气举试验井两相流动特性分析

用RELAP5／MOD3．2程序计算分析试验井的气举启动与卸载过程，探讨不同气举方式下油井内气液两相流流型分布规律，为下一步试验研究提供理论依据．由计算结果可见，在适当的气举参数组合下，可以实现稳定的气水产量；对所研究的气举参数，两相流流型随气举启动与卸载过程的变化规律是从泡状流过渡到环雾状流；如果气水产量达到稳定，沿油井高度的两相流流型均为环雾状流．     

致密砂岩产水气井气举排液模型研究

苏里格气田是典型的致密砂岩气藏,其有效储层含水饱和度高,气、水层混杂分布,开发中后期一般因井筒积液阻碍天然气有效开发,往往需要排液才能保持一定的产量,目前气举是排液较为有效的方法,然而如何提高排液效率及优化气井排液制度已成为制约气举排液效果的难题。以高产水生产气井为研究对象,根据油套管质量、动量和能量方程,建立了气举井筒排液模型,运用显示欧拉差分方法对其进行求解。基于所建立的气井井筒排液模型,研究了不同注气量、井口油压等参数对气井排液效率的影响程度,并分析了S井气举排液过程中产液量、产气量以及排液时间等工作指标变化特征。研究成果为致密砂岩产水气井提高排液效率,以及气举排液生产制度优化提供了一定的指导。     

煤层气同心管气举排水工艺参数的确定方法

煤层气井在产气之前需要进行排水降压作业,同心管气举通过在生产油管中加入小油管,可以为气举提供注气通道的同时,又不影响油套环空作为气井的产气通道。结合固相颗粒在垂直气液两相流中的运移模型,给出了同心管气举条件下,不同粒径煤粉颗粒排出井筒所需要的气液流速条件。通过同心管环空气液两相流压力计算,给出了同心管气举阀安装位置的设计方法,并结合煤层气井排采过程中煤层气井的生产动态特征,给出了注气量的确定方法。对同心管气举排水工艺进行了现场试验,分析了试验气井的实际排采曲线,证明同心管气举排水工艺的可行性,以及气举参数设计的合理性。通过计算排采阶段同心管的气举效率,表明该工艺在整个试验阶段可以保持较高的举升效率。根据煤粉排出的临界条件,判断以及预测煤粉在井底沉积的可能性和时间。     

环空注气气举反循环钻井工艺及关键参数设计

利用气举反循环钻井技术解决长宁页岩气表层钻井漏失问题,需要解决常规气举反循环钻井技术井口敞开、井底压力控制不精确等问题。为此,在常规气举反循环钻井技术的基础上,设计了一种环空注气气举反循环钻井新工艺,新工艺加装旋转防喷器、钻杆旋塞等工具,具备井控能力。通过调节注气量、钻井液排量等关键施工参数,控制井底压力,减少钻井漏失。在多相流理论基础上,建立了与新工艺匹配的环空注气气举反循环井底压力计算模型,分析了关键施工参数对井底压力的影响规律,建立了关键参数设计方法,在安全窗口范围内优选关键施工参数,保证安全钻井。结果表明：井底压力随注气量的增大先减小、后增大,存在临界注气量;井底压力随井深增大而增大;井底压力随钻井液排量增大而增大。在长宁某井表层进行了现场试验,与同井段井漏地层相比,较常规钻井工艺技术井漏减少83.6%。研究成果为解决四川长宁页岩气表层井漏问题提供了一种新的技术措施。     

试井技术在陕甘宁盆地中部气田产能评价的应用

陕甘宁盆地中部气田利用试井方法，有效地评价和预测产能，对气田的开发方案的设计有重要作用．文中阐述了在陕甘宁盆地气田所采用的试井法，重点说明了修正等时试并法的原理，给出了两种形式的产气方程，即指数式和二项式；还说明了稳定产气方程的确定过程和如何利用不稳定试井曲线研究地层渗透性及其他性质，最后给出了综合产能评价的几个具体方法．这些方法对低渗透油藏的开发有着普遍参考意义．     

垂直管流中的气液两相流压力计算

目的解决深井气举采油过程中不同流动型态的压力梯度、持液率、混合物密度对气举井设计和运行影响的问题。方法假设井简相关过程参数,采用阻力系数法计算油、气、水混合物的压力沿井筒的分布规律,进而预测某一深度处的压力。结果得出两相流体在井筒中密度的变化规律、水头损失和井筒中不同深度处两相流体的压力梯度。结论阻力系数法是一种较简单方便的计算垂直管流某一深度压力的方法,对于油气井的优化设计、稳产高产及测试技术的精确性具有重要的现实意义。     

吐哈油田气举采油适应性分析

气举是人为地将高压气体从地面注入到油井中,依靠气体的能量将井中原油举升到地面的人工举升方法,如气举完井工艺优化设计技术、气举完井管柱配套技术、气举阀投捞技术、气举井测试及工况诊断技术、气举系统优化技术.在实践中,针对吐哈两个油田(鄯善油田、丘陵油田)的应用实际,从采油方式、油管尺寸、井口回压、气举阀工作参数、完井管柱、气举阀投捞技术、气举测试等具体问题解决中,对气举采油的适应性进行了分析研究,形成了适合吐哈油田的气举采油配套技术和配套工具系列,从而部分解决吐哈油田气举采油中适应性问题.     

改进的非支配排序遗传算法优化气举配气

论述了气举优化配气的发展现状,提出了一种新的用分段线性函数表示的气举优化配气单目标和多目标模型。单目标模型以产油量最大为目标函数,而多目标模型以产油量最大且注气量最小为目标函数。以我国西部某油田某区气举井为例,进行了气举优化配气实例分析,给出了气举配气单目标模型的最优解和多目标模型的非支配解集,得到了最优配气方案下的产油量和注气量。     

地壳中流体行为与成矿动力学模式

文章系统地论述了地壳中的流体行为－运动、热量与矿质输运及矿质卸载和制约方程．阐明了三种流体成矿动力学模式．认为只有深入研究热液矿床成矿过程中流体的演化．才能建立正确的矿床成因模式。     

分体式柱塞气举实验模拟

为了进一步改进分体式柱塞的性能,使其排液能力更加显著,我们在分析新型分体式柱塞气举原理的基础上,我们自行设计并搭建了分体式柱塞的模拟实验装置,建立分体式柱塞气举模拟实验,实验模拟了分体式柱塞启动、连续排液过程及卸载过程,对比分析了分体式柱塞气举和常规气举排液规律,对比分析了注液、气量对柱塞上升、下落时间的影响规律。该实验目的：首先通过观察现场模拟实验的实验现象来了解分体式柱塞工作特点;然后分析这些影响分体式柱塞运行周期的因素,为研究出工作效率更高、更加适合现场油田环境的柱塞做准备工作。该实验对完善及推广柱塞气举工艺具有实际的意义。     

混输管路气液两相流模型的建立与验证

针对管路气液两相流,建立了一种捕获段塞流的形成和发展过程;并进行气液两相流水力计算的组合模型。以滑移速度和液相连续性方程为基础,通过建立动坐标系来求解液相连续性方程,得到以持液率的变化来反映段塞的形成和发展。加入地形起伏的影响和压降计算关系式,对气液混输管路进行水力计算。分别使用实验数据和工程现场数据来验证模型的准确性。实验数据分别来自于实验环道和大庆油田现场数据。结果显示:模型计算大部分压降误差在±17%以内,大部分积液量误差在±11%以内,具有较好的精度。     

故障工况下有杆泵采油系统运行特性及示功图研究

根据井液进出泵筒速度及泵筒内井液压力变化规律分别建立正常工况、气体影响、漏失影响和供液不足等工况下的泵阀运行特性模型,并与杆管液动力学模型进行耦合,形成故障工况下有杆泵采油系统的仿真模型及对故障工况下的有杆泵采油系统运动特性的仿真分析。结果表明:仿真结果与现场实测地面示功图具有良好的一致性且预测产液量平均误差低于6%,验证了故障仿真模型的准确性;碳纤维混合杆柱相对于钢杆采油系统示功图载荷绝对值较小,加载和卸载线较长,谐波个数较少且平滑;气体影响、游动阀漏失会减小加载完成时抽油杆柱的谐振,供液不足、气体影响和固定阀漏失会加剧卸载完成时抽油杆柱的谐振;基于该故障仿真模型可获得碳纤维抽油杆等新型抽油杆故障工况下的示功图图库。     

大产液量水平气井不同气举方式气液两相流研究

连续气举是产水量大的水平气井重要排采措施,针对现场正举和反举的特点,为揭示气田开发过程中反举条件下油管和正举条件下油套环空内的气液两相流流动规律,分别用水和空气在套管内径为127.3mm、油管外径为73mm的油套环空和内径为60mm的油管内进行了井筒气液两相管流模拟实验,对低压积液气井气举时井筒流动规律进行了研究分析,分析了井筒中气相和液相的体积流量、注气方式等因素对井筒压降和持液率的影响。实验结果表明,在相同气、液流量条件下,反举时的持液率比正举持液率小;不同气举方式下的井筒压降随注气量的增加呈不同的变化趋势,反举时的井筒压降比同工况下正举的压降大,对于产液量较大且有一定地层能量的气井,推荐采用反举方式进行气井排水采气。     

微型热光电系统多孔介质燃烧器的数学模拟

针对微型热光电（TPV）系统多孔介质燃烧器进行了数学模拟，探讨了有关多孔介质的质量守恒方程、动量方程、能量方程、组分方程和状态方程等基本控制方程，由数值计算得到了多孔介质燃烧器壁面的温度分布，并与实验数据进行比较。     

泡沫举升排酸过程井筒压力温度数学模型研究

泡沫流体举升排酸工艺能有效排出酸化后地层的残酸,根据质量守恒方程、动量守恒方程和能量守恒方程,考虑环空泡沫流体与油管泡沫流体及地层之间的双重热传导作用,建立了泡沫流体在井筒内流动的温度分布和压力分布的数学模型,并给出了相应的边界条件和约束条件,该模型可以用于泡沫举升排酸的参数设计。利用数值方法进行了压力场和温度场的耦合求解,得到了泡沫流体温度、压力、密度在油管和环空内的分布。计算结果表明,随着井深的增加,泡沫温度、压力和密度都是增加的,泡沫举升排酸比氮气举升排酸启动压力和平衡压力都要小,随着酸排量的增加,循环点深度、启动压力和平衡压力逐渐增大。     

旋流条件下的气液环空流流动规律研究

针对涡流工具排液效果的问题,开展了旋流条件下气液两相流动模型的研究。考虑到旋流中角速度的存在,研究中采用气液流动在径向和周向上的动量和角动量平衡的方法,建立了气液流动控制方程,计算了液膜厚度,气液相旋流强度等参数以及压降梯度,并进行涡流工具实验验证模型。涡流工具降低压降损失的机理结果表明,安装涡流工具后流动压降可以降低5%~20%。根据实验及模型,在低速（气相速度小于13 m/s）时,小旋流角和高旋流强度更利于降低压降,而高速（气相速度大于16 m/s）时,高旋流强度会增加额外摩擦阻力。旋流强度的衰减速度会随着液相速度增大而减小,而随气相速度增大而增大。该研究结果可对涡流工具进行优化设计,以达到最佳排液效果。     

单井控制饱和凝析气藏衰竭开发动态预测

根据地下烃组分和水组分摩尔数守恒,按达西定律,考虑重力、毛管力以及界面张力的影响,也考虑地层岩石和地层水的微可压缩性以及储层岩石各向异性和非均质性;利用平衡常数理论划分拟组分,结合拟组分相平衡计算原理,建立了一个多组分三相二维单井渗流数学模型采用川PES方法时所建立的数学模型进行差分得相应的数值模型;采用牛顿迭代法将非线性方程线性化,再用线松弛法和直接解法对差分方程组进行求解。用FORTRAN语言编制计算程序将研究结果用于单井控制饱和凝析气藏模拟计算,着重评价了采气速度对饱和型凝析气藏稳产年限和采出程度等开发动态的影响,从而为单井控制饱和凝析气藏开发方案优选,气井合理生产制度调整提供了依据     

不同气液比下气井携液临界产量的计算

建立合理的携液临界产量的计算方法,确保生产气井连续不积液生产,对于节约生产成本、提高气田产量和采收率都具有重要作用。以产水气井实际生产状况为基础,运用气液两相流理论,提出并分别阐述了高气液比和低气液比条件下携液临界产量模型的原理和计算方法。结果表明,所建立的方法具有良好的有效性,对气井合理生产制度的制定有一定的指导意义。     

气井柱塞举升排液采气优化设计

从气井柱塞上行程的动力学分析入手 ,充分考虑地层产气、产液等因素对柱塞及液柱上升的影响 ,建立了柱塞上、下行程动态模型 ,同时结合气井生产动态 ,建立了柱塞举升排液采气优化设计模型。利用该模型能够计算气井生产时的积液速度、柱塞最佳上升速度以及将井底液柱举升至地面所需要的最高套压值 ,从而可以预测出柱塞排液的运行周期数和周期举液量。现场试验证明 ,该模型将柱塞运行动态与气井的生产动态较好地结合 ,能够适应液体、井况和油藏参数或特性的变化 ,预测结果与实际结果吻合较好 ,具有普遍的实用性。     

回采工作面瓦斯运移规律的数值模拟

基于异重流原理,从紊流状态下的守恒原理出发,导出描述回采工作面风流中瓦斯紊流运移的微分方程,并采用ＳＩＭＰＬＥ方法求解。通过数值模拟,得到工作面采煤机地瓦斯浓度分布结果,采煤机附近高浓度区瓦斯浓度随风速增加呈幂指数降低,随瓦其涌出量增加而线性增加。