井底存在液体时气井的工作状态

气井和凝析气井到了生产后期，水和凝析气往往一起从地层进入井身。地层能量足够大时。气体在井简内能维持较高的运动速度，并且天然气可将液体从气举管中带出来、随着给层压力下降，气体的运动速度逐渐减小，液体在井简内下沉并集聚在井底。当井底存在液塞时。对生产井的工作产生不利的影响。这是不仅由于增加了气体沿气举管运动的液流阻力。而且在井下额外产生对地层的反压力并减小压差。后一种情况将导致油井一地层全部系统工个状态发生变化，并使气井工作状态产生波动。在乌克兰的河尔秋赫夫气田，凝析气井的生产特点，就是这种情况的典型例子。     

气举排液优化设计

气举是一种有效的排液方式,可以快速彻底地排出井筒积液和井底附近地层的液体。研究了气举排液的设计方法,在此基础上绘制了反映排液量、注气量、排液深度以及井底流压之间关系的图版。根据气举排液的特点,该图版对于同一层位(深度、地层压力梯度和温度梯度相似)的油气井是可以通用的。在确立合理流压的情况下,根据该图版进行气举排液设计,可以大大提高设计效率。实例证明该方法是有效可行的。     

柱塞增强腔室气举技术

柱塞增强腔室气举技术是一种新的气举技术，它通过在腔室气举中增加一个间歇运动的柱塞来增强气举和柱塞举升的能力，提高举升液体的效率。在间歇气举中，它可有效地减少液体的回流量。柱塞举升是在柱塞上方的液体段塞和柱塞下方的能源之间形成一个固体界面，在柱塞上升过程中，可有效地清除油管上的附着物，采用一种同轴机械设计，将井下油管与采油层段隔开。柱塞增强腔室气举技术在现场试验表明，对增产与产量下降的地层均具有明显的效果，对煤层气的开采更具有吸引力。该技术带来的效益主要是：(1)通过高效率地驱替井底产生的液体，可以使产生的油气流最大化；(2)以人工方式创建了频繁循环所需的压力以及从井底排水的最大化；(3)将液体从井中除去的同时还将它们分散在较大截面的区域内，使排水压力最小；(4)套管、油管环空内的连续生产减缓了压力波动，并对地层的压力波动有明显的改善作用。     

三种排水采气新工艺实用性探讨

国内外气藏大多属于封闭性的弹性水驱气藏,在开发过程中都不同程度地存在地层出水,产出水若不能及时排出会使得气井产量降低,严重时还会对地层造成极大的污染和伤害,快速有效地排液复产是保持气井产能、高效开发气田的关键．近年来石油工作者通过科研攻关已开发出一系列新的排水采气工艺,如气体加速泵技术、单管球塞连续气举工艺、分体式柱塞气举等。综述并比较上述新工艺的原理、应用现状、优缺点,根据开发实例进行了探讨,得出了规律性认识,即气体加速泵适合用于具有一定自喷能力的产水气井。在气举排水井实施气体加速泵排水后,能明显降低注气压力和注气量及提高气举排水效率;单管球塞连续气举工艺显著降低了气举过程中的液相滑脱损失和井底流动压力,增大了气井生产压差并提高了气井产量;分体式柱塞气举工艺技术的最大优势是节省了普通柱塞气举所需的关井时间,可以连续作业。通过对比,为排水采气工作指明了新的发展方向     

克拉美丽气田水淹气井气举硬举动态模拟

气举因其适应性强,工艺灵活,广泛用于产水气井排液采气或水淹气井复产,但其卸载过程较为复杂,其卸载方式或工艺参数多凭经验确定,尤其对于气举硬举工艺。为此,基于动量守恒和质量守恒建立了气举硬举卸载过程数学模型,并利用有限差分方法对模型进行了求解。以克拉美丽气田水淹井DX180X井为例,采用气举硬举方式,考虑氮气气举和天然气气举,分别采用正、反举方式进行卸载动态模拟,分析了影响卸载的各因素,如注氮气或天然气,正、反举方式等,模拟了卸载过程中井口压力、井底压力等随时间的变化情况。为降低启动压力及减少井筒液体回流时间或回流量,推荐采用注氮气正举方式卸载,对于深井、地层压力较高或需连续油管气举硬举的水淹井尤为适用。通过实例模拟与分析为气举硬举的可行性研究、工艺设计及压缩机选择等提供了参考。     

数值模拟法研究压力敏感地层井底压力响应特征

建立了考虑压力敏感地层测试数学模型与数值模型,模拟和分析了不同压力敏感程度地层测试井底压力响应特征。对于开井流动期而言,在产量相同的条件下,压力敏感系数愈大,井底流动压力愈小。对于关井恢复期而言,压力敏感地层的井底压力响应具有地层渗透率逐渐变好或地层厚度逐渐变厚的井底压力响应特征,压力敏感系数愈大,双对数图上开口就大。     

应用气举洗井工艺解除近井地层污染的方法

目前油田欠注井较多，由于酸化、压裂等增注措施每年工作量相对较少，不能满足不断出现欠注井的需要。而正常洗井效果不好，达不到解除油层污染的目的，从而导致欠注井不能及时得到治理，使油田开发效果逐渐变差，为缓解这一矛盾，根据井底压差与洗井质量的关系，利用气举方式，增大地层向井底流动的压差，使污染地层的脏物在较高压差下从地层中清洗出来。通过试验，确定了气举洗井的施工步骤及适应条件，为增注又提供一种有效的措施。试验表明，气举洗井工艺简单，操作方便，对封隔器没有影响，不会造成对地层的污染和二次伤害，施工费用较低，恢复注水效果明显、有效期长。     

低渗透均质油藏不稳定渗流压力计算

针对低渗透均质油藏存在低速非达西渗流的问题,建立了考虑启动压力梯度影响的低速非达西渗流均质油藏有效井径数学模型,获得了地层压力和井底压力计算公式,绘制了低速非达西渗流均质油藏瞬时井底压力和地层压力曲线,讨论了启动压力梯度、生产时间、渗透率等参数对井底压力和地层压力曲线的影响.研究表明,由于启动压力梯度的影响,在无限作用径向渗流阶段,压力导数曲线不再出现水平的径向流直线段,而是逐渐上翘,该特征区别于一般的均质油藏压力动态曲线.由于生产时间和启动压力梯度的影响,低渗透油藏中油井正常生产时井底压力和地层压力均消耗较大,导致井底压力和地层压力均较低,压力传播速度较慢.     

气举设计适应性评价新方法——气举工况诊断节点分析法

在气举装置投入生产前,分析连续气举设计装置对目标油井含水率、气油比、地层压力、产液指数、注气压力和注气量等重要参数的适应范围,评估出气举设计的适应性,进而优化或优选出最佳的气举设计方案是非常必要的。将气举工况诊断与节点分析进行有机结合,分析气举设计对目标油井各重要参数的适应范围,进而制作出不同的含水率、气油比条件下气举地层压力、产液指数适应性图版,得到了气举设计适应性评价新方法。实例分析表明,新方法制作气举设计适应性图版与现场测试判断结果较吻合,可以评价气举设计方案在油井生产中的适应性。     

利用回压试井资料确定气井生产期间井底流动压力的方法

介绍了一种气井生产期间不进行井下测压即可确定井底流动压力和地层压力的新方法。通过对大量的气井回压试井测试资料的统计分析发现,每口气井一旦确定了生产管柱,井口压力即与井底流动压力存在某种特定的关系。通过这种关系,建立每口井生产期间井底流动压力与垂直管压力损失之间的函数关系,即可根据井口压力实时获取井底流动压力,并根据产能公式计算地层压力。该方法无需测压即可确定井底流压和地层压力,操作非常简单,无需额外的测压成本并可随时掌握井底流动压力,及时提供给气藏管理部门确保气藏合理开发,以获取最大的经济效益。     

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不稳定IPR曲线是指不同的时间下井底压力与流量的关系曲线。章从气体基本方程入手，采用气体标准压力的概念，得到气体渗流的无量纲方程及其定解条件。对无量纲方程及其定解条件进行Laplace交换得到考虑湍流因子的Laplace空间上的无量纲气井产量表达式，使用Laplace反变换技术得到不同时间下实空间上井底压力与气井产量的数值解。如果不断改变时间就可以得到不同时间气井产量与井底压力的关系曲线。对于定压边界，当时间趋向于无穷大时，气井产量与井底压力关系曲线即是我们常用的IPR曲线(不妨称为常规IPR曲线或稳定IPR曲线)。很明显常规IPR曲线仅是不稳定IPR曲线的一个特例。章最后使用一个具体气井实例分析了IPR曲线的作用，从IPR曲线上也可以得出定井底流压条件下的气体产量变化关系及定产量条件下的气井井底压力变化关系。     

利用生产动态资料确定气井产能方程新方法

利用生产动态资料确定气井产能方程主要包括2个方面内容：一是利用气井井口油压及相关参数,确定对应的井底流压;二是在井底流压确定的基础之上,确定储层的地层压力及气井产能方程。根据垂直管流中流体的质量守恒与动量守恒原理确定井底流压;而依据不关井试井理论确定地层压力。利用气井实际的生产动态资料,在井底流压与地层压力确定的基础之上,即可确定气井的产能方程。通过实例分析,验证了该方法的可行性及可靠性。     

气基流体钻井气液流量组合设计新方法及应用

欠平衡钻进时井底压力较高,会引起储层的伤害,而接单根时井底压力较低,将引起井眼的破坏,而井底压力可由气体和液体流量组合来控制。为了使欠平衡钻井中储层伤害和井眼失稳之间的矛盾最小化,给出了一套在给定地质、钻井条件下进行充气欠平衡钻井气液流量组合设计新方法,该方法利用欠平衡钻井井筒4相流体动力学模型,将已确定的井底压力安全窗口转换为地面气液体注入流量的安全窗口。此流量安全窗口中,地层孔隙压力限制了窗口曲线的上界,井眼坍塌压力为窗口曲线的下界,并由钻井液的携岩能力和井壁冲蚀曲线封闭而成。此设计方法采用电子表格软件绘制气液流量安全窗口,可直观地选择最优流量组合。使用该设计方法对新疆石南油田SN4003井的充氮气欠平衡钻井进行优化设计,并与钻井实效对比评价,证明了该方法较为可靠、实用。     

井下压力温度测试工具的开发应用

由于深层勘探钻井中井底压力温度的不确定性，以及井内油、气、水和岩屑等多相流的复杂特性，很难在井底保持某一确定的压力范围，经常出现各种复杂的钻井工程事故。另外，常规的MWD或LWD在多相流条件下难以测量井内压力，虽然国外开发的电磁随钻测量系统(EMWD)可以解决问题，但成本很高。介绍了一种用以测量深层气探井井底压力、温度的新型测试系统，起钻后对测试数据进行分析处理，能够解决井底压力控制问题。大庆油田应用该系统为深层钻井完井设计施工提供了准确的井下数据，同时建立了一种新的随钻气层解释方法。该系统结构简单，成本低，应用该系统完成了达深2井和徐深6井深层气探井的钻井作业，在徐深6井完井压裂后获得工业气流，取得较好的勘探效果。     

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欠平衡钻井是开发低压低渗透储层和枯竭油气藏非常有效的钻井技术。它不但可将地层损害减小到最低程度，而且在钻井过程中有机会对储层进行评价和描述，在钻遇复杂地层中可防止漏失和地层压差卡钻，并能大幅度提高钻速。欠平衡钻井循环系统是一个多相流体流动的非稳定压力系统，它受注入流体气液比，储层流体二次充入，地面回压等因素控制。为此，分析了这个多相流循环系统设计中应考虑的一些主要问题。并通过井底压力模拟计算表明：循环系统在静压控制区工作时，气相注入速率的微小变化，将引起井底压力突变，该区为循环系统不稳定区，欠平衡钻井操作应避免在该区工作而引起井眼失稳和过平衡压力。循环系统在摩阻控制区工作时，对气相注入速率和地层流体进入系统，井底压力变化平缓，因此该区为循环系统稳定区，欠平衡钻井作业在该区能保证设计负压差值。但随着气相注入速率的增加，井底压力增加，此时应控制氮气注入速率，节约钻井成本。     

凝析气藏气液相变引起的压力恢复特征研究

为揭示凝析气藏气液相变对压力恢复响应的影响,建立了油气两相流定解问题,得到压力恢复响应解析解。通过描述压力恢复特征,提出压力响应分析应根据关井时刻井底压力和初始地层压力分别考虑。对实例井分析表明,单相流与两相流在压力恢复曲线上存在明显差别。同时,不同恢复井底压力下,凝析油含量径向分布在不断变化。     

油套环空出油机采井采油机理分析

胜利埕岛油田部分机械采油井存在油套环空出油现象。文中对油套环空出油机采井采油机理进行了深入分析,认为机采井油套环空出油主要是因"油套环空气举"引起的。原油在泵底形成气液多相流,加上井底压力足够高,使油套环空出油成为可能。这种现象使机采井存在"动液面偏高假象"等问题。虽然由于气举造成油套环空出油是利用气体能量进行强采的一种方法,但实际上会加剧油层内原油脱气,加重地层出砂,而且还会对油井作业及安全产生不利影响,所以在实际生产中要尽可能做到油套环空只放气、不采油。     

气体钻井连续循环短节旁通阀的设计与分析

气体钻井连续循环短节能有效解决井底压力不易控制、地层孔隙压力与破裂压力之间的操作压力窗口窄小、井眼鼓胀效应严重以及油气意外入侵等难题。设计了一种气体钻井连续循环短节,对其核心组件旁通阀在两种工况下受力状态进行了分析:关闭和打开两种工况下循环介质均会对阀体局部产生冲击力,易造成阀体局部强度破坏,且旁通阀关闭时,容易出现循环介质泄漏的情况。利用ANSYS有限元分析软件模拟了旁通阀处于关闭和打开两种工况下阀体的力学行为,对阀体危险截面进行分析。结果表明,该阀体结构满足各种工况下的强度条件,且旁通阀处于关闭状态时对密封性能有严格要求。研究同时完成了旁通阀密封副的密封设计分析。     

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气井稳定试井解释的原理和解释方法要求必须在测试工艺上满足稳定的测试条件，而在实际产能测试中，由于各种原因的影响，导致测试的产量和井底压力并未稳定就录取资料，此时所测出的稳定试井资料在二项式产能分析曲线上表现为斜率为负值，这种产能测试资料无法分析应用，特别是低渗透气藏，由于产能测试所需的稳定时间较长，必然造成测试成本较高。文章针对测试的产量或井底压力不稳定的情形，将其考虑为变产量稳定试井，从理论上推导出快速求取气井产能方程的新方法，并将该方法应用于分析实际产能测试资料，使原来无法解释的测试资料得到了解释，获得了气井的产能方程和无阻流量。实践证明，文章提出的气井产能分析新方法具有实用价值。     

分形球向流油气藏模型及其解

对不稳定渗流的数学模型进行了推导,建立了以变流率生产和考虑表皮效应影响的分形球向流油气藏的数学模型,利用Laplace变换、变型Bessel函数性质和数学物理方程方法求得在三种不同外边界（无穷大、定压、封闭）条件下的Laplace空间储层压力和井底压力的表达式,分析了分形维数、分型指数和表皮效应对储层压力和井底压力的影响。对研究分形球向流油气藏的试井分析和研究其渗流规律具有重要意义。