深水气井井筒压力温度分布数学模型的建立

针对在进行凝析气井生产动态分析以及优化设计过程中深水凝析气井井筒压力、温度分布预测、采气工艺等重要问题。考虑应用SRK状态方程与相平衡闪蒸计算模型结合的方法并对此方法进行充分研究。想要构建以相态变化的深水凝析气井的井筒压力和温度耦合的计算模型为基础的计算模型。然而深水凝析气井还存在井身温度分布不规律,气井在海水中暴露的长度较大,井身的传热与地层部位有不同的规律。凝析气还存在井筒里面发生的相态变化比较复杂,这些问题导致单单是设计计算模型是不远远够的。最终还要利用四阶龙格库塔法对计算模型进行解答才能预得到较为完整的数学模型。这样便可以利用建好的数学模型并且通过提供实际的数学参数计算得出水凝析气井井筒内压力以及温度分布。该模型能够预测出水中气井的生产动态分布等问题,能为今后的深水采气工作提供完整数学理论基础。     

有杆泵采油井井筒温度分布预测

地层原油从井底流到井口的过程中不断发生热交换,原油温度不断降低,精确预测有杆泵采油井井筒流体温度分布是进行井筒流体摩阻计算、抽油杆柱力学分析和有杆泵采油系统设计的基础。井筒内流体温度分布受油井产量、井深、地温梯度、生产时间、井身结构、总传热系数、动液面深度等影响,有杆泵采油井存在热传导、热对流和热辐射三种井筒传热方式,文章综合考虑环空内流体辐射传热、环空内流体对流传热、油管内流体强制对流传热和井筒接触热阻等影响,建立了井筒总传热系数计算模型,在此基础上形成了一套有杆泵采油井井筒温度分布预测方法,为有杆泵采油井采油工艺设计提供了有力支撑。     

井筒温度和压力的测定

在对国内外井筒温度、压力预测方法调研的基础上,确定了预测空心杆抽油机井井筒压力、温度分布的方法。针对抽油机井井筒空心杆掺热流体和空心杆电加热两种不同的伴热方式进行了分析,分别建立了预测井筒温度、压力分布数学模型。通过对井筒中流体的各种物性参数对井筒温度、压力分布的影响的分析,采用了迭代法进行井筒温度、压力分布的数值计算,并用计算机程序成功求出了井筒中流体的压力分布和温度分布,最终利用程序运行出来的数据分别绘制出了井筒温度和井筒压力分布曲线并对其进行分析和评价。     

煤制甲烷小型高温高压反应器的研究和开发

基于高温区压力平衡和承压区低温的原理,开发了一种小型高温高压反应器;建立了小型反应器基本传热方程和反应器温度分布模型T=-750lnR-1428,用温度分布模型确定了保温材料厚度150mm等结构参数.结果表明,反应器轴向温度呈梯型分布,在中间长度为25cm的范围内,温度基本一致为均温反应区;在给定操作温度和增加反应压力的条件下,反应器最外层金属壁外表面温度基本恒定,实测温度低于设计值50℃,反应压力对反应器外表面的温度影响不明显,在该温度下反应器最外层金属壁具有足够的承压能力.实验证明,建立的温度分布模型合理、可靠,开发的小型反应器能在1000℃和12MPa的高温高压下工作.     

溶解气驱油藏水平井流入动态的数值模拟

针对目前溶解气驱油藏水平井流入动态研究成果对高产和小井径井适用性较差这一问题,本文利用Eclipse油藏数值模拟软件中的多段井模型建立了模拟模型,该模型首次考虑了井筒变质量流对流入动态的影响,且井筒中两相流体的流动由漂移流动模型处理。通过模拟表明:沿井筒单位长度的入流量分布曲线是关于井筒中心的不对称U形分布,井筒压降不可忽略;水平井筒粗糙度越小,井段越长,井身轨迹越靠近中部,溶解气驱油藏水平井的产能越大。     

含硫气井井筒堵塞模型及计算软件

在含硫气藏的开采过程中,井筒堵塞是较为常见的现象。与普通气井不同,含硫气井的井筒堵塞有可能是水合物造成,也可能是硫沉积造成。本文在对含硫天然气进行物性修正及正确计算井筒压力、温度分布的基础上,建立了水合物生成条件的计算模型及硫沉积的计算模型。根据建立的模型,编写了计算程序,用以确定含硫气井井筒堵塞类型及具体位置。通过开发软件进行实例计算,其计算结果与实际相符,可作为优化生产参数、开展井下解堵作业的基础。     

蒸汽驱生产井井筒温度计算

为实现对蒸汽驱生产井井筒温度实时准确计算的目的,应用传热学和两相流理论,以它们为基础,用能量守恒作为依据,通过温度和压力对热物理参数的影响,并且着重考虑了蒸汽驱受效层对地层温度温梯度变化的影响,推导出蒸汽驱井井筒温度分布计算方程,建立了井筒温度场的数学模型。     

煤炭地下气化高温井筒温度场研究

基于井筒与地层的传热情况,根据能量守恒及井筒传热原理,考虑物性参数随温度和压力变化,建立了生产井井筒的温度场预测模型,形成了求解算法和数学仿真模型,研究了温度场的影响因素。结果表明:产出气各物性沿井深分布差异较大,在分析时有必要耦合考虑;随着日产量和井底温度增加,井筒各段的温度均上升,其中日产量在30×10⁴ m³/d时,井口的产出气温度最高(686℃),井底温度在1000℃时,井口温度为588℃;井底压力对温度场影响很小,在工程应用中可忽略不计;随着井深增加,井口温度下降。     

钻井过程中井筒温度分布影响建模研究

为掌握钻井过程中的井筒温度分布规律。建立了直井钻井过程中井筒和地层瞬态二维传热模型,研究了入口温度、钻井液导热系数和地温梯度对直井井筒温度分布的影响,实验结果表明,环空内钻井液和钻柱内钻井液温差最大在井筒温度等于地层温度处;入口温度影响井口附近井筒温度,但井深增加后地温影响更大;钻井液密度增加,井筒上部温差增大;钻井液导热系数增加,井筒上部环空内温度降低,下部升高。模型计算结果与现场温度数据吻合度高,最大相对误差仅为1.65%和0.79%,表明模型有效可靠,可为钻井作业提供指导。     

热采井井筒环形空间温度场分布研究

在稠油热采过程中,必然产生温度场在井筒内传递问题,了解温度场分布等情况对采油周期、出油量、出油质量、套管损坏具有十分重要的价值。以注蒸汽热采井过程中井筒内温度场分布情况作为主要研究内容,利用有限元分析软件ANSYS16.2建立了井筒环形空间温度场分布研究模型,对井筒环形空间进行温度场分析,分析出了不同油管材料下环形空间温度扩散情况。结果显示:油管导热系数对地层-水泥环-套管组合系统的温度有着明显的影响作用。     

高温高压井多级环空压力增量的改进算法

在海底高温高压井流体热膨胀导致的压力增加直接危及井的安全。传统的井身设计对于海底高温高压井不再安全,因此了解环空压力增量带来的危害并提供解决办法是很有必要的。考虑到不同环空的相互作用及压力改变,在多级套管中建立环空压力增量的计算模型,该模型扩展了现有模型的应用范围。由于热膨胀和压缩系数对温度的依赖性,采用温度增量改进的计算方法,来提高环空压力增加计算的精确度。研究结果表明,环空压力增量随温度范围和温度变化条件的不同而不同,并且高温域大于低温域环空压力增量值,依照传统设计环空压力增量引起套管负荷上升,甚至超过套管的额定负荷。研究方法应用于海底高温高压井,当环空压力升高时可以发现传统套管设计的潜在危害,并优化套管设计以应对问题,而且推荐了环空压力增量的缓解措施,确保海上高温高压井的完整性,本文研究提供了合理的计算途径和缓解压力升高的措施。     

地热井井筒径向热传导研究与计算

地热井井筒温度场研究对于地热资源的勘探开发具有重要意义,目前针对地热井特别是高温水热井井筒温度场的研究较少。本文分析了地热井的井身结构特点以及热传导机理;建立了地热井井筒的热传导方程,计算了地热井井筒的热传导系数;通过对各段井筒进行离散化处理,分析了地热井井筒流体流动的径向热损失。     

温度模型在川西生产测井解释及评价中的应用

温度测井可以在复杂井况下精确测量井筒温度分布,是油田开发中评价酸化、压裂施工效率的重要方法。川西气田在生产测井过程中,涡轮流量仪受滑脱水回流、砂卡及产量低等因素影响而失效,降低了资料解释的准确性。常规井温测井解释利用井内流体介质在不同环境下温度的变化规律,可对各层产能情况进行定性分析。本文通过分析井温测井解释模型的建立方法及井筒流体运动时温度的特殊变化规律,实现了利用井温测井资料对各层进行定量解释。并通过实例验证了解释模型的合理性。有效提高了川西地区生产测井资料利用率及准确性。     

井下电潜式往复泵举升系统的井筒温度场分布研究

井筒内温度分布情况对井下电潜式往复泵举升系统的设计和工作有着重要影响。本文根据传热学和能量守恒原理,建立了井下电潜式往复泵系统的井筒温度场模型。模型中考虑了不同井段的传热热阻情况和电机、电缆和泵的热量产生规律,较为准确的体现了井筒温度场的实际情况,为油田中井下电潜式往复泵举升系统的应用提供了依据。     

油井清蜡周期预测方法探讨

从分析井身结构出发,根据传热公式及能量守恒原理,推导出井筒油温的计算公式,并对影响结蜡的某些因素作定量分析,推导出建立在层流模型上的清蜡周期的定量计算方法,为现场确定油井的清蜡周期提供了一个定量的依据。     

温度-压力耦合计算井底积液高度方法研究

气井井底积液降低气井产能,实时准确地计算井底积液高度,对气井产能评价及采取合理排液采气措施具有重要作用。关井静态测量以及依靠油压、套压的变化规律分析井底积液高度具有较大局限性。本文在结合气液两相管流压力-温度耦合计算油管内流体温度分布的基础上,结合积液段油管流体温度分布,提出了利用井筒温度分布模型计算气井井底积液高度的新方法。该方法通过井口流体的实时测量温度结合井口压力、产气量、产液量、气藏温度以及井身结构数据,计算的井底积液高度具有实时性。该方法实用范围广,解决了低气液比,环空带有封隔器的气井井底积液高度计算难题。     

注蒸汽过程中井筒物性参数计算方法研究

注蒸汽开发稠油油藏过程中,随着蒸汽的注入,热蒸汽将与井筒、地层之间发生热量传递,使蒸汽的物性参数发生改变.应用热传递理论,根据井筒内能量守恒、动量守恒和质量守恒原理,建立了蒸汽注入过程中,蒸汽压力梯度、干度梯度和热量传递模型.采用迭代法对压力、温度、干度进行迭代求解,并应用编制的软件对胜利油田某井注入蒸汽的物性参数进行了计算.与现场实测结果对比,平均误差均不超过1.87％,准确度较高.     

海上高温高压气田小井眼钻井优化设计与应用

作为世界海上三大高温高压地区之一,我国南莺歌海盆地在开发中不仅面临着典型高温高压钻井技术难题[1],其开发井轨迹与井身结构还会受到来自平台数量与位置等因素的限制而必须采用大斜度、小井眼等方式进行设计,从而给该区域高温高压钻井带来更高的挑战。本文结合目标油气田实际情况,通过优选适合大斜度、水平井的水力参数计算及分析模型,针对目标井小井眼井段钻进过程中的主要水力参数进行了分析计算与优化,并对关键水力参数开展了敏感性分析工作。优化结果表明,目标井水力参数设计结果与实际作业值吻合良好,所优选的分析模型及方法具有较高的精度,对今后类似油气田钻井设计、提高作业安全与效率具有一定指导意义。     

稠油热采井筒隔热技术研究与应用

海26块是稠油热采区块,油田转热采吞吐试验初期,受井深、完井技术和井筒隔热工艺的影响,油井注汽过程中表现注汽压力高、蒸汽干度低、套管上涨等现象,造成蒸汽吞吐效果差。通过开展油藏参数和井身结构研究,分析油藏热采适用条件和井筒受热状况对非预应力套管完井产生的影响,优化注汽管柱和井筒隔热工艺,经过6年162井次的现场实践证明,深层稠油热采井筒隔技术在海26块应用是成功的,达到了保证注汽质量和提高热采吞吐效果的目的。     

论高温高压深井试油井下管柱力学分析及其应用研究

随着社会经济的发展,人类生存的需要以及油气勘探开发技术的不断进步,现今许多油田将勘探开发方向逐步转向更深岩层进行勘探,使得开发的井具有温度高和压力大的特点。在对这些高温高压深井进行试油时,需要考虑到井身结构、管柱组合、管柱载荷及高温高压等多因素的影响,同时还有温度及螺旋弯曲等效应对管柱受力和变形的影响,最终给出了井下管柱轴向受力、变形和应力计算等力学分析方法。