场调控方法提供了理论依据。     

错流旋转填料床气相压降特性

旋转填料床的气相压降是旋转填料床应用和设计的一项重要指标。在气液两相错流流动条件下,利用空气-水系统对错流旋转填充床的气相压降进行分段模型化和实验研究。按照错流旋转填料床气体流动的路径将气相压降分为进口压降、填料层压降、集气段旋转动能转化压降和出气段压降。推导出压降与操作工况的关联式,其计算值与实测值吻合较好。实验表明错流旋转填料床的气相总压降与气体流量、旋转床转速、液体流量有关。在高转速和小气量的条件下,气相压降随气量增大先下降后上升;其他情况随气量增大而上升。错流旋转填料床气相压降随转速上升而下降,在小气量情况下转速对气相压降有明显影响。气相压降随进液量的增大而增大,当旋转填料床在低转速时进液量对气相压降有明显影响。     

新型径向叶片式旋转床压降分析及气相流场模拟

针对折流式旋转床压降高、能耗大的问题,提出了一种新型超重力旋转床设备--径向叶片式旋转床。首先,对该旋转床的压降进行了理论分析和建模,并利用水-空气体系进行了实验研究。通过改变气量、转速和液量探究了新型径向叶片式旋转床压降的变化规律,结果表明压降随气量、转速和液量的增加而增加,且随着气量和转速的增加,液量对压降的贡献逐渐减小。压降模型的预测值与实验数据的相对偏差基本在10%以内,表明模型可以较好地预测新型径向叶片式旋转床的压降。另外,通过计算流体力学（CFD）软件的模拟获得了旋转床内气相流场和压力分布的结果,发现转子内压降是总压降的主要部分;气体进入转子后会因叶片作用使得周向速度变大,并在转子外缘处达到最大值;气体的进口流速将会影响旋转床内的气相分布。利用实验数据对CFD模拟结果进行了验证,两者的相对偏差在10%左右。     

Flow Pattern and Pressure Drop for Small Long‐Cylinder Cyclones Operating at High Flow Rates

To address the gas flow pattern and pressure drop characteristics for small long‐cylinder cyclones (SLCCs) in the high operating flow rate range, experimental investigation and computational fluid dynamics (CFD)‐based simulation were performed. The pressure drop coefficient depends insignificantly on the Reynolds number at high flow rates. The tangential and axial velocities present the Rankine vortex and the roughly inverted V‐shaped distribution, respectively, similar to those in typical cyclones. The CFD simulation approximated well the experimental data of pressure drop. The pressure drop caused by vortex loss, turbulent energy loss, and resistance loss accounted for 72.5 % of the total pressure drop. The Stairmand model was found to be relatively accurate among the classical pressure drop models for the proposed cyclone. The results may help in the design and applications of cyclone separators and reactors.     

卧式热虹吸再沸器的压力平衡计算

由传热设计软件HTRI7.0对石油化工装置中常用的卧式热虹吸再沸器的工艺设计过程进行详细介绍。文章主要研究了卧式热虹吸再沸器基于压力平衡下的再沸器安装高度的计算方法及步骤,得出了卧式热虹吸再沸器的阻力损失包括再沸器入口管线阻力损失、再沸器内的阻力损失和再沸器出口管线阻力损失三部分,其中,再沸器出口管线为两相流,其阻力损失计算采用分离模型计算的误差小,准确度高。根据上述工艺设计方法,以某甲醇制烯烃（MTO）装置中一台水汽提塔再沸器为例,分析了该再沸器开工时出口管线振动的原因是由于推动力过大导致两相流流型为不稳定流型从而引起操作不稳定,并给出合理的改造和解决方案,即在再沸器入口管线增加手动调节阀。     

波纹板填料的流体力学性能

应用商用Fluent软件,采用RNG k-?湍流模型,对波纹板填料内三维气相流场进行了数值模拟研究。结果发现,气体从填料底部进入后,大部分气体流入波纹板波谷,并沿波纹板倾角方向流动,此时气体流速较大,压降较小;小部分气体在波纹板波锋区域流动,方向曲折向上,气体流速较小,压降也较大;不同气体动能因子下填料的干板压降模拟值与Billet模型预测值、文献实验数据吻合较好;在理想波纹板填料模型中,气体沿波纹板倾角方向流动碰到塔壁时,转向相邻板片波纹倾角的方向流动,实际应用中容易出现壁流现象。本研究对波纹板填料结构改型及应用具有重要指导意义。     

微通道分流弹状流的界面过程及压力演变规律

弹状流分流不仅能调控两相流流型从而强化传热,同时也是生物化工、制药行业的传统过程。针对壁面微通道分流液相、调控两相流型的过程进行数值模拟,获得局部参数变化规律,是获得两相流流型演变机理的基础。采用VOF模型耦合动态自适应网格精准追踪气液界面,模拟气液界面在分液口的界面运动;获得轴向及壁面静压、动压的演变规律。通过模拟可知微通道分流弹状流的关键是气弹在分液口的类活塞运动;同时由于界面拉普拉斯压力差的存在,弹状流压降具有不连续性;且此不连续压力随气弹在分液口的类活塞运动具有周期波动性。而弹状流液桥部分的局部压降是影响总压降的关键;近气弹头部的液相区压降显著,近气弹尾部的液相区域由于液速降低其压降明显衰弱;此为弹状流有别于其他两相流流型的压降特点。     

含内构件的循环流化床的动态压力特性

针对含内构件的循环流化床,以石英砂为物料,使用动态压力传感器测量了含内构件的流化床中气固两相流的动态压力,分析了床内的瞬时压力特性. 结果表明,在进出口总压降中,文丘里压降最大,占主床压降的60%以上. 表观气速和固体颗粒循环流率共同影响循环流化床内的压力特性. 压力瞬时波动功率谱分析表明,压力波动对应一个主频,表观气速越小、颗粒循环流率越大时,压力波动越大,且循环流化床底部压力波动比上部大. 加入内构件能有效引导气流,使流动更均匀.