气井井下节流工艺的数值模拟

基于CFD理论并应用CFD软件建立了简化的全井段天然气井井下节流工艺的物理模型。考虑到地温梯度对井筒温度的作用,编写了关于温度梯度的UDF程序,对井下全井段流场与温度场进行了数值模拟。得到了井下气体温度、压强、流速关于井深的分布曲线并对节流处的参数变化进行分析。通过模拟发现,节流前后的温降较大,温度在节流口出口附近存在最小值。地热对节流后天然气起到了加温作用;模拟结果证实了井下节流工艺具有保温的特点,为合理确定节流嘴下入深度,使节流后天然气温度高于节流后压力下水合物生成温度,从而为预防水合物生成提供了一定的理论依据。     

射孔完井高产气井井筒压力温度预测

正确计算井筒温度是进行气井流压计算、水合物形成以及凝析液析出等气井生产动态分析的前提.对于射孔完井的气井,气体从储层流入井筒的过程中所产生的压降要大于裸眼完井时的压降.正确计算节流压降和温降,对计算射孔完井井筒中的压力温度具有重要作用.研究建立相应的模型,得到节流压降及温降、井筒压力及温度布分的计算方法.对一口射孔完井高产气井进行实例计算,得到节流压降、节流温降以及压力、温度沿井深的分布情况,并对射孔参数进行敏感性分析.     

井下节流气井的生产动态预测

以单井开采系统为研究对象,采用温度、压力解耦建模与数值耦合方式,以井口油压为控制条件,通过油嘴控制流量和下游温度,建立井下节流气井的井筒-气藏流动耦合的生产动态预测模型,利用试井解释结果或生产动态历史拟合,预测气井的生产流量、压力变化,同时描述生产过程中的井筒非线性温度剖面、压力剖面,从而全面掌握节流气井的生产动态,并可进一步扩展应用于多相流动和复杂井眼轨迹情况.     

苏里格气田井下节流技术现场应用

长庆苏里格气田具有低渗透、低产能的特点,在降压生产中井筒和地面节流过程有可能形成水合物,造成管道堵塞而给气井生产带来严重危害。为解决此类问题,研究了节流器对苏里格气井生产动态的影响。研究表明,安装了井下节流器的气井尽管早期产量不高,但生产压力相对变化不大,稳产时间长,生产效果较好。     

井下节流气井井底压力计算方法应用研究

准确预测井下节流气井井底压力,是预测气井产能、诊断井筒积液、制定合理排水采气制度的重要基础。通过引入滑脱因子K表征气液两相间滑脱效应,建立了气液两相嘴流压降模型,并将气液两相嘴流压降模型与优选出的No-Slip/H-B管流压降模型进行全井筒耦合,形成井下节流气井全井筒压力预测新方法,并开发出计算软件,可实时定量预测气井全井筒积液高度和井底流压值。评价结果表明,新方法预测井下节流气井井筒流压值与实测值较接近,平均误差为2.87%,满足工程计算精度要求,可以有效指导东胜气田气井积液诊断和动态排水采气分析工作。     

页岩气田井下节流技术应用试验

为了解决页岩气田天然气井存在的水合物冻堵、地面二次节流工艺复杂等问题,分析研究和改进传统的井下节流器的安装、调产流程。现场应用表明,设计的新型节流器适用于涪陵页岩气井及井下环境,能有效防治井下水合物形成及聚集,促进气井安全平稳生产;利用节流后的天然气能充分吸收地热特点,可以取消或减少页岩气出井口后的地面加热保温流程,实现节能环保。     

气井井下节流器压降模型的建立

井下节流器在天然气生产中有着重要作用,在气田尤其是苏里格气田有着大规模应用.节流器可以减少水合物生成,避免生产管线堵塞,降低井底压力激动,能有效提高气流携液能力并简化地面设备.与其他水合物预防方法相比,井下节流器成本较低,具有很好的经济效益.但同时也给生产带来一些不便,比如无法将压力计下到节流器以下,导致获得压力数据与实际井底流压相比存在节流压差,影响生产动态分析和试井解释的结果,导致解释结果有误差甚至错误,从而影响决策的正确性.以能量守恒为基础,假设气体通过节流器为等熵绝热过程,采用Peng-Robinson状态方程描述天然气节流的相平衡过程状态方程,结合其他经验公式建立井下节流器压降计算模型,并通过编程实现,化计算压差,经过实际案例验证,结果精确度较高.     

井下智能节流及智能节流器系统开发

井下智能工具是支撑智能完井和数字化天然气田发展的一种关键基础设备装置.针对天然气井井下智能节流工艺技术需要,构建了适用于远程控制的井下智能节流体系结构及节流器系统,阐述了井下智能节流控制的算法原理;详细论述了基于CAN总线技术的电机控制系统设计、基于CAD/CAE的机械系统结构设计、数字化井下温度压力采集与处理以及模块化分层软件设计等智能节流器系统设计的关键技术;最后对整个系统进行了试验运行和分析.结果表明,所研发的智能式井下节流器系统具有实时监测节流参数和远程控制节流的特点,能为井下智能节流工艺技术的实施提供设备支撑,对相关智能化井下工具的研发具有参考意义.     

基于锥阀的新型井下智能节流系统

针对国内天然气井下节流器节流直径单一,不能够适应井下多变的压力与温度,导致节流出口处压强不稳定的问题,设计出一种基于传统井下节流器与锥形节流阀的井下智能节流系统。系统主要是通过改变流体的通流面积来降低井下压力。该系统通过由光纤传感器、信号传输光缆、解调仪组成的井下温度、压力监测系统以及通讯接口,将采集的数据传输给井上工控机进行分析处理。工控机发出信号遥控驱动井下电机,实时调节节流阀开度,从而达到稳定产量与出口处压力的目的。通过ANSYS对井下节流流场特性进行仿真分析,分析结果表明该井下智能节流系统中节流结构是可行的,为节流系统的建立奠定了理论基础。     

天然气井下节流嘴前后压力温度分布的数值计算

针对天然气井安装井下节流装置以后很难测得节流嘴上游压力的情况,从空气动力学的原理出发,提出根据井口采集的数据,从节流嘴下游向上游计算其喉部和上游的压力温度综合值的数值计算方法。采用临界状态判别的新方法,即依据节流嘴出口处的马赫数的值,对节流嘴附近的流态进行判别,再分别计算节流嘴出口处,节流嘴喉部以及节流嘴上游的各参数。对宝1井进行了实例计算,计算结果表明:节流后压力温度骤降,经过激波面后压力温度急剧升高的变化情况。