异常高温气井凝析水产出机理及动态研究

基于油气水多相相平衡理论,模拟了异常高温气藏地层原始条件和生产过程中地层和井筒的烃水相态变化特征,分析了气井凝析水的采出过程和机理.计算了不同温度压力条件下凝析气中饱和凝析水含量,得出了气井凝析水产出动态规律曲线.最后对两口实例凝析气井早期产水规律和产水来源进行了分析.结果表明,凝析水产出机理是烃水在不同温度压力条件下的多相平衡,凝析水产水规律可用于气井产水来源和气井产水动态的初步判定和分析.这对于正确认识高温气井产水规律,编制合理的气田开发方案具有重要现实意义.     

大佛寺煤矿地下含水层对煤层气开采的影响分析

矿井地下含水层的赋存、径流特征不仅影响煤层气的含量大小及煤层开采,而且对煤层气井的排采有重要影响。大佛寺煤矿延安组含煤地层以上自上而下发育含水层七层,隔水层六层,其中与主采4#煤层开采及煤层气赋存有关的含水层分别为延安组下段4上煤-4煤间砂岩含水层、延安组上段4上煤以上砂岩含水层、直罗组下部砂岩含水层、宜君组砾岩含水层及洛河组砂岩含水层。为研究地下含水层对煤层气开采的影响,论文在阐述地下含水层发育特征基础上,利用煤层气开采井取得的水化学指标经分析对比,得出4#煤煤层气井的排采水主要来自煤层顶板4上煤~4煤间砂岩含水层段水的认识;依据该含水层距离煤层的间距、含水层厚度大小及矿井构造发育程度等指标,提出了圈定水文地质条件有利的煤层气开发区段的标准是煤层距顶板充水含水层较远,间距大于10 m,构造上处于背斜部位,不利区段的的标准是煤层距顶板充水含水层间距小于3 m,构造上断层发育或顶板含水层厚度在10 m以上,断层发育。     

凝析气井井筒动态预测方法研究

凝析气井在生产过程中井筒压力降低到露点压力以下,会产生与一般纯气藏完全不同的相态变化。在相态变化过程中,气相和液相随着组分的变化而产生质量的传递,使用常规的井筒动态方法进行预测,必然产生较大的误差。本文通过对凝析气井井筒动态预测分析,完善了新的凝析气井井筒动态预测理论和方法,同时运用凝析气井生产系统动态优化软件对凝析气井的井筒动态进行预测,提高了生产系统动态优化设计方法,成功应用于现场并取得了较好的效果。     

水平气井井筒气液两相流型预测

准确判断产水水平气井井筒流型是预测其井筒压降、合理制定排水采气方案的关键。水平井沿流向井斜角从90 °到0连续变化,目前尚无描述水平井两相流动的统一流型图,只能分别采用描述水平管、倾斜管和垂直管的3个流型图来分段处理,各流型图实验条件差异大;且产水气井日产水量极小,气液比极高,易超出工程常用气液两相管流流型图的坐标值范围,导致其预测结果误差大。为此研制了水平段-倾斜段-垂直段的水平井空气-水两相流动模拟实验装置,考虑产水气井特高气液比的特点开展了7组管斜角641组水平井气水两相管流流型实验,归纳水平气井的5种流型及其典型特征。引用Duns&Ros定义的无因次气液速度准数,增加管斜角为X轴,绘制了描述水平气井气液两相管流的三维流型图,给出了BP神经网络模型预测水平气井井筒流型的方法。川西气田20口水平气井测压数据验证表明,该流型图预测正确率达90%。     

气田水平井防砂筛管类型优选与精度优化试验

机械防砂筛管是疏松砂岩气藏防砂完井管柱的关键组成部分,其总体结构和挡砂介质性能决定了挡砂效果和气井防砂后产能以及总体服务期限。南海X气田为疏松砂岩易出砂气藏,为选择合适的水平井二次防砂机械筛管类型并优化挡砂精度,使用自行研制开发的挡砂介质性能评价径向流驱替试验装置,模拟该气田地层砂和生产条件,对单层网布复合筛管、双层网布复合筛管、复合绕丝筛管、多层精密筛管、孔网复合筛管等5种类型的筛管样品进行了综合性能评价试验;根据动态试验数据,提出筛管的流通性能、挡砂性能及其评价指标的计算方法,系统地评价5种筛管的各单项性能和综合性能,并得到具体的量化评价指标。为优化挡砂精度,使用从0.08~0.18mm的5种不同精度的双层网布复合筛管分别阻挡粒度中值0.08mm的模拟地层,测试与评价各精度筛管的综合防砂性能。结果表明,对于南海X气田不产水粉细砂气藏水平井,双层网布绕丝筛管和精密筛管的流通性能、挡砂性能等综合指标较高,依次推荐为气田二次防砂最佳筛管类型;最终推荐该气田二次防砂挡砂精度为0.1~0.12mm。     

致密气井Arps产量递减指数变化特征

Arps提出的产量递减规律在油气井产量预测及可采储量评价方面得到广泛应用,但在采用该方程对致密气井初期渗流阶段产量递减数据进行分析时存在最佳拟合的递减指数1,这与常规递减指数认识不符,且预测结果与实际偏差很大。在理清致密气井递减指数变化特征基础上,从递减指数公式出发,并借鉴苏X区块63口致密气井生产动态历史拟合参数和试井解释参数平均值,建立了致密气井数值模型;通过划分致密气井各个渗流阶段响应时间,研究致密气井在各个渗流阶段递减指数变化规律,分析了4种不同因素对递减指数的影响,扩展了对Arps递减规律的认识,从而揭示了递减指数在致密气井整个预测期的变化规律。研究方法和结论对致密气井全生命期的产量递减规律分析及应用具有一定的指导和借鉴意义。     

煤层气井气水两相流产气通道导流能力分析

为分析煤层气井产能,基于煤层气井压裂后地层液渗流和管流模型,建立了气水两相流阶段下变裂缝变流量产气通道导流能力模型,并对排采阶段影响导流能力的因素进行了分析,提出了持液率是影响气水两相流阶段导流能力的重要因素.该模型为煤层气井产能的分析提供了重要依据.当持液率等于1时,该模型为单相水流阶段导流能力模型;当持液率等于0时,该模型为单相气体流动阶段导流能力模型;当计算模型中裂缝宽度变化函数为常数时,即为恒裂缝宽度导流能力模型;分析结果表明:煤层气井在气水两相流阶段其产气通道导流能力受持液率的影响,随着持液率增加,导流能力增加;气水两相流中水所占的比例越大其导流能力越大,即单相水流阶段比单相气体流动阶段产气通道的导流能力大,一方面煤层气的解吸产出使产气通道内持液率降低,产气通道的导流能力降低;另一方面煤层气的解吸产出时煤基质收缩,产气通道增大,其导流能力增加.故煤层气定量排采中可以设计合理的产气量使产气通道达到最佳的导流能力,以优化煤层气的排采制度.     

基于传递矩阵法的高压气井生产管柱固有频率分析

通过分析油田气井内高压、高速天然气流动诱发的生产管柱振动,建立了考虑天然气流速、压力、管柱轴向力以及重力的高压气井生产管柱面内振动八方程模型。使用传递矩阵法,系统分析了天然气流动效应和管柱轴向力对管柱固有频率的影响;并求解生产管柱以及弯曲管柱面内振动的固有频率;同时建立了一种近似计算重力管柱固有频率的新方法。通过实例研究表明,随着天然气流速、压力、管柱轴向力等参数的增大,生产管柱固有频率逐渐减小,直至失稳。天然气压力、管柱轴向力以及重力对系统固有频率影响较大;而实际开采过程中天然气流速对系统固有频率的影响较小;弯曲管柱前两阶固有频率随流速增大出现耦合模态颤振现象。     

基于风险矩阵和层次分析法的深水气井测试作业风险评估

为有效梳理深水气井测试作业风险,分析了深水测试作业中潜在的主要风险,将深水测试风险划分为井况与环境风险、井筒与设备失效风险和操作与管理风险3个风险评价单元,确定了深水测试作业风险评估的33个评价指标,建立测试作业的完整性评价模式。结合风险矩阵法和层次分析法(analysis hierarchy process, AHP),确定了各评价指标发生风险的严重程度与可能性以及相对权重值,通过计算深水气井测试作业的风险度得到对测试作业风险等级的划分,并将其应用于某深水气井测试作业的风险评估。     

间歇生产气井井网智能系统的研制

随着天然气的产出,地层能量下降,间歇气井愈发增多,针对衰竭但尚有一定产气量的间歇生产气井进行增产投资与收益不成正比的问题,在传统单井监控系统基础上,基于三菱FX系列可编程逻辑控制器研制了一套间歇生产气井井网智能监控系统。该系统将单个气井物联,形成井网,以三菱FX系列可编程逻辑控制器为系统中枢,统筹数据采集、监控与逻辑处理、数据传输、应急阀系与供电五大子模块,使得全井站数据实时传入控制终端,结果表明,该系统能以较低的成本投资,实现全井站气井整个寿命周期的实时数据监测,特别针对间歇生产气井可实现后期衰竭饱和自动采集,极大程度提升了井站的实时监控效果、间歇生产气井的开发程度与节能效果。