仪器运动对水平井流型变化的影响研究

水平井生产测井解释的关键点是流型的识别及流型的影响因素分析.根据相似原理进行了水平管径为40mm和50mm模拟测井仪室内试验和管径为124mm实际测井仪器运动的多相流试验,并结合数值模拟方法,研究了不同管径、不同井眼轨迹下,仪器运动对油水、气水两相和油气水三相流型和流型转变界线的影响.研究表明:测井仪器的存在使水平管截...     

井下多相流光纤流量计

井下多相流的实时测量数据对于生产优化具有得大的意义 ,特别是对于高成本的深层水开发利用及复杂的多个横向井更是如此。在生产井中对流体流速的连续测量到目前还没有进行 ,其原因在于设计和放置测量仪器都存在一定的困难。本文给出了一个放置于井下的全光纤多相流流量计的设计 ,工作原理及流动环路测试     

页岩气水平井气水两相流流型数值模拟

由于井下高温高压的环境,目前尚无法直接对页岩气水平井内流体流动进行物理实验,水平井内多相流流型特点亟待研究。首先,基于某页岩气水平井生产测井数据,建立内径0.124 m,长16 m,倾角分别为±2°、±1°、0°的5组井下管道模型,采用Fluent软件内置的VOF多相流模型对井下高温高压高气量下气水两相流进行仿真模拟。获得不同倾角、不同流量配比的气水两相流流型。其次,利用模拟流型结果分析井倾角、含水率对流型的影响;与经典的Mandhane流型图做对比,分析流型分布的差异。结论如下:井下气相流量为1 000 m3·d-1时,(1)±2°内的井倾角对流型影响不大,不会使流型发生显著变化。(2)液相流量超过250 m~3·d~(-1)时流型由分层流转变为波浪流,液相流量超过1 000 m~3·d~(-1)时流型开始向气泡流转变。(3)与Mandhane流型图相比,模拟实验中分层流与气泡流的分界面提高。最后,采取数值模拟方法弥补了物理实验的不足,仿真模拟结论可为生产测井解释模型的建立提供一定的参考。     

国外油气水多相流测试标定装置及技术现状

英国、法国、挪威和美国等发达国家大都建造了一定规模的多相流测试和计量装置,以供开展多相流测试标定技术方面的试验和理论研究。英国国家工程试验室建造的多相流测试标定装置是世界上唯一一个具有国家标准的多相流量计标定装置,在世界上具有一定的知名度和权威性。具有功能齐全,精确度高等优点。挪威 ＨＹＤＲＯ公司的多相流标定装置是一套高压多相流标定装置。法国 ＩＦＰ石油研究院的多相流测试装置主要用于多相流模拟试验及多相流量计和混输泵的试验。美国Ｃｏｎｏｃｏ多相流标定装置是采用原油、天然气、产出水为介质的现场实液标定装置。这些多相流测试标定装置已成为试验研究多相流工艺参数和多相流计量技术的重要手段之一。     

高气液比垂直两相管流流型判别研究

在多相管流中,流型判断准确与否决定着压降计算的精度,根据流型来选择相应的压降计算公式,能提高压降结果的准确性。目前,在现场所遇到的绝大多数多相流问题是气一液(油、气),气一液一液(油、气、水)形式的多相流。本文以气一液两相流为主,着重讨论其流型的划分和判断。并模拟高气液比环境进行了一组室内实验,应用Beggs-Brill、Aziz-Govier、Kaya、Zhmx4种模型分别对室内实验流动形态进行了判断,结果表明Kaya和Zhmx模型对高气液比垂直管流的流型判断比较准确。     

TACITE——两相流动的综合机械模型

TACITE编码是稳态及瞬变多相流模拟工具，用于油气集输网络的设计和控制。已开发出一种标准液压模型，它适用于任何坡度和直径的管线，也可以处理实践中遇到的大多数流动状态的问题。新的模拟理论能区分两种类型的流动型式：①分离流型（层状的或环状的）；②分散流型。间歇流型（段塞、涡流）是这两种流型的结合。同样的理论已成功地用于边渡标准，确保通过这个过渡段的模型变量的连续性，这个条件对于正确模拟瞬变现象是很重要的。用显式万法实现瞬变分辨力。这种方法的优点是它能跟从波前传播，容易实现复杂管网的分辨力，而且鉴于物理模型和数值图解的进展，容易维护编码。这种标准液压模型的性能可利用大量的测试回路数据，特别是用Boussens工业测试回路来说明。根据现场数据而进行的首次测试给出了令人鼓舞的结果，特别是对低流量运行的凝析油管线。     

大斜度井中气液两相段塞流动力学模型分析

水平井及大斜度井中气液两相的流型变得复杂,对角度变化更为敏感,致使在直井中建立的相关测井解释模型已经不能解决其流动剖面解释问题。针对大斜度井中气水两相流常见的段塞流,从管流动力学特性出发,建立了气液段塞流动力学模型,在多相流动环路模拟实验资料分析的基础上对该理论模型进行了正反演计算。采用该模型预测了多相流动环路模拟实验环境下的持水率和水相表观速度,与实验数据进行了对比分析。计算结果与实验很好地吻合,持水率理论预测值平均相对误差为6.831 3%,总流量越大误差越小;水相表观速度理论预测值平均相对误差为13.855 1%,角度越大误差越小。     

国产水下多相流量计高压舱测试技术

模拟深水外压的高压舱试验是水下多相流量计出厂测试中的标志性试验,用于检测水下多相流量计在设计工作水深时的承压和密封性能。对我国首台水下多相流量计的原理和参数进行了介绍,对相关规范进行了分析,提出了一套适用于测量水下多相流量计承压和密封性的试验方法,即先进行3次15 min的外压加压-泄压循环,然后进行2 h的连续外压试验,最后进行1次设计压力下的静水压试验,保压过程允许的最大压降为测试压力的5%。测试结果显示该流量计密封性能良好,同时为国产水下油气工程装备的高压舱测试提供了参考。     

多相流量计性能评价

为满足工程中对多相流量计的需要，NEL根据多相流JIP项目的要求，对4台多相流量计的性能进行测试评价。试验介质为稳定后原油、模拟产出水和氮气，含水率调节范围0～100％。含气率调节范围0～98％。通过测试、确定了各流量计的适用范围，为流量计的选用提供了依据。     

气井井筒积液模型与目前预测解法回顾

气井井筒积液过程是多相流过程,井筒中流体产生回压（通常重力压强起主导作用）,该回压会限制,特定条件下甚至会阻止储层中气的产出。工业上已认识到井筒积液的重要性,并积极采取措施避免这类问题,然而对多相流间相互过渡现象却认识不足。本文讨论多相流复杂性与气井井筒积液间关系。综合回顾预测井筒积液产生的流动模型方程,诊断井筒积液对气井产量的影响,并进行最优化筛选。回顾了储层和井筒动态交互作用的最新模拟试验,指出当前模型存在的缺陷,并提出多相流型转变方法的重要性。     

高气液流速下垂直管两相流实验及数值模拟研究

为了弥补高气液流速下垂直管气液两相流流动实验和理论研究的空白,以水和空气为实验介质,在多相流实验平台上进行了垂直向上的高气液量下两相流实验研究。采用内径为60 mm、长9.4 m的透明有机玻璃管,利用高速摄像仪记录实验过程中的流型;在实验的基础上,利用Fluent软件对垂直上升管内气液两相流动过程进行了数值模拟。实验结果表明:在高气液量下,垂直向上管中出现的流型主要为搅混流、环状流和细束环状流,泡状流和弹状流所占的比例很小;压降波动曲线变化与流型转变间存在相关的联系。     

水平弯曲管道中固液多相流分相体积含率数值模拟

弯曲管道中固液多相流各相体积的分布特征对油和水的流动特性提供重要的参数,为原油输送和生产剖面测井设计奠定基础。为模拟固液多相流各相体积分布特征,基于边界条件和多相流理论,通过建立三维固液多相流模型模拟,进行瞬态数值模拟最终得到各相体积分布图。模拟结果表明,各相体积分布主要受流速的影响,随着主流速度的增大,水相和油相体积分布呈相反的变化,而与颗粒相体积分数数值大小关系较小。     

混输管路压降计算方法在工程上的应用

混输管路在油田的地面集输系统中应用目益广泛,而混输管路压降计算对于管路经济管径选取起决定作用。作者在文中对气液两相混输管路压降计算简单小结,对均相流模型、分相流模型、流型模型的代表计算方法进行了介绍,并通过具体工程实例对工程设计中常用的混输压降计算方法进行了对比,采用常用的多相流模拟软件进行校核,得出Beggs--Bfill方法（流型模型）较杜克勒II法（分相流模型）更接近多相流软件pipephase9．0模拟结果。     

小波分析技术在多相流系统中的应用

提出了一种将小波分析技术应用于多相流系统进行流型判别的方法。对采集的多相流信号进行小波分解 ,在不同尺度上提取特征值 ,并提出了两种特征值参数的提取方法 ,分别应用于气液两相流和气固流化床系统中 ,进行流型的辨识。试验结果表明利用所提出的特征值可以有效地对气液两相流流型以及气固流化床从固定床向鼓泡床的转变进行判别。     

基于计算流体力学技术研究多层合采气井井筒携液能力

为了解决井筒内多相非稳态流动计算以及直观展示井筒多相流流动过程中流型分布变化这一难题,引入计算流体力学(Computational Fluid Dynamics)仿真模拟技术,建立地层-井筒耦合流动模型进行井筒内流体流型的可视化模拟研究。此方法为研究井筒内复杂流动提供了有效的解决途径,并为评价复杂气井携液能力提供了技术支撑。研究成果已应用于多层合采产水气井携液能力研究,揭示了这类气井的特殊动态特征和不同情况下的带水效果,为判断有水多层组气藏单井多层合采的适宜性提供了技术参考。     

水平井气水两相流型的测井识别实验研究

研究了利用生产测井资料识别开发中后期水平气井内气水两相流型的方法.建立了与井下生产情况相似的模拟流动环路.用包括新型CAT仪器在内的生产测井仪器串,对不同流动条件下的气水两相混合流动进行仪器测量和关井模拟,观测并划分出了实验流型.利用实验数据绘制的图版,反映了流动参数与井下流型的关系,可辅助识别流型;CAT流型成像与实验流型的对比证明,CAT仪器能够识别开发中后期水平井水平段内气水两相流型,非水平段内的流型还需综合流动参数加以识别.     

油,气,水三相流X光成像系统

准确地预知油、气、水三相流的流动型态是进行多相流水力、热力计算和多相流量计开发与性能评价的重要前提。但由于原油的透光性差以及高压条件下无法在实验管路上加装透明管段等原因，使采用传统的观察法来确定多相流流型已不再成为可能。本文介绍了一种采用x光成像技术在不可视条件下确定流型的方法，利用这种技术探测管路中多相流的流型取得了较好的效果。     

水平井筒射孔完井变质量流动压降规律

影响水平井产能和向井入流剖面的因素很多,水平井筒沿程压降是其中一个重要因素。结合水平井筒生产实际,在大庆多相流试验环道基础上,设计了壁面注入系统和变质量流动试验段,针对射孔水平井筒变质量流动规律进行了单相和两相变质量流动试验研究。结果表明,单相水平井筒沿程压降随注入比变化,并且存在临界注入比,当注入比超过临界注入比时,压降随着注入比增加显著。进一步的数值模拟研究揭示了其中的原因:当超过临界注入比后,射孔孔眼下游出现流动分离,混合压降开始起作用,从而引起压降的显著增加。油水两相变质量流动除了受注入比影响外,还受到含水率变化的影响,在高流量条件下,40%含水率时压降最高,流型为分散流型;低流量下,压降随含水率变化不大,流型为分层流型。该研究结果对完井设计有一定指导意义。     

水平井油水两相流型测量实验

为了考察生产测井仪器测量对于水平油井内的流体分布影响,利用柴油和自来水作为实验介质,在多相流动模拟实验装置上进行了油水两相水平流动测量实验.通过实验测量和观察,油水两相的分布可分为4类:水平层状流和波状流、水平泡状流、水平沫状流和水平乳状流.利用实验数据绘制出流型图,建立了流型转换的关系式,可以在油水两相流动测井条件下识别和预测流体的流型.     

气液两相流管线清管过程模拟

清管是油气运输行业一种常见的操作．随着石油工业的发展,特别是海上油田的开发,对清管提出了许多新课题。海底生产系统．复杂的管线起伏和多相流技术推动着清管技术的发展。对多相流管线定期进行清管,不仅可以清除管线内的积液．降低管线的压降．提高管线的输送效率,减少管线的腐蚀,还可以减小下游处理设备的尺寸．降低处理设备的费用等等。多相流管线清管过程模拟研究对混输管线的设计及生产管理具有重要意义。