海上电泵井关井井口压力预测方法

关井井口压力对合理选择井口设备及管线有重要的指导意义。由于海上油井的产液量较高,水击压力效应非常明显,文中首次从水击压力、关井压力恢复及电泵憋压3个方面综合考虑,主要探讨了生产油井紧急关井情况下井口压力在不同阶段随时间的变化趋势,讨论了不同阶段井口压力的计算方法,应用该方法进行实例计算,结果与实际数据吻合较好。     

高含硫气井关井后井口压力异常影响因素研究

高含硫气井关井后常呈现关井后井口压力上升和井口压力下降两种截然不同变化趋势。为了深入揭示高含硫气井关井后井口压力恢复异常变化的本质,通过建立开关井过程中气液两相非稳态变化模型,计算求解生产压差、水击压力、温度效应、重组分沉降和续流效应对气井关井后井口压力变化规律的影响。通过研究,揭示了高含硫气井关井后井口压力变化是受到多个因素的综合影响。关井后井口压力异常通常在小压差大产量气井发生,且井口压力异常在不同关井时期受到的影响因素略有不同。在关井初期,井口压力受到水击压力和重组分沉降的综合影响; 在关井中期,主要是重组分沉降影响; 在关井后期,则主要受到温度的影响。研究结论对于认识和指导高含硫气井实现井口测压代替井底测压开展动态监测工作提供了重要依据。     

高含硫钻井软关井水击压力的ADINA模型

高含硫地质环境下钻井溢流发生时，及时关井非常重要，但关井产生的水击压力，可能使防喷器超压，而且易在井内最薄弱的环节发生压漏地层事故。通过对ADINA有限元软件的分析模拟计算，提出钻井溢流发生时关井的水击压力可用ADINA有限元软件来进行计算，模拟计算结果表明：“软关井”时水击压力波动较大，井口接近完全关闭时，水击压力突然增大；水击压力由井口到井底逐渐减小，井越深，井底作用的水击压力就越小。“软关井”水击压力的ADINA模型为关井水击压力的计算提供了新方法。     

溢流关井时的水击压力及其影响因素

溢流关井的水击压力关系到能否关井，以及关井方式的选择。在对水击压力的基本计算方法进行讨论的基础上，推导出了直接水击压力计算式，分析了井口流速和水击波速对水击压力的影响规律。研究表明，水击压力随着水击波速、井口流速的增大而增大；“硬关井”、“软关井”、“半软关井”三种关井方式中，“硬关井”产生的水击压力最大，“软关井”最小；泡状流时的水击压力小于段塞流时的水击压力。这些认识对溢流关井水击压力的计算、溢流关井方式的选择等具有指导作用。     

抽油井间接测压方法

本文根据抽油井生产时油套环形空间流体分布规律,给出了抽油井井底流压和关井后井底静压的计算公式。在PVT矿场资料基础上,着重解决了抽油井井筒内含气油比重和油水混合液比重的计算方法,並对压力计算公式中各参数的确定方法逐一加以讨论,从而给出了抽油井不起泵通过井口测动液面或恢复液面计算流动压力和静压的方法。通过5个区11个层块的35口抽油井试验,不仅获得了满意的液面法压力恢复曲线,而且计算的流动压力和地层压力与压力计实测结果基本相符。     

油井地层压力计算方法研究

对于低渗透油藏,关井测压力恢复曲线求地层压力存在不出现径向流直线段的问题;利用生产动态资料求取地层压力存在采油指数逐渐变小的问题。针对现有文献的不足,分别提出了应用压力恢复资料、生产动态资料计算地层压力的方法。即对于压力恢复资料,提出了确定压力恢复公式系数的三点法,通过油井实际资料计算验证,理论模型和实测压力恢复数据拟合得很好,用该方法计算地层压力准确可靠;对于产量、流压等生产动态资料,建立了基于拟稳定流的地层压力计算方法,实例预测的地层压力和长关井测得的地层压力极为接近,说明了新方法的可行性。     

硬关井水击问题及减小水击措施的探讨

通过对各种关井方式优、缺点的比较,指出了解决硬关井时水击问题的工程意义。对于硬关井来说,水击造成的危害是不容忽视的,必须采取有效措施,从分析井内气、液、固三相流中水击波速入手,推导了水击压力波的传播速度计算公式,结合相应的控制方程对其进行了简要的分析以及实例计算。最后,在分析了各种减小水击压力的方法后,提出在井口加装储能式空气罐控制水击压力的尝试,而且对设有空气罐和未设空气罐的不同井口装置进行了水击压力的理论研究,计算表明,井口安装有空气罐时能够有效地控制水击,这一认识对现场钻井生产具有一定的指导意义。     

气井流动物质平衡方法综述

传统物质平衡方法需要连续间断性地关井测量地层压力,当关井时间不够时,需要压力恢复数据进行外推和校正,而关井测试会影响气井的正常生产。本文提到的流动物质平衡方法不需要关井,只需使用日产气量和井底流动压力数据,通过公式或者简单的反复预估的方法,即可将井底流动压力转化为平均储层压力,通过绘制流动视压力和累计产气量关系曲线,将通过流动视压力数据的直线平移于原始地层视压力,即可确定气井控制的原始地质储量。本文将该方法扩展到井口套压和变产量的情况,并提出气井流动物质平衡方法的一般性运用步骤。通过实例计算分析,此方法主要特点是可以实现不关井确定气井控制原始地质储量和初步评价气井视地层压力。     

高温高压气井关井期间井底压力计算方法

常规的井底压力预测方法认为,气井关井后压力恢复初期井口测压受到井筒储集效应影响,后期受温度降低引起的续流影响,并且在压力恢复期间井筒中不存在流体的流动。但是,新疆克拉2气田部分高温高压气井的实测结果表明,关井后测得的井口压力恢复曲线总体呈下降趋势,与常规方法所计算的压力曲线并不一致。对高温高压气井关井后的井筒温度特征、井筒续流特征和井筒流体参数变化特征进行了分析,认为,关井期间井口(底)压力同时受到井筒储集效应和温度变化的影响,并且在压力恢复过程中井筒内一直存在续流流动,需要进行流动气柱压力计算。为此,综合考虑井筒续流、井筒温度及井筒流体参数的变化特征,基于井筒压力恢复原理,建立了关井期间的井底压力计算模型,并对该模型进行了实例计算验证。实例验证表明,该模型计算出的压力恢复曲线正常,可用于产能试井解释。      

对不关井测算地层压力方法的认识

油井地层压力是油藏动态分析的重要参数,而用一般的不稳定试井方法求取,需要较长的关井时间,从而影响油井的产量。本文介绍了四种不关井测算油井地层压力的方法,结合大庆萨中油田10口井的实际验证,用四种方法求得的地层压力分别与实测压力比较分析,并通过对四种方法产生误差原因的分析,筛选出具有较高可靠程度,误差较小的流压恢复法作为不关井测取油井地层压力的主要方法。     

气井多相流水击数学模型的建立和求解

针对气井关井瞬间产生的水击现象,由于井筒多相流和高压、高温以及天然气的强可压缩性特征,用于水力学的常规水击压力模型难以适用。基于水力学水击理论,分析气井水击机理,根据质量守恒定律和牛顿第二定律,建立由运动方程和连续性方程组成的描述气井多相流水击压力的数学模型;根据该方程属于拟线性双曲偏微分方程的特点,结合气井压力测试和应用需要,建立了两类边界条件:一类适用于通过井底压力计算井口及沿井深的水击压力,另一类适用于通过井口压力计算井底及沿井深的水击压力;通过特征线法对水击压力数学模型有限差分离散求解。计算结果与实测压力对比结果表明,水击压力模型能够精确地反映水击压力的大小、水击周期和水击衰减规律,从而提高压力恢复试井早期段数据质量,改善试井曲线拟合效果,提高试井解释准确度。     

井喷关井水击压力计算及可靠性分析

钻井过程中,发生了溢流或井喷,应立即关井。关井过程中,防喷器需经受关井产生的水击压力作用。该文对井喷喷流为天然气、钻井液和气液两相混合物三种情况下的关井水击压力进行分析计算,并以此进行了关井可靠性分析。分析认为,仅在井喷喷流为钻井液且喷流速度较大时,关井方式应选择“软关井”,以降低关井水击压力,其他情况应选择“硬关井”,以减少地层流体侵入。     

低渗气藏溢流关井孔隙压力计算方法探讨

在钻井作业中发生溢流时，一般是通过关井求得地层孔隙压力，从而确定合理的压井钻井液密度，这种传统的方法对高渗透储层是可靠的，然而对于低渗透储层要获得准确的结果需要等待较长的时间，这样会影响压井作业时间。针对低渗透气藏压力恢复特征，应用渗流理论推导了一套适合于低渗气藏在溢流关井求取地层孔隙压力的计算模型，并提出了两种数据处理方法，即回归处理方法和作图法，既可满足计算机分析的需要，又可满足现场技术人员快速分析的需要。为了准确预测地层孔隙压力，建议应用录井仪记录关井数据。     

硬顶法井控技术研究

对于含硫油气井及钻头不在井底等情况下发生的溢流,不能采用常规压井方法压井,需采用硬顶压井法重新建立井内压力平衡,而建立硬顶法压井参数计算模型及分析硬顶法压井过程中井口套压的变化规律,有助于硬顶法压井成功实施。在分析适用硬顶法压井适应性的基础上,建立了硬顶法压井参数计算模型和井口套压计算方法,分析了井筒内气体体积和压井液排量对井口最大套压的影响。结果表明:储层渗透率大于30 mD、裸眼段长度较短和井口承压能力较高的情况适合使用硬顶法;井筒内气体含量越高,硬顶过程中井口套压越高;压井过程中压井液的排量越大,井筒内的摩阻越大,且气液两相进入储层所需要的压力越大。分析计算结果可为现场实施硬顶法压井提供理论支持。      

开关井不同程度应力敏感效应对井底压力动态的影响

依据渗流实验建立的应力敏感效应经验关系式,从渗流力学基本理论出发,建立了考虑渗透率应力敏感、井筒储存效应和表皮效应影响的均质气藏试井分析数学模型。应用摄动技术和拉普拉斯变换方法求解数学模型,据此研究应力敏感性气藏的渗流特征以及开关井不同程度应力敏感效应对井底压力动态的影响。研究表明,随着渗透率应力敏感效应的增大,压降压力导数曲线向上翘起的幅度增大,而压恢压力导数曲线则可能出现下掉。当升、降压对渗透率的应力敏感不可逆时,升压过程不能使渗透率完全复原,其压力恢复的程度则更低。     

起下钻过程中井喷压井液密度设计新方法

钻井起下钻过程中,操作不当容易导致溢流或井喷,而此时钻头不在井底,U形管原理不能描述此时的井眼状况。针对该种情况,基于气液两相流理论,通过分析钻头不在井底时溢流、关井和压井期间的井筒流体特性,建立了钻头不在井底的Y形管模型。利用Y形管的3个分支结构代表钻头不在井底工况下钻柱、环空和钻头以下井眼3部分,钻柱和环空部分的井筒压力特性可以用典型U形管原理分析,当分析关井和压井期间井底压力等压井参数时,应考虑钻头以下井段的流体特性,即Y形管结构下部分支的流体特性,据此,应用Y形管描述钻头不在井底工况下整个井筒的压力特性。基于该理论,给出了根据关井压力恢复曲线读取关井压力的时机,推导出了钻头以下井段的流体密度计算公式,并给出了压井液密度设计方法。实例计算表明,设计压井参数时,钻头以下井段的含气性对地层压力获取和压井液密度求取具有较大影响,因此,在设计压井参数时应首先分析其含气性。      

关井时机对页岩气井返排率和产能的影响

页岩气井压后返排率普遍较低,大量的压裂液永久赋存于储层中,对页岩气井的生产有可能造成不利影响。为此,以实际生产数据为基础,分析了页岩气井早期生产返排特征,并根据典型数据建立相应的数值模型,研究了不同时机关井持续时间、生产制度对页岩气井返排率和产能的影响。结果表明:①在返排前关井期间,极窄的相渗曲线共渗区急剧降低压裂液在储层中的渗吸运移速度,关井100 d后移动距离小于3 m,随着关井持续时间增加,压裂液返排率呈指数降低,开井的初始产气量先减小后增大,对长期产气量的影响则恰好相反,因此,并不能简单得出关井时间越长,越有利于生产的结论 ;②而在生产返排后关井期间,随着关井持续时间增加,返排率减小,开井的初始产气量增大,长期产气量则会减小,但相比之下,返排后关井效应弱于返排前;③对于生产制度而言,生产压差增大会掩盖应力敏感导致的渗透率降低效应,最终表现为累计产气量、累计产水量都增加,同时,高生产压差人工缝底部积液,而低压差含水饱和度则几乎为0。该研究成果为认识压裂液的滤失机理及其在储层中的赋存方式、确定页岩气多段压裂水平井的最佳关井时间与生产制度,提供了技术支撑。