具有蜡沉积的凝析气藏气液固微尺度变相渗流动力学模型研究

在深层高压凝析气藏衰竭式开发过程中,当压力低于析蜡点和露点压力时,蜡和凝析油会在井筒附近聚集,堵塞凝析气的渗流通道,降低凝析气相有效渗透率;当压力低于析蜡点压力时,蜡的析出会堵塞孔隙喉道,使流动阻力增大而损耗能量、降低产能。从实验和微观动力学理论角度研究了凝析气藏衰竭式开发时的反凝析过程中气液固的流动特征。通过高温高压条件仿真微观可视化模型模拟地层凝析气液固流动来直接观测凝析油、蜡流动特征。阐述了蜡沉积运移规律和凝析油气固变化特征和输运规律。揭示了凝析油充填孔隙角隅和孔道(小孔隙充满连续流动、大孔道为溪状流)、凝析液为贴壁流和溪流的规律和凝析气液固渗流过程中蜡沉积吸附在多孔介质表面、蜡沉积随气相悬浮流动和推移流动、蜡沉积在凝析液中随凝析液流动的规律。建立了变相微尺度动力学模型方程。

射孔段管柱瞬态响应及应力强度分析

为了了解射孔爆轰载荷作用下射孔段管柱的动态响应和应力强度安全性,应用ANSYS有限元分析软件建立了射孔段管柱有限元模型,对射孔段管柱进行瞬态响应及应力强度分析,得到了射孔段管柱振动位移、速度、加速度及等效应力等对射孔冲击载荷的响应规律,并考察了射孔段管柱长度和壁厚对管柱应力强度的影响。分析结果表明:在射孔爆轰载荷作用下,射孔段管柱受压缩和拉伸冲击载荷交替作用;管柱各处的振动位移、速度和加速度都随时间做周期性变化,且周期相同;距离封隔器越远(距离射孔爆轰源越近),振动速度和振动加速度幅值越大;射孔冲击引起的管柱振动加速度峰值可以达到重力加速度的数百倍,从而产生剧烈的动载;离封隔器越近,管柱的振动位移越小,但管柱的等效应力越大;射孔段管柱越长,管柱壁厚越厚,最大等效应力越小。所得结论可为射孔段管柱优化配置提供参考。

封隔器腐蚀环境下的接触密封性能研究

在高矿化度腐蚀性流体中,封隔器胶筒性能容易劣化,造成密封失效。以海外Jeananol油田高矿化度和二氧化碳腐蚀环境为例,针对分层注水压缩式封隔器(Y341型)接触密封特性开展了研究,测定了常用封隔器胶筒材料——氢化丁腈橡胶性能的劣化特征,然后运用数值计算方法,对封隔器胶筒的非线性接触力学行为进行有限元模拟,分析了不同坐封压力下的封隔器胶筒压缩距和胶筒与套管的接触应力,及在不同压缩距下封隔器胶筒材料性能劣化后的接触应力降低情况。研究结果表明:由于分隔器胶筒材料被腐蚀后的性能劣化,使接触应力降低了17.17%~28.23%,密封性能变差。研究成果为该类油藏封隔器的选型和工作方案优化设计奠定了基础。