液压快换接头压力降-流量特性试验台的设计及不确定度分析

为测试不同流体介质、流量等工况下液压快换接头的流通能力,设计一套液压快换接头压力降-流量特性试验台,完成配套测试处理软件的开发。该试验台可采用46号液压油或水作为试验介质,其流量测试范围为40~1000 L/min,被测快换接头的进、出口压力降测量范围为0~5.0 MPa,被测快换接头的适用公称通径范围为12.5~51 mm。在此基础上,依据ISO 9110-1:2020和ISO 9110-2:2020标准,建立被测快换接头压降值测量的数学模型,并分别计算得到了使用46号液压油或水作为试验介质时的合成不确定度。该试验台的技术参数符合GB/T 5861—2003,也可用于测量快换接头的流量系数和流阻系数。

油层中渗流与水平井筒内流动的耦合模型

针对几种常见油藏类型情况，导出了水平井生产时单相原油三维稳态流动的压力分布，并根据质量守恒原理及动量定理导出了水平井筒内压降计算新公式。它考虑了沿程流入对井筒内压降的影响。提出了把油层中的渗流与水平井筒内的流动耦合的数学模型及求解方法。实例计算表明：用此模型计算产能，精度高；井筒内压降对水平井生产动态有影响。当生产井段长度超过某一值后，产量不再随井长增加而增加；沿水平井筒长度方向各段单位长度的采油指数并不相等。

低渗透油藏压裂水平井产能计算新方法

应用复位势理论和势的叠加原理,推导出考虑裂缝与水平段同时生产的油层中渗流模型;应用流体力学理论、质量守恒定理和动量定理,推导出考虑水平井筒沿程油层流体流入和裂缝流体流入的井筒内压降计算模型。在此基础上建立了油层中渗流和井筒内管流耦合的产能模型,并给出其求解方法。实例计算结果与实验结果对比表明,进行压裂水平井生产动态分析时,不能忽略水平井筒沿程油层流体流入的影响;水平井筒内的压力降对产量有一定的影响,水平井筒长度存在最优范围;各条裂缝产量不相等,裂缝条数存在最优范围。

水平井筒内与渗流耦合的流动压降计算模型

水平井筒内压降对水平井生产动态有较大影响。分析了水平井生产时与渗流耦合的水平井筒内单相变质量流的特性后 ,从水平井筒内流动出发 ,根据质量守恒原理和动量定律导出了裸眼完井和射孔完井的水平井筒内压降计算基本公式 ,并根据势迭加原理导出了油藏内渗流的压力方程。在此基础上 ,建立了石油工程上实用的水平井筒内压降计算新模型 。

薄互层油藏中阶梯水平井产能评价模型研究

基于势叠加原理和微元线汇理论,建立了薄互层油藏中阶梯水平井生产段向井耦合流动模型,模型中考虑生产段油藏渗流与井筒变质量管流耦合作用和分支之间的干扰,并形成了考虑生产段耦合流动的阶梯水平井产能评价方法。采用所建立的耦合模型计算的双台阶水平井产能为64.26m3/d,采用水平井解析公式计算的平均产量为76.27m3/d。与该井60.19m3/d的实际日产油量对比,耦合模型的计算误差为6.76%,而采用水平井解析解公式所产生的计算误差则高达26.71%。

井筒与油藏耦合条件下水平井变质量流动规律研究

本文在无限大均质地层弹性不稳定渗流模型解析解的基础上,建立了与地层耦合的水平井筒压降模型。结合具体实例通过对耦合模型的求解得到了水平井简内的压降与产量分布,从而揭示了井筒与油藏耦合条件下射孔完井水平井的变质量流动特性。

阶梯水平井生产段油藏渗流与井筒变质量管流的耦合模型

随着油气勘探和开发技术的迅猛发展,阶梯水平井作为水平井的一种特殊井型,日益在国内外油田得到广泛应用。基于势叠加原理和镜像反映原理,推导出了薄互层油藏中阶梯式水平井生产段的空间势分布;采用微元线汇理论和动量守恒定律建立了薄互层油藏阶梯水平井生产段沿程压降计算模型。推导出了裸眼完井方式下阶梯水平井生产段油藏渗流与井筒变质量管流耦合的数学流动模型,并提出了相应的数学解法。

水平井分段完井油藏渗流耦合产能预测新模型

随着底水油藏、气顶底水油藏以及其他需要分层开采油藏的大量开发,水平井分段完井工艺得到广泛应用,考虑油藏渗流耦合进行水平井分段后的产能预测研究很有必要。在分析分段完井渗流机理基础上,针对3种常见的油藏类型,根据质量守恒原理和动量定理推导出了水平井分段完井压降模型,运用势的叠加原理和镜像反映原理,求出了三维稳态渗流的势的分布和压力分布,结合分段完井压降计算模型,建立了水平井分段完井的三维稳态渗流耦合产能预测模型。最后根据实例得知,不同油藏类型考虑势的叠加和镜像反映后各生产段压降和流率有很大差异,这说明对于分段完井,考虑油藏渗流耦合才能更好地描述水平井筒压力分布和预测分段后的产量。

井筒压降对水平井入流动态的影响

针对实际油藏中的三维渗流问题,利用傅立叶余弦变换以及点线汇和势的叠加原理等数学方法得出了沿井筒的压力分布方程。结合考虑压降的井筒变质量流的管流流动模型建立了地层渗流与水平井筒管流耦合模型,并提出了相应的数学解法。研究结果表明:地层渗流与井筒管流的耦合模型能够全面考虑水平井和油藏的形态及参数影响;摩擦压降是井筒压降的主要组成部分,摩擦压降与井筒半径成反比;随着井筒长度的增加,井筒压降随之增加,但压降增加的幅度越来越小;井筒压降的存在导致水平井筒的入流动态呈U型分布。

肇州油田水平井水平段压降计算及测试

水平井水平段的流动为变径入流量的变质量流动,根据动量守恒方程建立了水平段流动的压力梯度基本方程;通过不同位置的采液指数变化,表征水平井筒中的流动与油藏渗流的耦合,考虑孔眼入流情况下的管壁摩阻系数,建立了一套系统的水平井水平段压降计算模型及方法.水平段压力损失由摩阻压力损失、加速压力损失、混合压力损失以及势能压力损失等四部分组成.对肇州油田州62-平61井水平段压降进行了计算,并在相同生产条件下进行了测试,计算值与实测值误差6%.计算表明,肇州油田9口水平井的水平段总压降大约在0.048～0.26 MPa.

考虑表皮影响的底水油藏水平井流动分析

考虑变表皮系数的影响,建立了水平井井筒与底水油藏的耦合模型,可应用于非稳态和稳态流动阶段。给出了模型的求解方法,并编制了相应的计算机程序进行了实例计算。结果表明:底水油藏水平井非稳态流动阶段持续很短时间便进入稳态流动阶段;由于摩阻和加速度的影响,井筒内存在一定的压力降,与摩阻压降相比,加速度引起的压降较小;忽略井筒压降的井筒流量分布误差非稳态阶段比稳态阶段要大;表皮效应对井筒流量分布有一定的影响,随着表皮系数的增大可以使井筒流量分布更加均匀;表皮系数沿井筒变化时,井筒流量分布的均匀性比定表皮系数时差。

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。

水平井筒摩擦压降对井产能的影响

水平井筒内的摩擦压降对于水平井的生产动态来说是一个具有支配性的因素,筛管和割缝衬管完井的摩擦压降将会变得尤其重要。对水平井单相稳流系统,综合考虑摩擦损失造成的水平井筒压降和变质量流特点,联立水平井的油藏渗流和水平井筒中的流动,建立了水平井筒存在压力梯度的变质量耦合模型,对模型微分方程进行数值求解。对参数进行敏感性分析以讨论摩擦压降对产能的影响。该模型还可以用于确定合理的水平井筒段长度。

水平井变质量流与油藏渗流的耦合研究

针对目前对水平井生产时井筒内流体流动研究的现状及不足,对裸眼完井水平井微元段进行了流动分析,根据连续性方程、动量方程和能量方程,推导了混合压降计算公式,得到了井筒压降计算模型。该模型考虑了摩擦、加速度和井筒壁面流入的混合干扰等因素。建立了稳态条件下水平井筒流动和油藏渗流的耦合模型。实例计算和分析了一口水平井的变质量流动规律,与无限导流模型进行了分析对比,说明了井筒压降对井产能的影响。该耦合模型为描述水平井流入动态、评价水平井产能提供了理论依据。

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。

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。

薄油层射孔水平井井筒内流动与油藏渗流耦合模型

为真实反映薄油层内水平井及近井地带流体流动情况,针对水平井近井渗流问题,以水平生产段为研究对象,根据压力与流量在边界处的连续性,同时考虑井筒内的加速度附加压力降,建立了薄油层射孔水平井井筒内流动与油藏渗流耦合数学模型。利用该模型进行实例分析,结果表明:近井地带压力分布呈波浪线形;沿井筒方向,近井地带压力随着井长增加而降低;井筒内流体流速呈阶梯增加趋势。建立的模型直观地考虑了射孔位置与数量,为水平井完井设计提供了理论基础。

多阶梯水平气井渗流与井筒管流耦合模型

考虑阶梯水平井穿越3个独立气层的情况,根据质量守恒原理和动量定理,结合实际气体的状态方程,利用采气指数的概念,建立了裸眼完井方式下多阶梯水平气井渗流与井筒变质量管流耦合的数学模型并编制了相应的计算程序进行求解。利用该模型,可以求解阶梯水平气井井筒沿程压力分布及产量分布,为阶梯水平气井的生产系统分析提供了理论依据。模拟计算表明,阶梯水平井在钻遇多个气层时,先钻遇物性最好的储层所得到的径向产量高于先钻遇物性最差的储层。

水平气井酸化后产能研究新方法

水平井酸化工艺已在气田开发过程中广泛应用,但由于水平井渗流模式以及井筒附近污染方式的特殊性,酸化后地层渗流将变得更加复杂,因而酸化后的产能研究显得至关重要。以水平井周围污染带以及酸化带的非均匀分布为基础,将水平井酸化后井筒附近复合区域划分为若干个均质区域,利用相似流动替换法得到一个水平井酸化后表皮因子计算的新方法,同时考虑井筒压降,建立了水平井酸化后地层渗流与井筒管流的耦合模型。实例分析表明,酸化后水平井产量大大提高,且随着气层厚度、酸化带渗透率以及酸液作用距离的增大,增产倍比逐渐增大,而随着污染带渗透率以及泥浆浸入半径的增大,增产倍比则逐渐减小。

分支水平井稳态渗流理论及最优井长

针对油藏中分支水平井的稳态渗流问题,基于渗流力学理论,采用全三维方法,导出了油藏稳态渗流与分支水平井井筒流动的耦合模型。用改进的Su方法以及一种新方法计算了裸眼完井分支水平井井筒内的压降,分析和比较了井筒内压力和采油指数的分布情况;同时,给出了考虑经济因素的分支水平井水平段最优长度的计算方法。结果表明,分支水平井的单个分支内的流动情况和水平井近似;由于摩擦因素的影响,分支水平井的水平分支不是越长越好,而是有一个最优值。这些结论可用于实际油藏中分支水平井的设计和产能预测。