微积分法计算抽油井井底压力

针对传统的测量抽油井井底压力方法的局限性，在用回声仪测液面折算压力的基础上，考虑了气体在油水中相溶解性和油气水中相容解性和油气水的压缩性，采用与管柱中的流体分布相吻合的n段法计算模式，以及Gilbert相关模型和Podio相关模型，应用微积分方法计算油井的井底压力，实例计算结果表明：该方法计算的抽油井井底压力与压力计实测值误差较小。     

井下节流气井的井底压力确定新方法

针对气井压力计测试方法测取节流器以下井段压力存在困难,回声仪测压方法有时测不准液面等问题,推导了具有节流效应影响的压力公式:由节流器上流油压与套压的变化关系,计算出积液深度,再从油套环空采用井深迭代方法,得到一种新的计算井底压力的方法.通过气田现场应用表明:该方法与回声仪测压方法的静压平均相对误差小于2%,流压平均相对误差小于6%;与压力计测试方法的静压和流压平均相对误差分别小于9%和4%.该方法能比较方便和准确地得到气井井底压力,是气田动态监测的一种可靠手段.     

低渗高气油比油井合理井底流压研究

对于低渗透油井,合理的井底流压是保持低渗高气油比油井稳产、高产的关键.通过分析低渗油藏油气水三相流动的流入动态,并利用拟合系数和油井完善系数对其修正,结合低渗岩石的压力敏感性,利用油井具体动、静态参数给出了低渗高气油比油井合理井底流压确定的过程.现场实例计算结果表明,低渗油藏三相流入特征修正法充分考虑了低渗高气油比油井的特点和地层参数随压力变化特征,能够准确确定油井的合理流压,具有适应性广、精度高的特点.     

溶解气驱油藏油气多相试井分析方法研究

根据溶解气驱油藏的渗流特征,指出该类油藏在高生产气油比情况下,沿用单相油井或单相气井的试井分析方法,进行解释均导致较大的方法误差,必须考虑油气多相流特性。应用物质平衡原理建立多相渗流数学模型,通过定义拟函数将多相渗流方程变换为单相流体渗流方程相似形式,从而为多相流试井分析提供实用方法;分析讨论了利用相对渗透率曲线的拟函数处理方法在实际应用中所面临的困难,提出利用现场生产数据计算相对渗透率和拟函数处理的新方法,该方法所需相关参数少、计算稳定;通过软件实现与现场资料分析表明,应用现场生产数据计算相对渗透率和计算拟函数的新方法,其解释结果可靠。     

气井油套合采时井底流压的计算方法

气井井底流压是分析气井生产动态的重要参数之一,目前国内外很少报道油套合采时井底流压的计算方法。运用流体力学原理,将气井油套合采简化假设成并联管路流动,基于油管生产和油套环空生产时井底流压的计算公式,推导了油套合采时油管和油套环空的产量分配公式,通过分析公式中各项的权重,得出油管和油套环空产量分配的简化式,从而将油套合采时井底流压计算转化成油管生产或油套环空生产时井底流压的计算。计算表明,采用简化产量分配公式与精确产量分配公式所计算的井底流压,相对误差很小,说明建立的油套合采时井底流压的计算方法可靠,具有较强的实用性。     

基于功图的油井动液面计算模型及应用

针对油井动液面实时监测困难和基于地面功图推算误差大的问题,以油井地面示功图为条件,运用一维带阻尼波动方程求解泵功图;并研究了泵功图曲线各点的曲率计算模型、固定阀和游动阀开闭点确定方法以及泵功图上下冲程载荷差的计算方法。结合井筒及环空流体压力分布计算相关式,建立了基于泵功图计算动液面深度的数学模型。经51口油井的计算分析,计算动液面深度与实测动液面深度的最大相对误差为14.84%,最小相对误差为0.48%,平均相对误差为3.61%;相对误差在10%以内的有48口,占计算总井次的94.1%。研究结果表明所建立的计算模型具有较高的精度,能够实现了油井动液面的实时、准确计量,提高了油井生产分析的及时性,有利于油田数字化和信息化建设。     

提高固井过程中环空摩阻计算精度的方法

分析了固井过程中理论计算方法计算环空摩阻值误差较大的原因;在理论计算的基础之上,采用现场环空摩阻拟合、计算反演及最小二乘法,建立了排量和环空附加摩阻值的对应关系,以此估算出注水泥过程中精度更高的环空摩阻值;并且进行了现场应用的计算。结果表明,该方法拟合出的环空摩阻比理论计算值精度更高,以此推算的泵压与实际的泵压值相比最大误差仅为4.86%。该方法计算简便、准确,对固井设计和固井安全具有一定的实际意义。     

基于Waha双流体模型修正的UGS环空带压异常物理特征

为探究储气库(UGS)环空带压异常物理特征,考虑UGS井筒结构和传热特点,建立基于Waha双流体模型修正的UGS力学分析方法。通过有限元软件模拟研究管柱泄漏后A-环空内气液两相流动特性。采用过冷减压试验和数值计算对UGS力学分析方法进行对比研究,并分析储库产量、径向面积和气液比等因素对环空带压的影响。以UGS-Q5井带压异常数据为例,通过相对误差分析验证方法的可行性。结果表明:泄漏气在A-环空内发生环状流动,井筒垂直结构有利于气体流动;在持续注入过程中,井筒泄漏导致油套环空带压增长趋势明显,并随着储库产量、径向面积和气液比增加而不断增加;建立的UGS环空带压异常物理特征分析模型具有较好的计算精度和工程实用性,能满足实际工程的计算需求。     

气井溢流反循环压井理论研究与应用

随着我国油气开发过程中钻井深度不断增加,井控问题越来越重要。而目前处理气井溢流常采用常规压井方法,如司钻法和工程师法,这些方法可能会导致井口套压过大,从而超过其安全承受范围造成事故。反循环压井法是一种从环空泵入压井液,从管柱内,排除溢流气体的非常规压井法。本文在前人的基础上根据气体溢流速度,推导出了防止气窜的最初压井排量。由于环空摩阻和管柱内摩阻差别较大,本文根据现场经验,给出了压井过程中循环压力安全附加值,并根据气体状态方程推导出了反循环压井过程中循环压力和立管压力变化的数学模型,同时分析了压井过程中循环压力和套管压力的变化趋势,最后编制了计算程序。实例计算表明,所编制反循环压井法模拟计算程序计算结果正确,可用于反循环压井过程中的模拟计算。     

倾斜井筒气液段塞流识别与压降模型研究

建立了斜井中的段塞流模型,绘制了流型图,提出一种计算管流段塞流压降的新方法。根据实验修正了环空半环泡漂流速度和真实含气率,给出了修正的环空段塞流孔隙率计算公式。对某油田8口油井40井次的新模型压力梯度计算值与测量结果比较显示,管流和环空段塞流的平均绝对百分误差分别为5.5%和6.5%,与计算斜井压降的Beggs-Brill和Ansari模型相比,误差更低,不仅能够满足工程计算的需要,且不存在收敛性和区域性的问题,具有良好的应用价值。     

考虑环空液体热力学特征的持续环空带压预测模型研究

气井持续环空带压已成为影响井筒完整性重要原因。为此,基于传热学及流体力学相关理论,充分考虑温压耦合作用对环空液体热膨胀系数、压缩系数影响,建立了持续环空带压预测模型。基于塔里木盆地克深气田高压气井-A井现场实测数据进行了模型对比分析,并利用所建模型对A井进行了环空压力诊断及可调控因素分析。结果表明：所建立模型预测数据更具参考价值,模型平均精度达96.06%;A井环空压力稳定值为82.22 MPa,漏点最大流量为1 931.23 m³/d,环空压力恢复过程中环空气柱高度随时间增加呈先增大后减小趋势;预留一定环空气柱高度、压力及降低环空温度有利于降低环空压力恢复速度,气柱高度变化量与初始气柱高度及压力呈负相关,与初始环空温度呈正相关。所建模型可为现场气井持续环空带压预测、管理提供有效指导。     

低渗气藏带节流器水平井积液预测模型

近年来,水平井技术已在低渗气藏的开发过程中得到广泛运用,但水平井在生产状态下准确预测井筒积液的问题,目前仍没有得到较好地解决。通过对低渗气藏水平井单相渗管耦合的理论研究,考虑了气液两相流动及井筒摩擦损失,建立了新的低渗气藏水平井气液两相渗管耦合模型,并以此推导出了水平井井筒积液量的计算公式。然后,以井口套压为约束,结合几何转换建立了环空积液量计算方法。最后,以环空算出的井底压力约束,联立各模型,建立了水平井积液预测模型。同时,通过程序编译和流体软件模拟分别对苏里格气田某井区单井的直井段和水平段的积液量进行了计算,与实际积液情况符合较好。结果显示,该预测模型不仅可在气井正常生产时较为准确地预测井筒积液量,且该方法也能为其他类似气藏的水平井积液研究工作提供新的思路。     

水平井筒变质量环空流压降分析模型

在常规管道环空流流型压降分析的基础上 ,考虑管壁存在入流或出流对于环空流流型压降的影响 ,对气、液两相分别应用质量守恒方程和动量守恒方程 ,得到水平井筒气液两相变质量流动环空流流型的压降计算方法 .计算结果表明 :水平井筒气液两相变质量流动环空流流型的压降大于常规水平管道的压降 ;入流量越大 ,压降越大 ;管径越大 ,压降越小 ;要计算整个水平段压力分布 ,还需要结合井筒的流型判别以及其它流型的压降计算方法     

输油管道液柱分离模拟

为了研究输油管道在不稳定流动过程中,因轻质组分挥发、气泡聚集而形成的液柱分离现象,建立了水击分析数学方程.基于分相流模型,采用特征线法、有限差分法将偏微分方程数学模型转化为代数方程组,并采用Newton-Raphson法进行求解,给出了分析步骤.最后,采用VC++开发了仿真程序,分析了输油管道中途截断阀突然关闭时,阀后管道拔高点处的水力瞬变工况.同时,还分析了初始油品中的含气率对液柱分离的影响.结果表明,当含气率大于10-6时,初始含气率越大,管道拔高点处低压持续时间越长,压力响应越滞后,液柱弥合压力越大;否则,可以不考虑含气对水力瞬变的影响.     

用不稳定测试资料确定均质气藏气井产能

以多产量下均质气藏不稳定压降方程通式为基础 ,提出了不稳定产能方程和全新的产能分析方法 .为了保证各产量段分析结果的一致性和可靠性 ,建立了均质气藏不稳定产能方程的最优化数学模型 .从测试的角度来说明该方法不需要关井恢复压力 ,产能分析结果受地层压力的精确程度影响较小 .对长庆气田实际资料的处理表明 ,运用该方法能有效地处理实际资料 ,提高测试资料的利用率 ;进行产能测试设计 ,可以显著地节省测试成本 ,提高气田经济效益     

低产油井间开模式定量优化及应用

基于降低生产成本和节约能源的目的,对低产油井实行间开生产已经为人们普遍接受.合理确立油井间开工作制度显得尤为重要.利用油井静液面恢复快慢程度与其产能的密切关系,引入油层折算压力,初步确立该油井的工作制度.在此基础上,考虑液面恢复过程中液柱自重抑制了地层的供液能力,建立了井筒液柱高度恢复随时间变化的模型,拟合出实际液面恢复高度随时间变化方程,从而优化了工作制度.应用于现场一口生产井取得了较好效果.     

地面集输系统油气水多相取样计量技术研究

传统的油气计量分离器存在体积大、精度低等缺点,已很难适应当前高含水期生产需要.提出了通过管壁取样测量油气水三相流流量的新方法.管壁四周均匀布置4个直径为2.5 mm的圆形取样孔,并在上游采用旋流叶片将来流整改成液膜厚度均匀分布的环状流型,以增强取样的代表性.在管径为0.04 m的多相流实验环道上开展了实验研究,结果表明:在实验范围内,取样比基本不受主管气、液相流量波动的影响,能够在宽广的流动范围内维持恒定,液相分流系数稳定值为0.05,液相流量平均误差为2.8%,气相流量平均误差为4.2%.该装置特点是体积小、成本低、计量稳定.其成功应用有望撤销计量站,实现集输工艺流程的简化优化,降低油田高含水期运行成本.     

含湿气体横掠冷却液柱流阵列冷凝过程数值模拟

建立了含湿气体横掠冷却液柱流阵列冷凝传热传质数学模型，并对其进行了数值模拟。研究结果表明：受冷却液柱流表面的影响，冷凝阻力主要集中在液柱流表面附近；凝雾产生受湿蒸汽过饱和度控制，其分布受冷凝推动力影响；因液柱的降液流动，增强了气相的湍动，强化了传热传质过程。本文研究结果得到了含湿气体冷凝实验数据的验证，模拟值与实验数据较吻合，相对误差小于15%。