高气液比油井井筒压降实验及理论模型研究

深层、超深层油藏中普遍存在着高气液比油井,具有井筒压降大、流动规律复杂的特点。准确预测井筒压降、气体析出位置以及含气率等井筒流动参数对于油井停喷时机预测以及人工举升工艺设计至关重要。为此,文中开展了油-气-水三相流动规律模拟实验,分析了气流速、液流速、含水率和井斜角等参数对持液率的影响规律。基于实验结果分析低压实验与高压气井流动相似性,考虑压力变化对气相密度的影响,修正了气液相无因次准数,建立了新持液率计算模型,模型与实验结果相对百分误差和绝对百分误差仅为0.88%和12.50%。进而建立了高气液比油井井筒压降预测模型,采用47口油井现场实际生产测压数据验证新压降模型,结果表明新模型相对性能系数在所有评价模型中最低,仅为0.22,表明模型预测精度高,能够满足工程需求。

井筒压降对底水油藏水平井生产动态的影响

底水油藏水平井生产动态预测是制定油藏开发方案的重要依据。文中将井筒、油藏视为耦合系统,建立了油水两相管流-渗流耦合数学模型和有限元数值模拟方法,在此基础上开展了底水油藏水平井生产动态研究,分析了井筒压降对水平井见水时间、无水采收率及储层动用均衡性的影响。结果表明:井筒压降导致水平井跟端见水时间提前,无水采收率降低,储层动用程度均衡性变差;采液速率越高,井段越长,忽视井筒压降所引起的底水油藏水平井生产动态预测结果的误差则越大。该研究成果对水平井控水方案设计具有一定的参考价值。

考虑井筒压降的底水油藏水平井见水时间研究

为了明确水平井筒内流动对出水时机的影响,基于油藏渗流与井筒管流耦合方法,研究了考虑井筒压降的底水油藏水平井见水时间,分析了见水时间随水平井产量、水平井筒长度等因素的变化规律.研究结果表明:受井筒压降作用,从水平井趾端到跟端,油藏向水平井筒流入量逐渐增大,与不考虑压降模型相比,见水时间提前;提高水平井产量使见水时间提前,水平井产量超过20 m3/d时,见水时间计算中忽略井筒压降将造成明显误差,产量越高,误差越大;水平井长度增加,见水时间推迟,水平井长度超过400 m时,井筒压降对见水时间产生明显影响,使见水时间随长度变化速度减慢,水平井长度超过2 000 m后,受压降作用,见水时间不再随长度变化.实际生产条件下,井筒压降对见水时间作用显著,底水油藏开发决策中应考虑其影响.

考虑井壁径向流入的大位移井井筒压降计算

根据大位移井井筒流动特征 ,应用质量守衡、动量守衡原理建立了考虑井壁流体径向流入的任意倾角的大位移井筒压降计算模型。普通水平管内单相液流压降模型和Dikken的压降模型是所建模型的特例。在井筒为单相层流、紊流的情况下 ,对考虑了井壁流体流入的摩擦系数进行了分析讨论 ,对不同井长和井产量用实例分别计算了单相流情况下井筒的压力分布和压降。计算结果表明 ,在井筒较长、井产量较高时 ,不能忽略井筒压力降。

考虑井筒压降的水平井产能影响因素研究

水平井井筒内压降对水平井生产动态有较大影响,特别是当水平段较长时,将导致水平井筒末端油藏和井筒的压降很小,甚至为零。根据质量守恒定律和动量定理,在建立裸眼完井水平井筒内单相变质量流动压降方程的基础上,建立与油藏耦合的产能计算模型,分析了各因素对水平井产能的影响。通过研究发现,对于具体油藏具体水平井存在一个最优的水平段长度,同时水平井井径、流体粘度、流体密度、油层厚度、水平段到油藏底部距离、水平渗透率和垂向渗透率等参数均会对水平井的产能造成一定的影响。

水平井变孔密分段射孔井筒压降计算模型

射孔是水平井完井的主要方式,由于流体在水平井筒内的流动为变质量流,在水平井筒内必然因流体的流动而引起压力损失,主要包括摩擦压力损失、加速压力损失以及混合压力损失。以渗流理论和流体力学相关知识为基础,考虑地层流体和井筒流体的相互耦合作用以及现场的实际需要,提出了变孔密分段射孔的概念,推导出了水平井变孔密分段射孔的井筒压降模型,并分析了孔眼密度变化对水平井井筒压降的影响,为水平井新型完井方式的井筒压降计算提供了理论依据。

斜井油藏考虑井筒压降时三维势分布理论研究

根据势的迭加原理及镜像反映原理 ,考虑井筒压降 ,应用数学方法 ,建立了油藏斜井三维空间势分布计算模型 ,研究了油藏斜井三维势分布规律 ,并讨论了影响因素。应用该模型得出了不同类型油藏中多个分支井眼在油层势分布公式 ,得出了油层中某点势大小只与井筒产量、长度及该点到井筒两端点的距离有关的结论 ,为进一步研究油井的产能提供了依据。

稠油油藏水平井井筒压降规律研究

水平井技术已在稠油油藏开发过程中广泛运用,但因稠油黏度较大,水平井井筒压降已成为产能研究过程中不可忽视的问题。基于常规水平井产能理论,利用Joshi提出的方法将水平井三维渗流场简化为2个二维渗流场,运用保角变换方法以及等值渗流阻力法得到稠油油藏水平井地层渗流模型,同时考虑井筒变质量流动,建立了地层渗流与水平井井筒管流的耦合模型。实例分析表明,井筒压降使得水平井的无阻流量减小了7.7%,且稠油油藏水平井井筒压降远远大于常规油藏水平井井筒压降。敏感性分析表明,随着水平段长度、幂律指数以及油层厚度的逐渐增大,井筒压降逐渐增大,而随着井筒半径的逐渐增大,井筒压降则逐渐减小。本次研究为稠油油藏水平井井筒压降规律的研究提供了新的思路。

裸眼完井水平含水气井分层流井筒压降计算研究

运用微分的方法对裸眼完井水平含水气井分层流的井筒压降进行了研究,针对气液两相分层流动特点,结合裸眼完井的井壁均匀入流的实际流动情况,推导出了适合计算裸眼完井水平含水气井分层流井筒压降的简单实用公式。在推导的过程中进行了如下假设:液相为不可压缩的牛顿流体;相间不存在传质;等温、稳态流动;不考虑滑脱效应,气相和液相的流速相同;井筒中气相、液相的密度为常数;忽略井壁入流引起的混合损失。采用所推导出的公式对不同井径裸眼水平气井的井筒压降进行计算,得到了水平井段的压降及水平井筒中的压力分布情况。计算结果表明在井径较小时井筒中的压降较高,因此在进行气井产能预测时不能将其忽略。水平井筒的井径对井筒压降的影响非常大,增大井径会很大程度地减小水平井筒中的压降,增加气井的产能。

水平井流固耦合及井筒压降规律分析

为了预测水平井产能和检验井壁稳定性与储层变形、流体渗流及井筒压降的耦合作用密切关系,考虑了近井储层变形和径向渗流及井筒内变质量管流流动的相互作用,建立了耦合力学数学模型,并对其进行了数学解耦,推导出孔隙压力解析解,主要分析了反映储层变形的物理力学性质非线性程度对孔隙压力和径向渗流对水平井井筒压力降的影响规律。研究表明:储层物理力学性质的非线性程度越明显,孔隙压力消散得越慢;计算井筒压力降时,应考虑径向渗流对主流流动的影响,且径向渗流对井筒压力降变化有较大影响;储层变形、径向渗流和井筒压降之间的耦合效应与非耦合效应差别较大,在实际工程中,不应忽略耦合效应。

考虑井筒压降的稠油油藏水平井产能研究

为了明确井筒内流动对产能的影响,建立了考虑井筒压降的稠油油藏水平井产能预测方法。首先将水平井离散成N段,针对宾汉流体型稠油,依据等值渗流阻力理论,综合保角变换、叠加原理等方法,推导出考虑启动压力梯度的微元段上流入量表达式;然后根据动量平衡原理,考虑摩擦阻力与加速阻力,推导出微元段上压力损失表达式;最后根据变质量流性质,建立水平井流入量与压力损失的耦合关系,运用数值方法,得到耦合模型数值解,求出水平井产量。实例研究表明:稠油油藏水平井开采时,井筒内存在明显压力损失,使水平井产量降低,这种影响随启动压力梯度与原油粘度增大而降低。

考虑井筒压降的水平井流入能力分析

通过在单相、稳态的条件下建立储层渗流和井筒流动的耦合模型来计算水平井的产能,并且建立了井筒压降对水平井稳态产能计算的误差模型,在此基础上对水平井稳态产能计算的影响因素进行了敏感性分析。研究表明,当水平井段长度为400m,井筒内壁相对粗糙度为0.01时,产能为1150m3/d,产能误差E为10%。产能误差E的引入更有效地分析了水平井流入能力的适用范围,当E大于10%时,由于压降引起的产能误差不能忽略,即E的允许上限为10%。

页岩气水平井井筒压降计算新模型

井筒压力计算是气井生产动态分析、优化配产和排水采气设计的基础。页岩气井生产具有井口压力、产量、气液比等参数变化快的特点,全生命周期的井筒压降难以通过现有单一模型准确预测。文章以页岩气水平井为研究对象,开展空气—水两相管流实验,分析了表观气流速、表观液流速、井斜角、管径对持液率的影响规律。基于实验测试数据,引入滑脱速度,建立了实验条件下持液率计算新模型,修正气相/液相无因次准数来实现实验低压向气井高压条件转换。采用Mukherjee&Brill模型计算页岩气井井筒摩阻,形成了页岩气井井筒压力降计算新模型。经页岩气井现场生产数据验证,新模型平均相对百分误差为-5.48%,明显优于常用的气液两相管流模型。该模型对于页岩气水平井高效开发及生产动态分析提供理论技术支撑。

考虑井筒压降的稠油油藏水平井产能研究

为了明确井筒内流动对产能的影响,建立了考虑井筒压降的稠油油藏水平井产能预测方法。首先将水平井离散成N段,针对宾汉流体型稠油,依据等值渗流阻力理论,综合保角变换、叠加原理等方法,推导出考虑启动压力梯度的微元段上流入量表达式;然后根据动量平衡原理,考虑摩擦阻力与加速阻力,推导出微元段上压力损失表达式;最后根据变质量流性质,建立水平井流入量与压力损失的耦合关系,运用数值方法,得到耦合模型数值解,求出水平井产量。实例研究表明:稠油油藏水平井开采时,井筒内存在明显压力损失,使水平井产量降低,这种影响随启动压力梯度与原油粘度增大而降低。

川西气田斜井井筒压降预测及其应用研究

气水同产井井筒压降监测是排水采气措施制定的基础,常规的井筒压降监测主要依靠下入电子压力计实测和依靠模型预测来获取。下电子压力计实测方式存在耗时、成本高的缺点,通过模型预测方式在垂直井中应用效果较好,但在斜井中由于流动形态较垂直井差别较大造成准确性较差。川西气田普遍采用丛式井组开发,由于气井产量、压力差异及井身结构复杂性,气井井筒压降难以有效监测,排水采气措施的实施很难做到"有的放矢"。为此,根据川西气田斜井井眼轨迹特征,将斜井井眼轨迹按照垂直段和倾斜段进行井筒压降分段模拟,通过实测数据和预测数据对比实现分段压降模型优选,得到川西气田斜井井筒压降预测组合模型,并通过全井筒压力计算与实测对比表明该模型准确可靠。运用该组合模型在川西气田斜井中开展井筒压力计算31井次,并对井筒流态进行了分析,根据分析结果实施的排水采气措施,平均措施有效率提高了10%,现场应用成效显著。

水平气井非均匀产剖储层-井筒压降耦合模型

为了准确得到非均质储层水平气井井筒内压力分布情况,结合水平井筒变质量流的压降公式、裂缝渗流的产能公式和产剖测试分析。建立了水平气井非均匀产剖储层-井筒压降耦合模型,通过微元法将非均质储层转化为均质储层求解模型。该模型将井筒水平段压降分为环空回流段和套管变质量流段两部分压降进行计算,同时考虑了摩擦压降、加速度压降和重力压降的影响。结果表明:油管鞋为井筒水平段压力最低点,从油管鞋位置向水平段两端压力逐渐增加。随着油管下深和产气产水量的增加,水平段油管内压力逐渐增加,环空及无油管段压力也随之增加,即生产所需的最低压力逐渐升高。利用F页岩气田气井真实数据进行实例计算验证了模型的正确性,可以用于指导现场实际开发。

井筒压降对水平井注采系统的影响研究

根据质量守恒方程和动量定理,建立了具有管外环空并考虑井筒压降的水平井模型。根据油水两相渗流理论,建立了储层模型并根据耦合条件对水平井模型进行了耦合并求解。以胜利油田某区块地质参数为依据建立了水平井一注一采时的油藏模型,对跟端对跟端以及跟端对趾端两种水平井排布方式分别进行了模拟。模拟结果表明,跟端-跟端排布时随着生产的进行产液剖面越来越不均衡;而跟端-趾端排布时产液剖面存在自动均衡现象,有助于提高原油采收率。

考虑井筒压降的水平井产能研究

在水平井实际生产时,井筒流动和油藏渗流是一个相互影响、相互作用的整体,合理描述水平段的流体流动规律和压降关系,对于准确预测水平井产量有重要意义。从水平井渗流机理出发选取底水驱油藏的采油指数和Novy模型,通过体积平衡原理建立稳态条件下水平井筒流动和油藏渗流的耦合模型,对考虑井筒压降的水平井产能进行了研究,对该模型在层流和紊流的条件下进行求解,分析了影响水平井产能的各种因素。

靖边气田见水气井井筒压降分析

常规的井筒内单相流压降分析的发展目前较为完善,而针对见水后气井的井筒压降分析仍值得进一步分析和探讨。以靖边气田为例,建立了含水气井筒压降的分析模型,并进行实例计算和分析验证,计算结果相对可靠,取得了较为准确的气井井筒压降计算方法。并探讨了气井积液分析的相关技术,为排水采气措施的制定提供理论依据。

井筒压降对水平井入流动态的影响分析

针对目前分析油藏三维渗流过程中存在的问题,通过阐述水平井技术应用的基本情况及各类模型的建立方法,来分析井筒压降对水平井入流动态的影响因素。