水平井油气水三相流入动态研究

针对目前流入动态计算方法在计算水平井油气水三相流体产能时存在的问题，基于Petrobras关于垂直井油气水三相流入动态的研究思路，用修正的Cheng方法描述其中的油相流入动态，建立了水平井油气水三相流入动态的计算模型，并分析了水平井井筒变质量流动阻力对水平井流入动态计算的影响。研究结果表明，目前常用的Borisov方法、Giger方法、joshi方法、Renard方法以及Cheng方法在计算水平井油气水三相流入动态时存在较大误差，建议采用该模型计算水平井油气水三相的流入动态。     

一种预测水平井井筒温度剖面的新方法

通过解释分布式光纤温度传感器(DTS)实时测量的温度和压力数据可以实现井底流动情况的真实还原,水平井井筒温度预测模型是解释测试资料的基础。从油藏渗流规律和井筒流动机理出发,以流体物质平衡方程、动量守恒以及能量守恒为基础,以均质油藏中心的一口水平井为研究对象,建立耦合油藏和井筒模型的水平井热模型,随之迭代求解出特定条件下水平井井筒的温度和压力剖面,在模型求解的基础上分析了产油下水平井井筒温度的敏感性因素。研究结果表明:不同流量、不同渗透率以及不同类型流体对油藏温度分布均有明显影响。对于产单相油的水平井,井筒流入温度剖面与流量剖面以及表皮因子相关,产油量越大或者表皮因子越大,在近井带会引起更大的压力变化,由焦耳汤姆森效应作用进而使得井筒温度升高。     

热采水平井中多相流的热量和压力降落模拟

水平井的运用能够改善蒸汽驱热力采油的动态特征。在多数情况下，水平井中的流体由于高流速和热效应而处于紊流状态。井的状态是随着热水或蒸汽注入及热油产出过程而变化的。因此，准确的井筒压力和温度降落计算是模拟水平井热力采油过程的基础。为了计算水平井中压力和温度剖面，我们使用了多相流模型模拟注蒸汽和原油生产，从而计算出油藏的能量和动量转换。对于注蒸汽，Ｂｅｇｇｓ和Ｂｒｉｌｌ基于一个两相流体模型完成了有关水平     

底水油藏水平井水脊突破时间预测

应用井筒与油藏耦合作用下的水平井非稳态产能预测模型，考虑井筒流体摩阻、动量变化、井筒壁面流入的混合干扰等复杂因素，获得水平井的非均匀流率分布，由流率分布通过源汇迭加计算出水脊油水界面处的流体势梯度及移动速度，估计出沿水平井井筒的底水突破时间分布，该方法为底水油藏的水平井配产优化提供了有效方法。     

水平井筒压降计算理论与方法综述

水平井水平段不同于常规管道，根据不同的完井方法，油藏中的流体可沿井筒不同位置上的射孔孔眼进入井筒，这就出现了水平段内沿径向流体的流入和沿主流方向的流动这种复杂的流动方式。流体从油藏内沿着井筒长度方向各点流入井筒后，再从流入点处流向根端。要使水平井筒内的流体保持流动，水平井筒的趾端与跟端之间必然有一定的压力降。为了了解这一领域的研究进展，综述了有关水平井筒压降计算的理论与方法。     

宁东油田水平井延缓底水锥进的完井技术

宁东油田Y5油藏边底水发育,水平井在常规的完井生产管柱下开采时,水平段流体流动受变质量流等因素的影响,井底流压沿指端到跟端逐渐降低,在跟端处形成生产压差最大点,因此边底水就容易在跟端处形成锥进,影响水平井的开发效果。在分析水平井筒内流体流动特性的基础上,给出了水平井筒内流体的压降模型,并计算了不同完井管柱条件下水平井筒内的压降分布,计算结果表明,采用中新的完井管柱时,水平井筒内的压降变化幅度最小,最利于控制边底水的锥进。现场试验也证实,这种新型的完井管柱能有效控制边底水的锥进。     

用X射线CT扫描确定气水相对渗透率

用三相流体油／水和气／水来研究相对渗透率与润湿性的关系，用Ｘ射线计算机辅助层析（ＣＴ）扫描仪定量确定流体饱和度，在一些条件下，可以看到油，水和气的３Ｄ分布是不均匀的，并且取决于实验条件，研究结果表明，有关测量相对渗透率的一些传统想法可能存在误差，并指出应进一步研究。     

基于分布式光纤测温的致密油水平井产出剖面解释方法

针对致密油水平井产出剖面定量诊断技术难的问题，以致密油水平井温度剖面预测模型作为正演模型，并基于模拟退火(SA)算法建立了致密油水平井分布式光纤测温(DTS)数据反演模型，形成了一套基于DTS的致密油水平井产出剖面解释方法，实现对致密油水平井产出剖面和裂缝参数的定量反演解释。结果表明：致密油水平井温度剖面对各因素的敏感性程度由大到小依次为产液量、裂缝半长、渗透率、井筒综合传热系数、孔隙度、裂缝导流能力、储层岩石热导率，影响致密油水平井温度剖面的主控因素为裂缝半长和地层渗透率。采用建立的反演模型对1口油井3个不同生产阶段的实测DTS数据进行反演，产出剖面解释结果与商业软件解释结果平均符合率为87.39%,验证了致密油水平井产出剖面解释方法的可靠性。研究成果对致密油水平井产出剖面的定量解释具有重要指导意义。     

水平井变密度射孔技术研究

射孔是水平井完井的主要方式之一,由于流体在水平井筒内的流动为变质量流,在水平井筒内必然因流体的流动而引起压力损失,主要包括摩擦压力损失、加速压力损失以及混合压力损失。以渗流理论和流体力学相关知识为基础,考虑地层流体和井筒流体的相互耦合作用以及现场的实际需要,对水平井变密度射孔技术进行了研究,推导出以椭圆形泄油面积结合矩形泄油面积为基础的水平井变孔密射孔的油藏渗流模型、井壁入流模型及井筒压降模型,并分析了孔眼密度变化对水平井产量及井筒压降的影响。该研究为油田现场应用水平井变密度射孔完井提供了理论依据。     

基于序列二次规划算法的水平井射孔优化

射孔孔眼沿水平井井筒合理分布能提高其开发效果,达到稳油控水的目的。考虑钻井污染和射孔损害对油藏渗流的影响及摩擦损失和加速损失对水平井井筒内压降的影响,建立了油藏渗流和水平井井筒内流体流动耦合模型,扩展了Landman的油藏-井筒稳态渗流耦合模型。基于射孔位置分布对水平井产能和流入剖面的影响,建立了以孔眼位置分布为决策变量、沿井筒流入剖面为约束条件,水平井产量为目标函数的射孔水平井产能优化模型。采用序列二次规划算法对该优化模型进行了求解,得到射孔孔眼沿水平井井筒的最优分布。优化结果表明,射孔孔眼沿水平井井筒存在最佳分布:为得到最大产量,水平井跟部和趾部的射孔孔密较大,中部最小;要使沿井筒入流剖面均匀,射孔孔密沿跟部到趾部方向先增大后减小,约在井筒长度的3/4位置处取得最大值。      

气顶底水油藏水平井临界产量计算方法

气顶底水油藏水平井临界产量是衡量水平井井筒是否过早水锥和气锥的一个重要因素,准确计算其大小对气顶底水油藏开发至关重要。 基于水平井井筒周围气顶与底水锥进原理,考虑水平井井筒周围椭圆形等压面,并将该等压面等效为发展矩形族,利用椭圆渗流原理推导了气顶底水油藏水平井临界产量计算模型。通过实例计算与对比,本文模型计算结果与数值模拟方法临界产量计算结果相对误差为 9.08%,且油层厚度较大时,两者之间的误差更小,说明本文模型准确性较好,实用性较强。敏感性分析表明,随着水平井无因次井筒位置的增大,临界产量呈现先增大后减小的趋势,且由于气水物性差异,临界产量在无因次井筒位置为 0.4 时取得最大值。因此,在利用水平井开发气顶底水油藏的过程中,应优选水平井井筒位置以保持较大临界产量。     

富含凝析水、元素硫气井生产动态预测方法

在稳态条件下推导了考虑油、气、水三相流动区及油、气、水、硫四相相态变化影响的气井流入动态模型,建立了气井井筒动态预测模型、井筒携固模型、井筒携液模型.结合地层流入、井筒流出、井筒携液、井筒携固等模型.提出了更为综合、全面的气井生产动态预测方法,并进行了实例计算,结果表明,该方法能更好地进行考虑凝析水、元素硫多相流体复杂相态变化影响的气井生产系统敏感参数分析,指导该类气井实现最优化生产,具有理论和实际意义.     

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同常规的垂直井相对比，采用水平井开采能够大幅度增加油气井与油气藏的接触面积，改变油气藏中井筒附近区域的渗流方式，降低渗流阻力，进而可以利用较低的生产压差来实现更高的油气产量。因此对于稠油油气藏、大倾角多层油气藏、天然裂缝油气藏、薄油层油气藏、具有气顶或者底水的油气藏以及海上油气田的开采，水平井技术越来越受到人们的关注。在水平井开采中,井筒沿程有流体不断地流入，使得水平井筒中的流动成为一种沿流动方向质量流量逐渐增加的变质量流动。由于油气藏中复杂的地质条件以及水平井段的流动特点，还会出现油、气、水的多相流动，这就使得水平井段内的流动变得更加复杂。水平井筒变质量流动规律的研究是水平井产能预测、水平井水平段长度优选以及水平井完井设计优化等的基础。文章从物理模拟实验及数学模拟两个方面对水平井筒变质量流动规律的研究方法及原理分别进行了介绍，并阐述了该研究领域所取得的最新进展。     

一种新型底水油藏AICD控水原理与性能分析

底水油藏水平井开发过程中出现的底水脊进问题,缩短了底水油藏的无水采油期,严重影响了水平井产能优势的发挥,成为了制约水平井高效开发底水油藏的关键因素。目前我国的大部分底水油田都进入中高含水期,产油量递减加快,而传统的ICD控水工具仅适用于井筒见水前,对于见水后的油井无效。为此,针对目前我国油田水平井开采面临的技术难题和现实问题,研发出了一种新的控水工具——一种新型自动流入控制器,该工具无运动部件仅根据流体性质和流动路径区分流体,限制水的产出。借助CFD软件对新型AICD进行流场分析和敏感性分析,流场分析结果表明:水在新型AICD中流动产生的压降比油在新型AICD中流动产生的压降高,主要原因是水会在工具中高速旋转从而产生更高的压降,而油不会在工具中旋转。对流体的敏感性分析可知,流体流过新型AICD的压降主要是由流体的黏度和流速决定,流体的密度对压降影响很小。通过对新型AICD的控水能力进行分析表明:含水率越高流过控水阀的压降越大。     

水平井变孔密分段射孔井简压降计算模型

射孔是水平井完井的主要方武，由于流体在水平井筒内的流动为变质量流，在水平井筒内必然因流体的流动而引起压力损失，主要包括摩擦压力损失、加速压力损失以及混合压力损失。以渗流理论和流体力学相关知识为基础，考虑地层流体和井筒流体的相互耦合作用以及现场的实际需要，提出了变孔密分段射孔的概念，推导出了水平井变孔密分段射孔的井筒压降模型，并分析了孔眼密度变化对水平井井筒压降的影响，为水平井新型完井方式的井筒压降计算提供了理论依据。     

气藏水平井生产系统动态分析模型

对于水平井开发气藏，其生产系统由气藏内渗流和水平井井筒内流动两部分所组成。首先仿造采油指数的定义来定义压力平方形式下的采气指数，分别建立了气藏渗流及水平井筒流动的数学模型，该模型具有压力平方的形式，然后应用体积平衡原理将气藏内流动和井筒内流动联系起来，建立了产量耦合下生产系统分析模型，该模型实际上是水平气井的流入流出动态分析模型，分为层流、光滑管壁紊流、粗糙管壁紊流3种流态，推导出气藏水平井的产量随位置变化的关系式，并分析讨论了管壁相对粗糙度对气藏水平井产能的影响，在考虑水平井水平段内摩阻的情况下，实例分析了气藏水平井的流入流出动态关系。这为钻井工程、描述水平井流入流出动态、评价水平井产能、确定合理生产制度和管壁相对粗糙度对气藏水平井产能的影响提供了可靠的手段和方法。     

水平井简分层流型压降计算模型研究

井筒流动是一种沿井筒不断有流体流入的变质量流体流动，因此其压降计算有别于常规管流。在混合损失计算模型的基础上，应用动量守恒原理推导出了新的水平井筒气液两相分层流型压降计算模型。该模型较全面地考虑了井筒流动各方面的参数，将井筒压力损失划分为摩擦损失、加速损失、重力损失和混合损失等4部分，其中加速损失主要源于径向流入引起的加速损失，以及由于持液率的变化引起气、液流速变化而导致的加速损失。计算实例表明，水平井筒气液两相流动中的井筒压降均随着管壁入流量和轴向流量的增加而增大；入流角对井筒压降的影响主要表现为混合损失占井筒损失的比例随入流角的增加而增加；新的水平井筒压降模型与油藏渗流相耦合，可为水平井产能研究提供理论指导。     

水平井筒分层流型压降计算模型研究

井筒流动是一种沿井筒不断有流体流入的变质量流体流动 ,因此其压降计算有别于常规管流。在混合损失计算模型的基础上 ,应用动量守恒原理推导出了新的水平井筒气液两相分层流型压降计算模型。该模型较全面地考虑了井筒流动各方面的参数 ,将井筒压力损失划分为摩擦损失、加速损失、重力损失和混合损失等 4部分 ,其中加速损失主要源于径向流入引起的加速损失 ,以及由于持液率的变化引起气、液流速变化而导致的加速损失。计算实例表明 ,水平井筒气液两相流动中的井筒压降均随着管壁入流量和轴向流量的增加而增大 ;入流角对井筒压降的影响主要表现为混合损失占井筒损失的比例随入流角的增加而增加 ;新的水平井筒压降模型与油藏渗流相耦合 ,可为水平井产能研究提供理论指导。     

水平井分段控水完井试油技术

水平井可以增大井筒和油气层之间的接触面积,提供远大于直井的渗流通道,获得更高的产能。底水油藏开发面临的最大问题就是底水的锥进,塔河油田水平井开发已经进入中、高含水阶段,含水上升速度快,严重影响了水平井的开发效益。采用射孔优化技术改变水平井近井筒的流入特性,从而实现流入剖面均一的目的。重点阐述了射孔优化参数优选的原则,结合塔河油田水平井完井现场应用的情况分析,考虑水平井实钻轨迹、测井解释数据、钻井污染等,提出优化射孔方案。调流控水筛管完井主要依靠在高渗带或者井筒的跟端增加附加完井压差以减小生产压差,来平衡整个井筒的实际生产压差,达到控水和治水的目的。揭示了调流控水完井设计的关键技术,分析调流控水各种影响因素,总结塔河油田调流控水完井的应用情况。     

水平井均匀流入剖面下的射孔密度分布确定的新方法

水平井生产时,由于水平井段井筒流动摩阻的存在,使得水平井筒各处相对地层的压力差不相同,从而造成沿水平井筒供液能力的不同,通过改变水平井段上、下游射孔密度分布,调节总的流动阻力,降低因井筒流动摩阻所造成的水平井段中、底部采出程度偏低,改善产液剖面,实现油层均匀供液,提高水平井开发效果.文中将水平井射开井段划分为若干个小段,将多孔介质渗流压降和射孔孔眼附加压降进行迭加,根据达西沿程阻力公式导出了水平井不同射开井段处射孔密度分布递推公式.新方法应用表明靠近水平井段下游端处的射孔密度要低,靠近上游端处的射孔密度要大,这样才能保证流体均匀流入.