基于平衡流速的水平井砾石充填α波砂床平衡高度预测与试验

基于Gruesbeck,Oroskar和Penberthy 3种固液两相管流平衡砂床上部平衡流速经验公式,考虑复杂的井底管柱结构和筛管偏置等情况,提出水平井砾石充填α波砂床平衡高度预测方法;利用自行研制的水平井砾石充填全尺寸试验模拟装置进行筛管偏置度、流量、砂体积分数对α波砂床平衡高度影响的试验.结果表明:基于Penberthy与Oroskar平衡流速经验公式的砂床平衡高度计算结果与试验值偏差较大,基于Gruesbeck经验公式的预测模型的计算结果与试验结果比较吻合,进行必要的修正后可用于水平井砾石充填α波砂床平衡高度预测;筛管偏置趋向于增大砂床高度,在实际施工过程中,应尽量避免筛管偏置下垂情况的发生;试验中砂体积分数为2%～8%,属于较低值范围,试验条件下砂床平衡高度随砂体积分数的增大而增大.     

一种计算深井泵柱塞冲程的新方法

冲程损失是影响泵效的一个重要因素 ,计算泵效时 ,常规的方法只考虑由静载荷和最大惯性载荷引起的冲程损失 ,而没有考虑振动载荷对冲程损失的影响。在对悬点运动规律分析的基础上 ,提出了一种计算抽油杆柱振动位移及考虑抽油杆柱上加速度分布后惯性载荷引起的附加柱塞冲程的方法。实例计算结果表明 ,计算所得的附加柱塞冲程是不可忽略的 ,在对有杆泵井参数优化设计及有杆泵井的诊断分析时 ,可以采用该方法。这种新的计算方法有助于提高抽油机井工况诊断的准确率及参数优化设计的精确度     

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。     

大斜度井砾石充填机理

将大斜度井砾石充填过程分为3个阶段,分析了各阶段的充填机理。考虑携砂液向地层的滤失以及井筒环窄、冲筛环空之间的流体质量交换,分别建立了井简环空、冲筛环空两个独立流动系统的砾石、携砂液的质量和动量守恒方程,以及各系统间的流动耦合方程,得到了描述大斜度井砾石充填过程的数学模型。算例分析表明：由于井筒滤失的存在,向井筒末端方向砂床高度逐步升高,其升高的速度随井筒滤失的增加而增加;在整个充填过程中,要保持充填顺利进行,井筒内流动压力足不断增加的,尤其在第2个充填过程结束第3个充填过程开始后,流动压力会有一个明显的增大以克服快速增加的流动阻力。     

注聚井绕丝筛管性能评价及结构优化

机械筛管是疏松砂岩油藏的聚合物驱注聚井主要防砂形式,筛管的选型和参数优化不但要考虑对地层砂的防砂效果,还需要考虑注聚期间筛管对聚合物溶液粘度保留率。本文通过筛管内注聚合物实验、挡砂堵塞实验以及堵塞后注聚合物实验,分析不同缝型缝宽绕丝筛管的堵塞规律及挡砂情况,结合过筛管聚合物粘度保留率进行综合性能对比。结果表明,干净筛管对聚合物粘度损害较低,而筛管堵塞后对聚合物粘度损害大大增强,重新注聚时的自解堵能力对聚合物粘度起决定性影响。缝型结构对挡砂堵塞影响明显,是否有利于形成砂粒桥架沉积决定了筛管堵塞程度。对于目标油区中值粒径130μm地层砂,180μm精度倒梯形缝筛管表现出最优综合性能。该研究考虑筛管对聚合物剪切降粘特点和挡砂堵塞,提供了一种综合对比评价方法,可为注聚井绕丝筛管防砂条件下的缝型缝宽优选提供参考和借鉴。     

春光油田白垩系储层机械防砂筛管性能评价与优选实验

机械筛管是防砂井井下防砂管柱的关键组成部分,其类型和性能决定了挡砂效果和油井防砂后产能以及总体服务期限。春光油田白垩系储层为疏松砂岩易出砂储层,为了选择合适的机械防砂筛管类型,使用自行研制开发的挡砂介质性能评价径向流驱替实验装置,模拟春光油田地层砂和生产条件,对割缝筛管、复合精密筛管、绕丝筛管、金属棉滤砂管等四种类型的筛管样品进行了性能评价实验。根据动态实验数据,研究提出了筛管的流通性能、挡砂性能及其评价指标的计算方法,系统地评价了四种筛管的流通性能、挡砂性能并得到了具体的量化评价指标。实验综合对比表明,对于春光油田白垩系储层,割缝筛管的挡砂性能和流通性能均较低;金属棉滤砂管的挡砂性能最好但堵塞后的流通性能较差;绕丝筛管的两项指标均衡但总体偏低;复合精密筛管的两项指标相对均衡并均比较高,推荐作为春光白垩系储层首选的机械防砂筛管类型。     

筛套环空砾石层压降的简化计算模型

在砾石充填井筛套环空砾石层的压降计算中,将液流简化为单向流或径向流计算得到的压降与实际值相差较大,描述这种发散流的Yildiz等人的模型复杂,且求解困难,不便于应用。因此,提出一种砾石层压降的简化计算方法,即将环空砾石层中的发散流简化为锥形流,根据Forchheimer方程导出计算压降的新公式。计算结果表明,锥形流模型与Yildiz等人的模型计算结果非常接近,并且应用更简便。分析结果还表明,油井产量以及射孔孔径和孔密度是影响砾石层压降的重要因素。     

水平井砾石充填过程中的变质量流

由于携砂液向地层的滤失以及通过筛管缝隙的流体质量交换,水平井砾石充填过程中冲筛、井筒环空两个流动系统均为复杂的变质量流。考虑变质量流特征,分别建立井筒环空、冲筛环空两个独立流动系统的砾石、携砂液的质量和动量守恒方程,以及各系统间的流动耦合方程,得到水平井砾石充填过程中的变质量流动数学模型。数值求解后可计算压力、流量、窜流量、滤失量等随时间和位置的变化规律,为水平井砾石充填的优化设计提供基础。     

疏松砂岩油藏水平井管外地层塑性挤压充填模拟

针对水平井管外地层砾石充填问题,将水平井近井地层分为弹性区、压实区和填充区,根据Mohr-Coulomb准则以及平面应变轴对称问题的基本理论,建立疏松砂岩地层高压挤注条件下的水平井管外地层塑性挤压充填模拟数学模型。模拟分析结果表明:由于沿水平井井身轨迹的岩石力学参数及地应力的非均质性,管外地层塑性挤压充填剖面也表现出较强的非均匀性;岩石强度相对较低的井段,最终挤压破坏的半径相对较大;井底施工压力较高时,水平段管外塑性挤压破坏程度沿井身轨迹的变化差异比低施工压力时更加明显;随着井底压力增高,泊松比对充填扩张率的影响可以忽略,岩石内摩擦角、内聚力和弹性模量对充填扩张率影响均较大。     

油管掺液稠液泵井筒流体温度分布计算

根据传热学和能量平衡原理，考虑环空产出液与油管掺入液及地层之间的双重热传导作用，同时考虑了由流体相变导致的焦耳－汤姆森效应，建立了稠油泵井筒流体温度分布数学模型，并研究了温度分布随时间的变化规律，编制了计算程序，该程序能用于计算任意生产时间及井筒深度下掺入液及产出液的温度，计算结果表明，在一定条件下，生产时间及焦耳－汤姆森效应对井筒温度分布有明显的影响。