深层碳酸盐岩地层长水平段钻井井筒温度分布模型研究

为克服深层海相碳酸盐岩地层长水平段钻井作业过程中的井下高温问题,结合深层海相碳酸盐岩气藏长水平段钻井过程的特点,建立了综合考虑多源项、非牛顿流体螺旋流动、变热物性参数的钻井井筒瞬态温度分布数值模型。基于该模型,研究了水平段长度、循环时间、钻井液排量、入口温度对井筒温度分布的影响规律。结果表明:随着水平段长度的增加,井底温度会显著增加;增加循环时间、增加循环排量、降低钻井液入口温度等措施对降低深层长水平段井底温度的作用有限。可见,为保障深层碳酸盐岩油气资源开发的顺利进行,须提高旋转导向工具的耐温极限。

井筒流压快速分析方法及其在CO_(2)井中的应用

井筒作为井筒内工质流体和地下储层发生物质和能量交换的主要通道,其内部流体温度场和压力场的准确预测是深部流体注采工程中至关重要的内容,控制工程生产效率与安全性评估。通过总结前人研究工作,发现井筒内流体压力随深度近似线性变化的特征,在此基础上,提出一种关于井筒内流压的快速分析方法;建立了基于井筒内流体的质量守恒方程、动量守恒方程和能量守恒方程的井筒内流体温度、压力耦合计算模型,并利用该耦合模型就所提快速分析方法中待定参数与流体工况、井筒参数、地层物性等参数变化的敏感性进行分析;针对CO_(2)井,给出了井筒内流压快速分析表达式,结合工程现场数据进行验证,压力解精度在工程应用许可的范围内。所提井筒内流压快速分析方法基于文献统计得出,适用于气井、液井、生产井、注入井等,覆盖范围较广,具有计算参数少、方便快捷的特点,针对某指定工质流体的快速分析表达式中的待定参数可由室内研究人员给出。研究结果对现场工程师具有极大的便利性。

状态方程型井筒三相流模型

本文从相态研究入手，用状态方程和相平衡计算描述流体在井筒中的相态变化，通过能量方程计算出井筒多相流压力分布以及油气水分布。本文方法适用于各种井筒（直井和斜井）以及各种类型的流体（黑油、挥发油、凝析气、湿气和干气）。

超临界CO_2压裂井筒流动模型及耦合求解

超临界CO_2压裂是一种新型的无水压裂技术,井筒温度和压力准确预测是该技术成功实施的关键。基于Span-Wagner状态方程和Fenghour输运性质模型,结合质量、动量和能量守恒方程,建立考虑热量源汇的超临界CO_2压裂井筒流动解析模型,采用压力和温度以及油管-环空-地层的迭代计算,实现井深和径向方向的双重耦合数值求解。通过对比分析经典模型和现场实测数据,分别验证模型的推导过程和精度。结果表明:气体膨胀或压缩做功对井筒温度和压力的影响不能忽略;大排量超临界CO_2压裂过程中,须考虑摩擦生热对井筒温度和压力的影响;焦耳-汤姆逊效应对井筒温度和压力影响较小,工程计算中可忽略。

基于井筒离散模型的多元热流体吞吐机理

海上稠油油藏在多元热流体多轮次吞吐后,产量明显递减,开发效果变差。由于缺乏对多元热流体吞吐机理的认识,很难提出吞吐后开发调整的有效措施,有必要对水平井多元热流体吞吐开发机理进行研究。采用数值模拟方法,优选出井筒离散模型,通过与热水吞吐对比,剖析了多元热流体吞吐过程。结果表明,考虑多元热流体变质量流动影响以及井筒与地层耦合作用的井筒离散模型,能更真实反映稠油油藏水平井多元热流体吞吐的温度场和黏度场变化。井筒离散模型下的多元热流体吞吐模拟结果表明,沿水平井加热范围呈“长勺”状,且气液分离导致降黏范围逐渐增加。多元热流体吞吐通过热气复合降黏、扩大波及系数、气体辅助重力泄油和提高热效率,达到提高采收率的目的。

依据油藏与井筒耦合关系建立水平井分段采油优化模型

对于水平井的分段采油,考虑到裸眼完井方式下水平井井筒内管流与油藏渗流的耦合关系,建立了封闭油藏、定压油藏的两个新耦合模型。针对这两个新耦合模型,建立了以水平段每段长度和中心点位置为研究对象的新水平井分段采油优化模型。在保持井产量最高的前提下,分段利用遗传算法最终给出了一套具有实际应用价值的水平井最优分段方案。对于油藏厚度、开采时间等重要参数发生变化时产量的变化规律进行了讨论,给出了几种情况下的典型曲线,可用于水平井分段采油设计。

气举环空注热天然气井筒温度预测新模型

气举环空注热天然气井筒传热过程复杂,在前人研究的基础上,全面考虑气举环空注热天然气井筒实际传热过程,建立新的井筒传热模型,修正了前人温度预测模型。通过现场试验实测数据拟合得到井筒传热新模型中环空传热等效半径,确定新温度预测模型必要参数,然后通过多个现场试验实例对新温度预测模型进行验证,从预测的准确性和热天然气影响深度两方面证明新温度预测模型较可靠。

一个改进的井筒温度模型

在气井的试井过程中,由于井筒流体向地层散热,使得流体温度发生改变。在某些气井中,在关井阶段出现流体温度先上升后下降的情况。常规气井解释方法没有考虑温度变化的影响,无法正确解释此类异常现象。对Hasan提出的井筒温度模型进行改进,考虑了焦耳—汤姆逊效应引起的温度变化,使得该模型能够预测并计算井温变化情况。

注汽井油套管环空氮气隔热井筒传热物理模型设计

为了搞清稠油注汽热采井油套管环空氮气隔热技术的影响因素和操作条件 ,实现注汽热采井油套管环空氮气隔热井筒传热技术的室内物理模拟 ,依据井筒传热原理 ,遵循相似准则 ,按技术指标比例建模 ,在室内建立了同心油管氮气隔热井筒传热、光油管氮气隔热井筒传热物理模型各一套。通过利用数值模拟技术对井筒径向传热温场进行了验证 ,验证结果证明了所建模型的科学性和实用性。

基于IPR曲线的井筒—储层非稳态耦合模型

传统上，将IPR曲线与垂直管流（VFP）曲线相结合可获得气井产能。该方法最早于1954年提出，但无法准确描述平均流压与平均产量的瞬态变化，获取这些参数的真实变化情况需要耦合储层模型与井筒模型。常规处理方法耗时耗力，且成功率与准确度有限。常规模型假设井底流压恒定，而实际生产中流压随时间变化明显，因此，大多数IPR模型不再适用。

关于注CO_2井井筒温度场的模型研究

注二氧化碳提高采收率是一种很具潜力的增油措施,在注入二氧化碳的过程中由于地层和井筒内存在温差,热量会由地层向井筒内传递。主要以注二氧化碳井筒温度场计算模型-注二氧化碳井井筒瞬态温度-压力耦合模型的演变方式为研究目标。

基于VB和HYSYS的地下储气库地面井筒一体化压力计算系统

已有HYSYS软件本身没有井筒模块,不能在HYSYS中实现对地下储气库注采气井筒部分压力系统的模拟。为此,通过分析地下储气库注采气井井筒压力传递机理,建立了井筒压力计算数学模型;在此基础上,基于VB软件开发平台,利用HYSYS模拟软件的Extension模块扩展功能,将地下储气库注采气井井筒压力传递模型嵌入HYSYS新的单元模块,由此可方便地实现注采气井井口压力与井底压力之间的数值关联计算与压力模拟传递,并且在HYSYS的PFD模拟流程图中可以直接调用扩展开发的井筒模型。仿真计算结果表明,采用开发出的井筒压力传递模块模拟计算出的压力数据与实测数据偏差很小,能满足现场模拟计算的需求。此外,基于VB与HYSYS模拟平台对地下储气库注采气井井筒模块的成功开发使得地下储气库地面井筒压力模拟更加便捷,操作过程简化,实现了地下储气库地面管网压力系统与注采井筒压力系统的一体化模拟。

氮气隔热井筒传热物理模拟研究

为配合辽河油区稠油注汽热采井套管环空氮气隔热技术的应用 ,首次在室内开展氮气隔热井筒传热物理模拟研究。通过模拟不同注汽条件 ,评价了热采井采用同心油管与光油管环空充氮气的隔热效果、影响因素和适用范围 ,为现场注汽井筒氮气隔热技术的应用推广提供了技术支持。

油藏-井筒-管网一体化耦合模拟方法及应用

油气田开发生产系统包含油藏、井筒、管网三大生产环节。传统数值模拟方法主要模拟油藏中流体的流动,而油藏-井筒-管网一体化耦合模拟同时反映油藏供液能力、井筒举升能力和管网集输能力,对准确预测生产态势、实现生产系统全流程优化具有重要意义。通过研究井筒-管网模型建立方法及流体多相管流相关式适应性,实现了井筒、管网内流动模拟和流动保障模拟;通过节点链接建立一体化模型,耦合关键节点的流动关系,形成了油藏-井筒-管网一体化耦合模拟方法,实现了油气田开发全流程模拟。基于埕岛油田西A区块,根据海上油田实际生产需求和约束条件,优化生产制度、配产配注等,基于一体化模型进行全流程优化,最大程度提高了油气田开发系统产量效益。

页岩气井体积压裂井筒温度计算及套管强度变化分析

页岩气井体积压裂排量大、时间长,压裂过程中井筒温度变化剧烈,引起的温度应力对套管强度具有较大影响。在考虑压裂液摩擦生热以及排量与壁面换热系数关系的基础上,建立了页岩气井套管压裂过程中井筒温度场模型,对压裂过程中温度瞬态变化进行了计算。结果表明:页岩气井套管压裂过程中井筒降温幅度较大,储层温度为78.5℃时最大降幅达到64.7℃;跟端和趾端温度差最大值出现在压裂初期60~210 s。依据推导出的套管抗外挤强度计算公式进行强度校核分析,结果表明,温度应力对套管抗外挤强度产生较大影响,且随着压裂排量的不断增大,抗外挤强度降幅也不断增大,冬季施工压裂液排量为20 m^3/min时,套管抗外挤强度降低16.4%。

裂缝性气水两相地层井筒组合数值模拟

气水井试井对天然气开发具有重大意义。借助数值模拟方法了解地下气流和水流的变化 ,对于提高采收率是极为重要的。通常的数值模拟中仅考虑了储层的渗流动态 ,而把井筒视为线汇处理 ,这不能准确的反映出井筒和储层之间的相互影响。建立了气水两相组合模型 ,借助有限体积法导出了组合模型的离散方程 ,并讨论了求解的边界条件。

立井井筒掘进工作面煤与瓦斯突出RFPA仿真模拟研究

通过建立立井井筒物理力学模型,运用RFPA2D对立井井筒掘进工作面煤与瓦斯突出过程进行模拟,再现井筒揭煤时煤与瓦斯突出过程,分析所得图表,总结立井井筒掘进工作面煤与瓦斯突出的一些规律,为立井井筒揭煤制定合理有效的煤与瓦斯突出防治措施提供理论依据。

基于瞬态温度压力监测的分层测试反模型

多层油藏的传统分层测试方法是基于瞬态流量压力耦合模型建立的,但是由于实际生产过程中进行井下瞬态流量测量具有很大难度,且精度较差,因此传统分层测试方法的后期解释结果受瞬态流量影响很大,经常出现较大误差。利用目前被大规模应用的永久式井下温度和压力传感器,提出了基于瞬态温度压力耦合模型的分层测试方法,在前期正模型和可行性研究的基础上,着重研究了该方法中最为关键的反模型部分。通过建立合理的目标函数,应用Levenberg-Marquardt算法,建立了用于回归多层油藏分层属性的反模型,并编制程序进行求解,实现了通过瞬态实测温度和压力对多层油藏分层属性参数(渗透率、伤害渗透率和伤害半径)的求解。通过双层合采和4层合采油藏2个算例,对该测试方法的测试流程、数据选取要求、解释步骤和解释精确度进行了分析。结果表明,所建反模型可以与前期工作建立的正模型配合使用,解释效果较好。基于瞬态温度压力耦合模型的分层测试方法大大缩短了测试时间,对生产影响较小,解释精度高。

IPM软件在浅海油田井筒压力计算的应用

浅海油田井筒压力计算的准确性有利于保障油田的高效生产与开发。针对海上油田井筒管柱特点,运用油藏工程软件,建立单井井筒管流模型,选用不同运算方法,计算单井井底压力。通过实例计算,优选出适合于浅海油田的井筒计算方法,并根据A油田实际特点,推荐了相应适合的井筒压力计算方法。该计算方法计算值与实际值相对误差小于5%,可准确反映井筒实际管流特征。

软件工程方法在井筒地质建模中的应用

软件工程是一门强调采用工程的概念、原理、技术和方法来开发软件系统的科学。它使用生存周期方法学设计软件系统,主要包括:需求分析、总体设计、详细设计和系统实现几个部分。本文以井筒周围地层为研究对象,通过对计算机图形技术、地质建模方法的探讨,介绍了一种使用计算机软件工程思想实现井筒地质模型的方法。