气井携液临界流速公式的推导及影响因素分析

气井开始积液时,井筒内气体的最低流速称为气井携液临界流速,对应的流量称为气井携液临界流量.曳力系数是推导临界流速公式的重要参数,本文引用西南石油学院彭朝阳推导出的临界流速公式进行计算,经过实验验证,此公式更能较为准确地预测气井积液情况.根据所引用的临界流速公式,对某气井进行分析表明:在不改变气液的表面张力和天然气相对密度,并同时增大温度和压力的情况下,天然气的压缩系数及气体的密度会发生变化,随着温度和压力的增加,气体的临界流速增大,而临界流量随之减小.为了保证该气井能够连续携液生产,将井底的积液完全排出井口,气井在生产过程中的产气量应大于井口的临界流量.     

短期气液测裂缝导流能力影响因素分析

为了分析短期气液测导流能力影响因素,考虑时间、实验流速、闭合压力及流体相态因素,利用支撑剂导流能力室内实验来对比分析短期气液测导流能力差异。实验结果表明:液测导流能力随时间呈递减趋势并且很难在短时间内达到稳定状态,而气测导流能力随时间变化不明显且短时间就可以达到稳定状态;实验流速对导流能力产生一定影响且随流速增加导流能力有较小幅度的增加;闭合压力对导流能力影响较大,随着闭合压力增加气液测导流能力明显下降且气测导流能力下降速度明显强于液测。流体相态对导流能力的影响同样显著,闭合压力为10 MPa和80 MPa下气液测导流能力分别达到最大和最小值,10 MPa下气测导流能力是液测的2.67倍,80 MPa下为3.10倍。     

W井区致密砂岩储层速敏性伤害研究

对W井区某层位岩心进行室内速敏性实验研究,可以确定该井区该层位的临界流速,为其他敏感性实验和工作液评价实验提供合理的注入速度。研究结果表明,研究层位流速敏感性评价结果为弱速敏,影响储层敏感性最直接的因素是敏感性矿物的含量以及产状。     

井下油气分离器分气效率影响因素

井下油气分离器的分气效率是评价分离器的重要指标,而影响分气效率的因素有很多。为此,先从理论上对包括气液比和流体流速在内的6个因素如黏度、分离器直径等进行了分析,并根据井下油气分离器的分气原理,建立了研究影响分气效率因素的实验流程。实验主要针对气液比和流体流速这2个因素进行了研究,实验结果显示:气液比越大,分气效率越高;流体流速越大,分气效率越高。实验结果验证了理论分析的正确性。     

大斜度高液气比气井连续携液气流速预测方法

南堡油田天然气井液气比高,井型以定向井、大斜度井为主,现有携液液膜模型未充分考虑倾斜角的影响,导致临界携液气流速计算不精确。基于倾斜管环状流液膜厚度分布实验数据,提出了倾斜管底部液膜厚度与垂直管环状流液膜平均厚度之间的关系式,确定了垂直管液膜平均厚度以及界面摩擦因数的经验关系式,建立了大斜度高液气比气井临界携液气流速预测新模型。实验和生产数据表明,模型准确可靠,临界携液气流速平均误差?7.67%。该模型是对现有定向井携液理论的发展和完善,有助于提高气藏大斜度井的管柱设计水平、气井配产水平以及气井投产后的积液诊断能力。     

用格雷斯图版确定气井中液滴形状的一点看法

王毅忠根据格雷斯的研究结果,认为被高速气流携带的液滴呈球帽形,并按照类似李闽推导扁平形液滴临界流速的方法导出了一个新的气井携液的临界流速和流量计算公式。这些公式计算出的临界流速和流量只是李闽临界流速和流量的71.6%,在没有与现场实际数据进行比较的情况下,将导出的临界流速和临界流量计算公式上浮了25%。通过对格雷斯图版的研究发现,气泡在液体中上升时才会出现球帽形,而在连续相为气体中运动的液滴并不适用。因此,按球帽形假设推导出的临界携液流速和流量计算公式缺乏理论依据。     

沙特B区块致密砂岩氮气速敏实验评价新方法

沙特B区块主要目的层为SARAH组,储层孔隙度低于8%,原地应力条件储层渗透率低于0.1×10-3μm,属于典型的致密砂岩气层.在开发中发现有严重的储层损害问题.因此,有必要对储层进行敏感性实验评价研究.由于气层致密、孔喉细小,在设计敏感性实验时以气测渗透率为中心进行,实验方法以氮气为驱替流体,利用气体质量流量计测量气体的流速.敏感性实验研究结果表明,该储层存在中等偏弱速敏,气体速敏的测定为后续以气测渗透率为中心的流体敏感性实验评价打下了基础.     

考虑滑脱的气液两相嘴流新模型

正确预测油嘴允许气液混合物通过的能力是开展油气井井下或地面节流工艺设计的基础,气液两相嘴流模型在采油气工艺中有广泛的应用。通过引入等效动量比容、等效动能速度概念,根据动量守恒原理建立了一个新的考虑气液间滑脱的气液两相嘴流质量流速预测模型,并进行了数值求解。与其他4个模型相比,新模型计算简单且方便。利用公开发表的亚临界流和临界流实验数据对新建模型和其他4个常用两相嘴流模型计算结果进行了比较。新建模型对质量流速预测能力的平均误差为1.37%,平均绝对误差为6.37%,标准差为5.79%;新模型对嘴前压力预测能力的平均误差为2.78%,平均绝对误差为8.43%,标准差为4.10%;明显优于Sachdeva、Perkins、Ashford & Pierce、Al-safran等模型。气液两相滑脱因子计算方法影响模型的准确性,为此对比分析了9个气液两相滑脱因子计算方法,发现本模型结合Chisholm的滑脱因子计算方法的预测结果最接近实验测试结果。同时以某产水气井为例开展了井下节流工艺嘴径计算,新模型设计的嘴径完成的配产率为96.5%。     

煤层气测速敏实验新方法探索

煤层气藏保护研究需要进行储层速度敏感性评价实验,但目前尚无该实验的标准方案。常规方法是效仿石油行业标准,由于煤层气藏本身的特殊性,需改进实验方案提出适合煤层的标准。基于油气行标提出了新的煤层气测试实验方法,并与常规方法进行了对比,实验结果表明煤层具有弱速敏或无速敏。     

采气井超声波雾化排液原理探讨

提出了气井排液的一条新思路,即利用超声波雾化原理结合采气工艺中的临界流速理论,推导出一个新的声波振动频率与临界流速的关系式,从而建立起实用的确定超声波换能器声振动频率范围的图版,验证了超声雾化应用于气井排液的可行性,为设计专门应用于气井排液的超声雾化器奠定了理论基础。     

基于等温吸附曲线的煤储层产气潜力定量评价——以黔北地区长岗矿区为例

含气饱和度、临储比等指标在用于煤层气选区选层评价时,未考虑煤层气解吸能力以及解吸过程中储层压力对气体解吸的影响,因而难以全面反映煤储层的产气潜力。为此,以煤样等温吸附实验为基础,提取临储压差、临废压差、有效解吸量、解吸效率等指标,建立了煤层气产出潜力的定量评价方法,并基于黔北地区长岗矿区煤层气井排采历史进行了分析验证。研究结果表明:(1)长岗矿区7号煤层的临储压差为2.35 MPa,0.2~1.0 MPa废弃压力下的临废压差介于2.06~2.86 MPa,煤层气有效解吸量介于9.32~18.9m3/t,具备较高的产气潜力;(2)研究区煤层气解吸过程只经历敏感解吸阶段,解吸效率高,煤层吸附时间短,见气后短时间内可获得较高产的气流;(3) FX2井煤层气产出潜力定量评价及排采历史验证了该区的煤储层具有煤层气开发产气潜力。结论认为:(1)研究区煤层气井排采初期应缓慢排采,尽可能减小降压速度、扩大降压漏斗波及范围和有效解吸半径;(2)优选相对高渗区及开展高质量的压裂,以扩大有效渗流半径,充分释放煤层气产能。     

致密性气藏储层损害实验方法探讨与评价

致密性气藏具有低孔低渗、高含水饱和度、高应力敏感性和黏土矿物发育等特点,气体渗透率一般小于0.001mD,这使得气藏损害具有不同于油藏损害的特殊性。目前国内外尚未形成统一的针对致密性气藏储层损害评价方法,而常规储层敏感性评价方法采用液相为驱替介质,在评价致密储层时出现测试时间长、实验误差大、易发生应力敏感的局限。因此,通过对致密性气藏储层损害方法研究,制定了一套“致密性气藏储层损害评价方法,评价了BZ19-25区块储层岩心敏感性损害,并采用行业标准方法对其敏感性损害进行复测,结果表明新方法测试结果与行业标准方法测试结果一致,说明新研究的方法具有可靠性,适合致密性气藏储层损害评价。      

气层岩石流速敏感性评价实验的新方法

气体通过气层岩石流动的流速敏感性评价实验结果是确定气藏合理采气速度的重要依据。目前的气层岩石流速敏感性的评价方法均没有考虑气体通过岩石的滑动效应对渗透率的影响。为此根据气体通过岩石孔道中的流动特性,提出了气体通过岩石流动的流速敏感性的理论,介绍了气层岩石流速敏感性评价实验的新方法,包括气层岩石流速敏感性评价实验的步骤以及临界流速和速敏损害程度的确定。该新方法考虑了气体通过岩石的滑动效应对渗透率的影响,利用气体在不同流速下流过岩石的渗透率的变化来直接评价岩石的流速敏感性,这避免了目前的气层岩石流速敏感性的评价方法的不足。选取平湖地区某凝析气藏的岩样进行流速敏感性的评价,其实验结果表明新方法是可行的。     

沁南地区高煤阶煤储层水敏效应及其控制因素

在煤层气开发过程中,工作液与煤储层不匹配时会造成水敏效应,导致煤储层渗透率降低,影响煤层气井产能。对煤储层进行水敏效应评价并探讨其主控因素,对提高煤层气开发效率具有重要意义。沁南地区高煤阶煤储层具有低孔低渗透特征,常规水敏实验方法已不适用,因此研究提出了煤储层水敏评价的新方法,采用气测渗透率取代传统的水测渗透率来表征煤岩水敏损害程度,并对沁南地区典型煤岩样品进行了测试。结果表明:沁南地区煤储层水敏损害率介于弱敏感到中等偏强之间,且以弱敏感为主;制约水敏效应的因素有煤储层渗透率、粘土矿物含量和粘土矿物赋存方式;煤储层渗透率越低,粘土矿物含量越高,水敏损害率越大。煤储层中粘土矿物的赋存方式有2种:煤岩裂隙填充与煤岩基质中植物细胞腔填充,且粘土矿物填充于煤岩裂隙的水敏损害程度高于填充于煤岩基质的水敏损害程度。     

一种煤岩储层保护装置的研制与应用

煤岩储层大的比表面积、较强的应力敏感和吸附能力导致其更易受到伤害,进而影响煤层气采收率。为减少修井过程对煤岩储层造成的伤害,设计了煤层气井用煤岩储层保护装置。该装置主要由单流阀、中心管、弹簧和弹簧外管组成,单流阀控制地层液向井筒单向流动,中心管、弹簧和弹簧外管相互配合,修井时可以利用压差的增大关闭井筒内井液流道,实现隔绝储层的目的。前期在3 口井进行了试用,作业后产气均恢复至原有水平,产气恢复时间缩短为原来的15%,说明该装置能有效隔绝储层,实现保护储层的目的,为煤层气井修井过程中的煤岩储层保护提供了新的方法和思路。     

煤层气藏缝网压裂直井生产动态规律

体积压裂技术在煤层气藏开发中已得到广泛应用,针对体积压裂形成的裂缝网络(SRV),矩形边界复合模型相比于传统的径向复合模型能够更加准确合理地描述流体的渗流规律。解析或半解析函数方法无法对考虑SRV的矩形复合模型进行求解,而应用线性流模型对其求解则又会产生较大的误差。为此,利用双重介质模型对煤层气藏体积压裂区进行描述,综合考虑煤层气的吸附与解吸、扩散、渗流等多重运移机制,建立了基于非稳态扩散的煤层气藏矩形复合压裂井试井模型。结合Laplace变换、Stehfest数值反演以及计算机编程技术,采用边界元方法对模型进行求解,得到了煤层气藏生产动态变化的规律。对试井典型曲线进行了流动阶段划分,并分析了气藏边界尺寸、体积压裂区渗透率、吸附气含量、储层渗透率以及SRV尺寸等参数对生产动态规律变化的影响,实现了对体积压裂改造后的煤层气藏更为准确合理的描述。该项研究成果为深入认识煤层气运移规律和高效合理评价及开发煤层气藏提供了理论依据。     

涪陵页岩气储层产气性评价方法

为了准确评价页岩气储层的产气性,基于涪陵页岩气产气测试资料分析,优选出影响页岩气储层产气性的关键参数,将其分为页岩气产气影响因子GPF和储层评价指数LEI两类,建立了以评价参数赋分标准为约束条件的页岩气储层GPF-LEI产气性评价方法。涪陵页岩气田的应用结果表明:页岩气储层产气性评价类别越好,测试的无阻流量越高;利用该方法预测的页岩气储层无阻流量与实际测试结果基本吻合,相对误差为15.5%。研究表明,利用该方法评价的页岩气储层产气性类别与无阻流量具有较好的相关性,为评价页岩气储层产气性提供了一种新方法。      

考虑煤粉堵塞影响的煤储层渗透率模型及其应用

为了准确预测煤层气井生产动态、制订合理的排采制度,建立了考虑煤粉堵塞影响的煤储层渗透率模型,然后基于该模型对保德区块、沁水盆地、柳林区块、韩城区块、黄陇煤田共15组煤样的室内煤样速敏实验数据进行了拟合,求得各煤样的渗透率模型;在此基础上,将建立的煤储层渗透率模型引入到前期编制的煤层气井动态分析软件中,并进行了2口煤层气井的生产历史拟合;以其中一口煤层气井(W1井)的拟合参数为基准,研究了煤粉堵塞参数对煤储层渗透率及煤层气井生产动态的影响。研究结果表明:①所建立的考虑煤粉堵塞影响的煤储层渗透率模型能够定量化描述煤储层渗透率随流体流速的变化,同时该模型可以被嵌入到煤层气数值模拟软件或煤层气井动态分析软件中,应用范围广;②保德区块煤储层渗透率受煤粉堵塞的影响相对较小,而煤粉堵塞对于沁水盆地、黄陇煤田煤储层渗透率的影响不可忽视;③理论最大渗透率损害率(D_(max))和渗透率损害率指数(n)越大,煤粉临界堵塞流速(v_(cr2))和0.5D_(max)对应的相对流速(v_(0.5))越小,煤粉堵塞对煤储层渗透率的影响越显著;④为减小煤粉堵塞对煤层气井产能的不利影响,在排采过程中尤其是产气初期,要适当减小生产压差,以避免对煤储层渗透率造成恶性伤害。     

可动水对储层应力敏感性影响的实验研究

针对存在可动水条件下气水两相渗流测定时压力难以达到稳态、测试周期长的问题,提出了一种高温高压气水两相渗流条件下应力敏感性实验评价方法,通过引入电容法液体计量计控制岩心含水饱和度、蠕动泵调节气水循环流动获取应力敏感性数据,进而分析可动水对储层应力敏感性的影响,摆脱了单一调整入口端气水比例和回压阀联合控制的测试局限,丰富了...     

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为了解决低渗透油气藏开发中投入与产出的矛盾,满足油气田开发过程中合理开采速度和稳产期的要求,取得最大的经济开发效果,区块整体改造技术在各油气田得到了越来越广泛的应用,文章综合运用油藏工程方法,数值模拟理论,渗流力学理论,采油工程,数值计算方法等理论知识,结合采油工程的实际情况,从区块整体改造的角度出发,全面考虑低渗致密气藏低速非达西型渗流和人工压裂裂缝中高速非达西型渗流的影响,首次提出了一个新型的较完善的低渗致密气藏整体压裂模拟数学模型,并推导出数值模拟,编制了低渗致密气藏整体压裂模拟软件,为低渗致密气藏整体压裂改造方案的编制提供了强有力的工具。