气井垂直管流计算方法的推导与应用

在气田开发的气井优化生产、油田开发的注气保持压力、地下储气库的注气与采气等方案的设计中,经常用到垂直管流计算公式。该方法在国外比较成熟,文献经常介绍。虽然,这些方法在我国的期刊和著作中经常使用,但仍缺少比较完善的理论推导。而国外以英制单位为基础的推导,也让人有望而却步之感。根据能量平衡原理,利用流体力学中的伯努利(Bernoulli)方程,考虑气体在管中流动存在的摩擦压力损失,以SI单位为基础进行了理论推导和单位变换,得到了计算气井井底流压、井底静压和产气量的方法。针对具体实例,采用推导的计算公式,详细介绍了计算方法和步骤。计算结果表明,试差迭代法可以快速计算得到井底流压。

一种计算多相垂直管流井底流压的新方法

半个多世纪以来 ,国内外学者已经提出了许多垂直管多相流井底流压的计算方法。这些方法主要是基于多相流处于稳态流动 ,通过各种流态模型的建立和适用条件研究 ,较好解决了多相流井底流压的计算问题。如 :Hasan -Kabir相关式、Hagedorn -Brown相关式、Aziz相关式、Beggs -Brill相关式、Orkiszewski相关式等。但是 ,至今还未见到多相垂直管流不稳定流井底流压的计算研究的专题报道。文中就此介绍一种计算多相垂直管流井底流压的新方法 。

简易气液两相垂直管流模拟实验平台设计及应用

针对教学及实验需求,设计了气液两相垂直管流模拟实验平台,详细阐述了实验平台的工作原理、硬件设计、软件设计及实验方法等,应用该平台不仅可观察模拟井筒中气液两相流动型态变化,而且能够对气量和产液量的关系进行定量分析,以及对垂直井筒多相管流压力分布计算模型进行验证。该平台具有价格低、简单实用等诸多优点,已用于室内教学和实验,效果良好。

气井多相垂直管流段压力损失敏感性分析

井筒垂直多相管流是整个油气生产系统中非常重要的部分,流体在垂直管流中的压力损失也在其中占有很大的比例。利用广泛使用的Hagedorn-Brown垂直管流计算公式,分别改变井筒尺寸、气液比、气相和液相的相对密度以及气液界面张力,以此分析垂直管流段的压力损失和井底最小携液产量的变化。研究结果表明,井筒尺寸越大,气液比越高,气相或液相相对密度越大,界面张力越小,均会导致井底压力升高,最小携液产量变大。利用该研究结果可以减小生产环节的压力损失,优化工作制度,对气井设计和生产有指导意义。

焦石坝页岩气井垂直管流计算新模型

涪陵焦石坝页岩气田已经实现商业开发,但一直存在页岩气井井底流压难以准确预测的问题。页岩气井井底流压是页岩气藏动态分析的重要参数,目前计算井底流压的方法较多,每种方法适用的条件又不相同。针对页岩气井井底流压难以准确预测的问题,基于目前焦石坝页岩气井筒垂直多相管流中多相流处于稳态流动,运用气藏工程方法,以焦石坝页岩气井实际生产参数和多相渗流理论为依据,建立了一种页岩气井垂直管柱计算修正新模型。研究成果应用于焦石坝气田6口井的井底压力预测,理论模型计算结果与实际测量值相符较好,平均误差为8.72%。研究结果对页岩气开发有重要意义。

液—固两相食品混合物在垂直管流中单个颗粒速度分布的实验及理论研究

本文通过实验获得了单个颗粒在垂直管流中的速度分布。在实验中用数码录像方法对颗粒的轴向速度和径向位置进行了测量。考虑到非球形颗粒和羧甲基纤维素(CMC)溶液的非牛顿性,对有关文献中颗粒阻力系数计算的关系式做了修正,理论计算结果与和实验滑移速度比较表明,在靠近管道轴线的径向位置模型的计算与实验结果很接近。本文还讨论了颗粒尺寸和流体流量对颗粒速度分布的影响。

垂直管流压降梯度算法优选综合评判模型中权向量的确定

应用模糊数学方法,选取Orkiszewski等8种相关式、考虑了含水率等7种影响因素建立了垂直管流压降梯度算法优选综合评判模型模型框架。以斯伦贝谢公司的PipSim2003为计算平台,采用正交试验结合方差分析、主成分析的方法,利用方差贡献率可作为评判的权重向量这一观点,经过计算,得到了优选综合评判模型的一个权数矩阵。

大牛地气田考虑垂直管流压降合采井产能评价方法研究

大牛地气田为低渗致密气藏,具有单层产能低和多层叠合连片的特点,大部分井采用单层测试,合层开采。利用考虑垂直管流压降法,从理论和实际对多层合采井产能进行了分析和研究,结果显示,气田内合层开采井全井段无阻流量仅略小于各个层段的无阻流量之和,在开发过程中基本可以忽略。

二氧化碳气井垂直管流压力温度分布计算

根据垂直管流的能量平衡方程,综合考虑压力、温度的相互影响,同时将流体偏差系数考虑为压力和温度的函数,建立了二氧化碳气井井筒压力分布计算模型。计算时将井筒分成等高度的若干段,在每段中进行迭代求解。以松辽盆地北部徐家围子芳深9井区芳深9井实测数据为例加以验证,此计算模型具有较高的精度。对于深度低于3 500 m的二氧化碳气井,计算结果与实测数据的偏差很小。将此计算模型用于二氧化碳气井垂直管流压力温度分布计算,能够满足工程要求。

气水两相垂直管流滑脱压损研究在涩北气田的应用

在涩北气田的实际生产中气液两相垂直管流是一种普遍现象,该现象造成额外压损,直接影响到井筒的举升能力。本文以Hagedorn-Brown模型为基础,建立滑脱压降计算数学模型,并采用具有四阶龙格库塔法求解该模型数值解,以台4-19井为例,对滑脱压降的变化规律作了深入分析,指出排水采气井工作井的选择原则和配气量的下限值。研究结果有利于各种排水采气方法的正确选井,并对气液同产的自喷气井选择稳定生产区间以及排水采气井进行合理配气提供了理论依据。

气水两相垂直管流压降计算方法

本文介绍了应用Ｈａｇｅｄｏｒｎ＆Ｂｒｏｗｎ法计算气水两相垂直管流压降的方法，并与Ｏｒｋｉｚｅｗｓｋｉ法进行了对比，指出后一种方法用于气水两相垂直管流压降计算时存在的问题。

含粗颗粒固体物料在垂直管流中水击规律

细颗粒与流体形成的均质或伪均质浆体,可以作为单相流体考虑水击问题.但对于含粗颗粒物料的固液两相流体,由于粗颗粒与流体跟随性较差,水击过程中动量传递特性与细颗粒差异较大;同时,粗颗粒孔隙中含有的气体在水击发生时可以产生较大的压缩变形,改变了颗粒的弹性模量,对水击特性有重要影响.基于浆体水击波速公式,利用试验数据得出粗颗粒与流体的跟随性计算公式,引入颗粒孔隙气体分数修正颗粒弹性模量,推导出了含粗颗粒物料在垂直管流中水击波速公式.将该公式计算结果与锰结核垂直提升管道实验水击波速实测结果比较,二者比较吻合.

高气液比垂直两相管流流型判别研究

在多相管流中,流型判断准确与否决定着压降计算的精度,根据流型来选择相应的压降计算公式,能提高压降结果的准确性。目前,在现场所遇到的绝大多数多相流问题是气一液(油、气),气一液一液(油、气、水)形式的多相流。本文以气一液两相流为主,着重讨论其流型的划分和判断。并模拟高气液比环境进行了一组室内实验,应用Beggs-Brill、Aziz-Govier、Kaya、Zhmx4种模型分别对室内实验流动形态进行了判断,结果表明Kaya和Zhmx模型对高气液比垂直管流的流型判断比较准确。

Desk-Top VIP垂管流计算在气藏数值模拟研究中的应用

在气田的数值模拟研究中 ,气井井筒中垂直管流计算是一个十分重要的部分 ,通过垂直管流计算的井口压力对下游工程设计至关重要。而气井垂直管流计算在不同的软件环境中 (Eclipse、Work Bench)计算原理基本相同的 ,但实现方法是不相同的。LANDMARK公司的Desk -TopVIP数值模拟软件带有一个垂直管流计算的模块 ,它不能分离出来使用 ,只能与主模型联合使用。该模块功能设置主要针对油井 ,对气井而言 ,就不能直接使用 ,这给气田的数值模拟研究工作带来不便。通过实例研究 ,发现通过模块与卡片之间的关联使用 ,可有效的实现气井或气水同产井的垂管流计算 ,给气田的数值模拟研究工作带来了许多方便。

油水气三相流的流型及泡状流向弹状流的转变

油水气多相混输是海上油气田开发中赖以取得重大经济效益的技术,其流动特性的准确计算是管线设计及安全、经济运行的重要依据.首先,通过实验确定出了油水两相混合物由油包水(W/O)向水包油型(O/W)的转变发生在含水率约为0.45时.垂直下降管内油水气三相流的流型基本上可以划分为油包水和水包油型的泡状流、弹状流及环状流.通过对垂直下降管内气泡碰撞、合并机理的分析建立了油水气三相流动过程中泡状流与弹状流间的转变界限的计算式,该转变发生的临界截面含气率约为0.35,计算结果与实验值的平均误差为11%.泡状流向弹状流的转变主要取决于折算气速和折算液速的大小,含水率对转变界限的影响较弱.

CO_2气井井底压力计算

根据垂直管流的能量平衡方程,运用CO2物性参数(密度,偏差因子及粘度等)的计算方法,结合CO2独特的井筒相态特征,得到了CO2气井的井底压力计算方法,对某CO2实例井的井筒压力分布进行了预测,预测结果较好。

喷射泵井工况诊断与调参技术研究

为了使喷射泵工作在最优工况 ,提高喷射泵采油系统的效率 ,给出一种根据地面测试数据推断喷射泵井工况并同时计算油井产能的方法 .地面测试参数包括动力液和混合液的压力、流量、温度等 .采用多相垂直管流的计算方法由地面测试数据得到井下动力液泵入口处和混合液泵出口处的流量、压力和温度 .用喷射泵在非等密度体系中的特性方程计算得到喷射泵工作的压力比 ,由压力比计算得到泵吸入口处的压力 .这样 ,就可以计算出诊断喷射泵井工况所需要的压力比 ,流量比和泵效等工况参数 ,泵吸入口压力还可用来计算油井的产能曲线 .用这种方法对喷射泵系统进行工况诊断仅需在地面测试数据 ,避免了测试井下数据的困难 ,测试过程不需停泵 .文中论述了喷射泵井生产系统主要故障形式和诊断方法 。

考虑压缩因子偏导数的气井压力计算

为考察压缩因子偏导数的影响程度,给出采气井和注气井的考虑压缩因子对压力和温度的偏导数的垂直管流压力计算方程。基于压缩因子高精度计算的D-A-K方法和粘度计算L-B-C方法的实例应用表明,对于流温梯度超过1℃/100 m的大产量气井压力计算压缩因子偏导数影响较大。此成果消除了以往垂直管流压力计算方法的系统误差,有助于提高气井产能评价质量。

低气液比凝析气井井筒动态预测

凝析气井在生产过程中,随着产气量、产油量、产水量的变化,井筒中不同位置处的压力、气液组成、气液摩尔分数和积液情况也随之变化。综合利用Hagedorn-Brown方法和低气液比井筒携液计算方法,结合流体相平衡热力学闪蒸计算,运用状态方程模拟,提出了低气液比凝析气井井筒动态预测方法,可准确预测不同生产时期低气液比凝析气井井筒中不同位置处的压力、气液组成、气液摩尔分数及积液情况等井筒动态,能更好地指导凝析气井的生产。并举例说明了低气液比凝析气井井筒动态预测方法,具有广阔的应用前景。

高气液比凝析气井井筒动态预测

在考虑井筒温度变化的基础上,综合利用Cu llender-Sm ith方法和井筒携液计算公式,结合流体相平衡热力学闪蒸计算,运用状态方程模拟,可对井筒中不同位置处的温度、压力、气液组成、气液摩尔分数和积液情况进行预测,掌握不同生产时期高气液比凝析气井的井筒动态,更好地指导凝析气井的生产。