气井油管流动计算动能项的取舍

气井全油管段的总能耗由位能、动能和摩阻三项组成。采气井油管内单相或气水两相流动数学模型的建立，都以气井稳定流动方程作为基础。Ｋatz提出的建模的假设条件之一就是“动能忽略不计”，对纯气井而言，这对计算精确度影响不大。同时，也正因为有了这一假设，简化了微分方程，才使采气流压运算变为可能。但对含水、含油和油水皆含的复杂井流，这种假设就会带来较大的计算误差。为此，探讨了气井管流动能项的取舍对计算气井油管流压梯度的影响，建立了６种井流动能因子的表达式，并对主要敏感参数进行数据分析，对动能项的取舍作出了明确回答。针对复杂井流，在气井油管流压梯度计算公式中应该保留动能项，这样才能确保油管流压梯度计算的精度。     

含水气井油管流压梯度计算

在油管段的位能、动能和摩阻等三项能耗中，由于液相的出现，使得流压梯度计算中的动能项不能忽略不计。据此讨论了两个问题：如何应用气水两相流体力学中较为成熟的研究成果来计算含水气井油管井流的密度；如何建立包含动能项的含水气井油管流压梯度积分公式。提出了解决问题的思路，直接给出用于这两种气井计算井流密度、井流质量流量和井流雷诺数的公式，同时，为了强调动能项不可忽略，从算例入手，列出３种含水井流分别用忽略和考虑动能项的公式进行计算，其结果表明应考虑动能项的影响，这势必引起采气同行的思考。该方法和结果也适用于含水湿气井和含水凝析气井。     

凝析气井含动能项的油管流压梯度计算

对凝析气井同一井流状况，使用包含和忽略动能项的方程计算了油管流压梯度，并将两种计算结果进行对比，从中得到了一些启迪。在凝析气田的开发过程中，获得最高的液烃收率是其主要目的之一，地面回收液烃的各种流程与常规采气流程有很大差异，这就给地面录取资料带来极大困难，为此探索了如何在凝析气井中取全取准资料的方法，并对井流偏差系数进行求解，获得了凝析气井井流的准确信息。     

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克-依构造带高产气藏试井的流压上升现象，导致了克-依构造带超高压气藏测试(试井)资料不能被有效解释。自喷井定产量试井流压下降与非自喷井流压上升的试井理论已较成熟，对于自喷井定产量试井流压上升的试井分析理论还没有人进行研究，章研究了高压气井定产量试井导致流压上升的原因。根据渗流理论，建立了交表皮系数、高速非达西渗流、部分打开地层的数学模型；根据数值模拟理论，建立了差分方程；研制了数值模拟软件，用研制的数值模拟软件模拟了部分打开地层、高速非达西渗流、变表皮系数等因素的井底压力响应。在测试过程中地层损害程度在减轻，这是高压气井流压上升的主要原因，表皮系数降低得越多时，井底流压上升得越快。部分打开地层、高速非达西渗流单因素不能导致高压气井流压上升。这些认识对建立自喷井定产量试井流压上升的试井理论有重要意义。章建立的高压气井试井流压上升的数值模拟方法可用来解释高压气井试井流压上升的资料。     

计算气井油管摩阻系数的新方法

油管摩阻系数是气体稳定流动能量摩阻项的重要参数，精确赋值极为困难，这是几十年来尚未解决的问题，也是油管流压梯度计算精度远远不及油管静压梯度计算精度的主要原因。在井下复杂的条件下，数千米油管的摩阻系数会发生变化，故对井下油管提出“动态摩阻系数”的新概念，将工业气井当做二十世纪30年代Nikuradse在室内的摩阻系数测定装置，在气井上重现了当年Nikuradse工作状况，根据无因次气体稳定流动能量方程，推导出计算井下油管（垂管）摩阻系数的公式，并提出了数据拟合的步骤，最后以１口干气井为例进行了具体运算，取得了满意的结果。     

气井油管动态摩阻系数的确定

气井井下油管“动态摩阻系数”的提出改变了气井垂管（井下油管）流动计算的方式,弥补了以往气井井筒流动计算的瑕疵,提高了气井流压梯度计算的精度。在此基础上,首先介绍了计算所需的主要公式,其次针对气田常见的两种井下结构,推荐了两种计算气井井下油管动态摩阻系数的方法;最后用气井的实例进行了计算,并对输入参数、中间环节和计算结果作了进一步的说明。     

利用气井动态摩阻系数预测井口流出动态

气井井下油管动态摩阻系数计算方法的提出,提高了气井垂管流动压力计算的精度,对气井生产动态分析和预测起到了很好的推动作用。借助１口干气井的多点回压法试井资料,介绍了如何利用气井稳定试井资料,确定该气井此时此刻井下油管动态摩阻系数;利用产能方程给出产量和对应的井底压力,结合油管动态摩阻系数计算井口压力,建立该井准确的井口流出动态方程并编绘井口流出动态曲线;讨论了随着地层压力递减和井下油管动态摩阻系数变化规律,井口流出动态方程或井口流出动态曲线的变化规律。气井的多点回压法试井资料的利用,可以准确地预测气井井口流出动态,从而提高采收率。     

高含水气井井筒压力计算新方法探讨

从气体稳定流动能量方程出发，运用两相流知识，详细讨论了模型推导中涉及的气-水井流密度、气-水井流质量流量、气-水井流体积流速、气-水井流Moody摩阻系数的计算方法，给出了各参数采用我国法定计量单位的实用公式，最后将各参数计算公式代人气体稳定流动能量方程，得出适用于高气水比气井井筒压力计算的修正Cullender和Smith模型。文中同时给出一计算实例，对比了采用传统Cullender和Smith模型和文中提出的修正Cullender和Smith模型进行了气井井底流压和井筒流压分布计算，其结果良好。     

不关井确定低渗透气井地层压力的简易方法

针对低渗透气井测压力恢复曲线关井时间过长这一弊端，提出利用气井生产过程中的稳定井口流压，结合稳定产能方程确定其地层压力；对于无稳定产能方程的气井，基于系统试井原理，利用至少三个工作制度的稳定产量和井底流压，求解地层压力。计算实例表明，这两种方法简便、实用、结果可靠。     

非达西流动条件下有限导流垂直裂缝气井IPR曲线

IPR曲线能够简洁地反映井底流压和井产量之间的关系,是油气井生产系统优化重要依据之一.首先导出表观渗透率,然后通过求解气体拟稳态渗流方程得到包含非达西流动效应的有限导流垂直裂缝井IPR方程.已知裂缝参数、流体物性及地层参数情况下,通过所得到的方程可以计算出IPR方程曲线.研究结果可以直接应用于气井压裂优化设计和压裂气井的产能预测.     

低渗透气藏气井产能试井资料分析方法研究

低渗透气藏渗流机理不同于常规气藏，尤其是束缚水饱和度（S_wr＞30%）较高的低渗透气藏存在启动压力梯度，从而使测得的气井修正等时试井资料二项式产能分析曲线斜率为负值，无法分析应用。为此，文章基于低渗透气藏非达西低速不稳定渗流微分方程，推导出具有启动压力梯度的低渗透气藏气井稳定产能方程和不稳定产能方程，并提出低渗透气藏等时试井资料优化分析新方法，应用该方法不仅可以快速确定气井产能方程,评价气井产能，同时还能求出气藏的启动压力梯度、渗透率、表皮系数等物性参数。实例应用表明，所提出的产能试井分析新方法具有实用价值。     

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文章给出了气体稳定流动的压力、温度、流速及密度分布的常微分方程组，采用四阶龙格-库塔法直接数值求解，可以得到温度、压力、流速及气体密度随井深的变化情况。同时建立了管壁流体边界层中离子传质方程和腐蚀机理模型，采用中心向后有限差分方法求解，可以得到主要离子在流体边界层中的浓度分布和气井油管管壁的腐蚀速率。模拟研究结果表明, 正常生产过程中，高产气井的腐蚀部位主要集中在油管内壁的上部位置，因此高产气井油管防腐工作的重点应该放在降低中上部油管的腐蚀方面。高温高压气井油管的选择至关重要，油管内流速过高将带来冲蚀、腐蚀等严重问题，在井口部位油管漏或断将造成复杂的井下问题。应用本文的方法及求解程序，设计合理的油管直径，可防止或减轻由于腐蚀、冲蚀等对油管造成的严重后果，大大减少油气井的维护费用，从而取得良好的经济效益。     

非线性渗流复合气藏气井产能新方程分析

针对低渗透气藏的特征,推导建立了低渗透气藏气井产能预测模型,包括远井区考虑启动压力梯度和滑脱效应的气井产能方程,以及近井区考虑高速非达西效应的气井产能方程。研究结果表明:启动压力梯度和高速非达西效应使气井产能下降,启动压力梯度对气井产量的影响呈近似下降的趋势;增产措施和滑脱效应都使气井产能增加,滑脱效应对气井产量的影响呈近似上升的趋势,而增产措施中,某种意义上说明,相比增加缝宽,增加缝长更重要;在高流压阶段,启动压力梯度对气井产能的影响显著,而在低流压阶段,高速非达西效应和滑脱效应对气井产能的影响明显增强。     

凝析气新的产能方程研究

主要目的是推导描述凝析油气渗流的拟稳态解析式,以便在分析凝析气井产能时能正确反映凝析油的影响。凝析油的析出是凝析气藏衰竭过程中普遍存在的现象,此现象是凝析气与干气最本质的区别,但如何考虑凝析油的影响仍然是一个未曾得到圆满解决的难题。通常,在凝析气井产能与试井分析中几乎都把凝析油视为非流动相而直接应用干气渗流方程,但由于凝析油在近井区域因饱和度高会形成油气两相流,使得常规的分析方法一直受到质疑与批评。因此,极需发展一个新的精确的方法来表示孔隙介质中的凝析油气两相流。本文试图解决这一难题。本文在详细描述凝析油气渗流特性的基础上,建立了凝析气藏油气两相流的定解问题,从而求得了拟稳态形式的解析解,文中给出了推导解析解的详细过程。通过引入非达西流修正项,最后得到凝析油气两相流更完善的、新的综合产能方程。此外,还讨论了该方程参数(两相拟压力积分和两相非达西流系数积分)的计算方法及算例。算例表明,用干气二项式方程将过高地估计凝析气井产能,因而是不适合的。     

克拉2气田克拉203井产能分析与试井解释

克拉2气田在西气东输过程中担任重要角色,克拉203井是该气田内一口最具代表性的高产井。因此,对克拉203井作出正确的产能评价与试井解释具有特殊的意义。本文通过对气相垂直井筒压力研究,计算出井底折算压力。利用折算后的压力数据,给出了二项式产能方程和指数式产能方程,求得真实无阻流量。通过PPD导数分析,正确判断出压力出现异常的原因,并对克拉203井进行了不稳定试井解释,为正确认识该井地层特征和建立合理的工作制度提供了理论依据。     

一个新的低渗透气藏气井产能预测公式

低渗透气藏普遍具有低孔、低渗、高含水饱和度的特点，因而往往具有较高的启动压力梯度。目前，在进行低渗透气井产能预测时，多采用常规气藏的产能预测公式，启动压力梯度被忽略，导致预测结果与生产实际存在较大误差。通过大量文献的调研，确认低渗透气藏中启动压力梯度确实存在，并且已逐渐成为产能预测中一个不容忽视的重要影响因素。为此，文章基于对低渗透气藏渗流机理的分析和研究，利用Forchheimer由实验提出的描述气体渗流的压降二次方程，同时考虑启动压力梯度的影响，推导出了适合低渗透气藏的气井产能预测公式，并对其进行了实例计算分析，认为低渗透气藏产能预测中必须考虑启动压力梯度的影响，得到了进行产能预测时一些必要参数的获取方法。     

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在采气工艺中 ,利用井口压力计算井底压力及井筒压力分布是一项常用计算。进行这项计算的实用公式都是从气体稳定流动能量方程入手 ,经过一定的假设、简化推导而得的 ,其中的一项假设即是将总能耗之一的动能项忽略不计。然而 ,误差分析表明 ,此项假设仅适用于某些生产条件 ,如动能损失在总能耗中所占份额较小、测压仪表精度低等等。文章从气体稳定流动能量方程出发 ,首先推导并定义了动能因子 (C) ,即动能损失占总能量损失的分数 ,其大小主要取决于油管直径、流量和计算管段上的平均压力。然后利用推导出的动能因子的实用公式 ,结合川东地区情况 ,分别对 5 0 .8、6 3 .5、76 .2mm油管 ,利用实用公式计算了气井产量在 (10 6 0 )× 10 4 m3/d、井口流压在 2 30MPa范围内取不同值时动能因子的数值。根据计算结果 ,从工程观点出发 ,选取C <10 -3 作为一判别值 ,认为只要C <10 -3 ,则利用井口流压计算井底压力时动能项就可以忽略 ,否则应该予以考虑。最后文中给出了考虑动能项的井底压力计算实用公式。     

确定产水气井流入动态关系的新方法

当地层为单相气体渗流时,气井二项式产能方程系数A、B中的渗透率为地层渗透率;当地层为气水两相流动时,则系数A、B中的渗透率为气相渗透率。为确定产水气井的产能方程,基于气体地下稳态渗流理论建立的产能方程,在没有产能试井资料的情况下,提出了利用产水气井生产动态参数确定产水气井流入动态关系的新方法。该新方法主要包括：首先根据垂直管气水两相流压力计算方法,结合产水气井动态参数,确定对应的井底流压;进而利用初期不产水时的不稳定试井解释成果,结合目前的生产动态资料及压力资料,确定对应的气相渗透率;最后,根据确定的气相渗透率,结合产水气井气相二项式产能方程,确定产水气井流入动态关系。利用该新方法对产水气井进行了实例计算,分别获得了不产水及产水情况下的二项式产能方程。计算结果表明,气井产水使得二项式产能方程系数A、B变大,气井无阻流量大大降低。     

确定气井地层压力的简易方法

为及时得到气井当前地层压力,为气藏地质研究和评价、动态分析、储量计算等提供依据,基于气井系统试井原理和垂直管流动理论,提出了计算气井地层压力的简易方法.按照系统试井理论,至少改变3次工作制度,建立产能方程组,由此求得当前地层压力,得到稳定产能方程;根据气体垂直管流动法求得稳定井底流压,结合产能方程求得地层压力.实例计算表明,这两种方法简便易行,结果可靠.