水平井酸化中井筒/油藏耦合流动模型

为了探讨水平井酸化过程中酸液流动的机理及流动过程,追踪酸液前沿的流动位置,建立了酸液沿水平井筒变质量流动模型、井筒周围储层的渗流模型以及2个流动系统之间的耦合模型。同时,把井筒周围储层分为酸化区、污染区以及未污染区,用数值方法对模型进行求解,分析了酸液沿水平井筒的流动状况、沿程进酸量以及酸液前沿到达的时间,并对有关参数进行了敏感性分析。结果显示:随着井筒注入酸量的增加,进入井筒附近各小层的酸量也相应增加;井筒附近由于渗透率的不同,进入的酸量会有很大差异,酸液进入渗透率高的储层远大于渗透率低的储层。研究结果可为水平井酸化的实施提供一定的理论参考。     

井筒注二氧化碳双重非稳态耦合模型

二氧化碳在石油工业中有着广阔的应用前景,但目前井筒注二氧化碳模型均未能表征注二氧化碳过程井筒内流动和传热双重非稳态问题。采用Span-Wagner模型和Vesovic模型对二氧化碳热物性参数进行计算,联立连续性方程、运动方程和能量守恒方程,建立了能模拟短期和长期注二氧化碳过程的井筒双重非稳态耦合模型。采用温度和流速双重迭代算法进行数值求解,并完成实例验证和相关理论分析。计算结果表明:新模型能较准确地计算注二氧化碳井筒温度、压力值;摩擦生热项在较大摩阻梯度下不能忽略,而焦耳-汤姆森效应和储层岩性的影响可以忽略。修正后的新模型还可用于预测水力压裂等工艺过程井筒温度分布。     

井筒油气水三相流动压力与温度分布的耦合计算模型

井筒温度分布的准确计算,对于油井生产测试、井筒析蜡预测和油井动态分析都有着重要的意义。考虑到油气水物性受到压力和温度两方面的共同影响以及油气两相之间质量交换的前提下,以质量守恒、动量守恒、能量守恒方程和传热学原理为基础,建立了井筒油气水三相流动压力与温度分布的耦合计算模型,通过将井筒分段,采用有限差分法对模型进行求解,得到了井筒油气水三相流动时的压力与温度分布。计算结果表明,建立的模型具有较高的计算精度,可以作为工程计算参考。     

水平井筒变质量气液两相环空雾状流压降的分析模型

由于水平井筒和常规水平管道中气液两相流动的相似和差别，可以预和常规水平管流压的压降计算方法对于井筒流支说就需要修正或扩展。考虑管壁存在入流或出流对于环空雾状流流型压降的影响，文中对气、液两相分别应用质量守恒方程和动量守恒方程，得到水平井筒气液两相变质量流动环空雾状流流型的压降计算方法。     

射孔水平井中油藏流动与井筒流动的耦合模型研究

格林函数和源函数方法能够给水平井流动问题提供一个有效的解析解。文中用半解析方法得出了油藏内的流动模型和水平井筒内流体的流动模型，并建立了耦合模型。通过模型对油藏中的水平井井筒内单相流动特性进行数值计算研究。由于油藏模型压力分布较为复杂，使得水平井的流动计算变得相当复杂，应用表征流动特性的非线性方程对空间进行迭代计算。通过编制实用计算程序求解模型，为水平井的设计开采提供一种手段。     

多阶梯水平气井渗流与井筒管流耦合模型

考虑阶梯水平井穿越3个独立气层的情况,根据质量守恒原理和动量定理,结合实际气体的状态方程,利用采气指数的概念,建立了裸眼完井方式下多阶梯水平气井渗流与井筒变质量管流耦合的数学模型并编制了相应的计算程序进行求解.利用该模型,可以求解阶梯水平气井井筒沿程压力分布及产量分布,为阶梯水平气井的生产系统分析提供了理论依据.模拟计算表明,阶梯水平井在钻遇多个气层时,先钻遇物性最好的储层所得到的径向产量高于先钻遇物性最差的储层.     

薄油层射孔水平井井筒内流动与油藏渗流耦合模型（） 摘要: 关键词: 中图分类号:TE34

为真实反映薄油层内水平井及近井地带流体流动情况,针对水平井近井渗流问题,以水平生产段为研究对象,根据压力与流量在边界处的连续性,同时考虑井筒内的加速度附加压力降,建立了薄油层射孔水平井井筒内流动与油藏渗流耦合数学模型。利用该模型进行实例分析,结果表明:近井地带压力分布呈波浪线形;沿井筒方向,近井地带压力随着井长增加而降低;井筒内流体流速呈阶梯增加趋势。建立的模型直观地考虑了射孔位置与数量,为水平井完井设计提供了理论基础。     

水平井筒摩擦压降对产能的影响

为研究沿水平井筒摩擦压降对产量的影响，提出了把油藏流入动态和水平井筒流动结构起来预测水平井产能的新模型。油藏流入动态采用广泛应用的Ｊｏｓｈｉ模型，于是沿水平井筒方向的比采油指数常数，考虑到井筒的摩擦压降后可得出沿水平井筒方向的比流量，在此基础上建立了流量颁的二阶偏微方程。应用数值解法可求得给定流压（产量）下的产量（流压）。计算结果表明，在高渗地层沿水平井筒方向的摩擦压降以地产量影响很大。     

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.     

水平井分段完井油藏渗流耦合产能预测新模型

随着底水油藏、气顶底水油藏以及其他需要分层开采油藏的大量开发,水平井分段完井工艺得到广泛应用,考虑油藏渗流耦合进行水平井分段后的产能预测研究很有必要。在分析分段完井渗流机理基础上,针对3种常见的油藏类型,根据质量守恒原理和动量定理推导出了水平井分段完井压降模型,运用势的叠加原理和镜像反映原理,求出了三维稳态渗流的势的分布和压力分布,结合分段完井压降计算模型,建立了水平井分段完井的三维稳态渗流耦合产能预测模型。最后根据实例得知,不同油藏类型考虑势的叠加和镜像反映后各生产段压降和流率有很大差异,这说明对于分段完井,考虑油藏渗流耦合才能更好地描述水平井筒压力分布和预测分段后的产量。     

水平井筒内压降对水平井向井流动态关系的影响

建立了考虑水平井筒内压降影响的水平井向井流动态关系模型,为油藏工程和采油工程预测水平井真实的向井流动态关系提供了必要的手段。通过实例计算,分析了水平井筒内压降对水平井向井流动态关系的影响。分析表明:当水平井筒内压降较大时,即使油层和整个水平井筒内全部为单相原油流动,水平井的IPR曲线也不再为一条直线,而是一条曲线。井筒内压力损失越大,单相液流IPR曲线的这种背离直线的现象越明显;对于有底水或气顶的油藏,应适当增加水平井筒直径,以降低水平井筒内压降,从而延缓底水或底气的锥进。     

水平井筒压降计算方法

阐述了单相流(层流和紊流)、气、液两相流及油、气、水三相流时水平开水手段压降的几种计算方法。用一个实例计算了水平段单相紊流时的压降,结果可知,在长的水平井中,水平段出现紊流时不能忽略压降。当水平段出现多相流时会有显著压降。     

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文章首先建立了不考虑井筒储存和发展效应影响的均质各向异性无限油（气）藏水平井三维不定常渗流的数学模型，同时利用社哈美原理建立了考虑井筒储存和表皮效应影响时该类水平井不定常渗流的数学模型。在获得数学模型解的基础上，利用数值积分和拉氏变换的数值反演方法分别作出了水平井的无因次压力及压力导数典型曲线。同时，较详细地推导出水平井早期和晚期流动抚因次压力表达式。分析表明，当不考虑井筒储存和表皮效应影响时，早期为垂直于井轴平面向内的径向流，晚期为水平面内的拟径向流。当考虑井筒储存影响时，早期表面为纯井筒储存效应影响，在无因次压力及压力导数与时间的双对数图上，为斜率是1的直线，晚期与筒储存的压力动态一致。从而为水平井试井分析打下了理论基础。     

考虑井筒储存和表皮效应的均质各向异性油（气）藏水平井的压力动态

文章首先建立了不考虑井筒储存和表皮效应影响的均质各向异性无限油（气）藏水平井三维不定常渗流的数学模型，同时利用杜哈美原理建立了考虑井筒储存和表皮效应影响时该类水平井不定常渗流的数学模型。在获得数学模型解的基础上，利用数值积分和拉氏变换的数值反演方法分别作出了水平井的无因次压力及压力导数典型曲线。同时，较详细地推导出水平井早期和晚期流动的无因次压力表达式。分析表明，当不考虑井筒储存和表皮效应影响时，早期为垂直于井轴平面内的径向流，晚期为水平面内的拟径向流。当考虑井筒储存影响时，早期表现为纯井筒储存效应影响，在无因次压力及压力导数与时间的双对数图上，为斜率是１的直线，晚期与不考虑井筒储存的压力动态一致。从而为水平井试井分析打下了理论基础。     

穿过多条垂直裂缝的水平井渗流问题及压降曲线

为了提高低渗透油田水平井的产量,往往需要进行水力压裂,压裂后在水平井段产生多条垂直裂缝,对于具有这种多条裂缝的水平井试井分析问题,目前很少有这方面的论述.文中分析了均质油藏中具有多条垂直裂缝的水平井渗流过程,建立了这种水平井渗流问题的数学新模型,利用新的积分变换方法求出了水平井的无量纲井底压力,绘制了井底压降曲线,为试井分析提供了理论图版,并结合实例分析给出了具体解释方法,求出了垂直裂缝的平均半长,裂缝导流能力及地层平均渗透率.     

油藏水平井产能预测数值模拟研究

根据油藏内流体的流动模型和水平井筒内流体的流动模型,建立了油藏-水平井筒流动的耦合模型,模型中考虑了油层各向异性、重力及毛管力的影响,采用全隐式方法对模型进行求解。运用该模型对影响水平井产量的地质和生产参数进行分析,结果表明水平井段长度、油层渗透率、油层厚度、井底流压和井筒直径都是影响水平井产能的重要因素。在地质因素方面渗透率较高的油层,可以获得较大的水平井产量;油层厚度越大产量递减的越慢,后期产量越高。在生产参数方面增大水平井筒长度、降低井底压力以及增大水平井筒直径都可以相应的提高水平井的产量。     

低渗透气藏压裂水平井产量计算新模型

水平井多级压裂广泛应用于低渗透气藏的开发.在预测压裂水平气井产能模型中,通常未考虑非达西流效应与气藏压力快速下降的影响.为此,将水力裂缝划分为若干单元,应用气体不稳定渗流理论和势的叠加原理,得到了多条裂缝同时生产时地层中任意一点的压降模型,再结合平面径向流产能公式,同时考虑裂缝内菲达西渗流和气藏压降影响,建立了更为完善的压裂水平气井产能预测新模型.通过实例计算表明:缝长与裂缝条数对气井产量有较大影响;气藏压力的降低会导致水平井产量的快速下降,紊流作用对气井的产量也有较大的影响.多级压裂水平气井产能预测新模型为优选水力裂缝数量、裂缝长度及确定合理生产压差提供了更有效的手段.     

CO2井筒相变流动温度压力计算模型研究

CO2在井筒流动过程中的气液相变对井筒温度、压力分布的计算有较大影响。CO2流体在气液相变段的流动属于两相流动,目前常用的计算方法均未考虑该气液混合段的两相流计算。文章从传热学及两相流理论出发,建立了井筒流体相变过程中温度、压力分布的耦合计算新模型;考虑沸腾传热和凝结传热的影响,对流体相变过程中井筒总传热系数进行了修正。该模型主要创新在于可以对CO2流体相变过程中气液混合段的温度、压力进行求解,并能对该混合段气液组分含量变化的动态过程进行计算。运用此模型对吉林油田H75-29-7井压力、温度、质量含气率进行了计算,计算结果与实测结果对比显示本模型计算精度较高。