摘要：在深水气井测试设计中,通常采用定值曳力系数悬浮液滴理论模型判断气井测试流量是否具备携液能力。由于对深水气井全井筒携液能力预测缺乏针对性的研究,上述方法设计的携液临界条件较为保守,导致结果误差偏大,实际作业中存在着积液风险,影响了深水气井现场测试的安全性。为此,通过全域拟合方法采用雷诺数修正曳力系数得到计算关联式,据此确定适合深水气井条件的较高精度天然气物性参数,最终建立了修正参数临界携液模型。基于实际案例对模型进行对比分析,证明修正参数模型能够满足深水气井测试临界携液条件设计需要,有效解决了现有悬浮液滴理论模型采用定值曳力系数对全井段进行携液预测临界值偏小等问题,提高了预测精度。结论认为,修正参数模型针对温度、压力、凝析液气比及测试管柱内径等进行敏感性分析,较为直观了解深水气井测试管柱内临界携液条件变化趋势,为优化深水气井测试安全高效参数设计提供了技术支撑。

摘要：在深水气井测试作业中,由于缺乏对实际放喷过程中井筒内流态、压力、温度变化的准确认识,无法判断清井诱喷关键参数设计是否合理。为此,基于所建立的井筒多相流瞬态流动模型,以实际深水测试气井为研究对象,进行清井诱喷瞬态数值仿真模拟,真实再现实际工况下井筒内驱替工作液流动情况,量化清井诱喷过程中沿程压力、温度剖面非稳态变化,并对清井诱喷关键参数进行敏感性分析。研究结果表明:(1)模拟油压与实测油压的最大误差在±5%左右,拟合效果较好,验证了模型的准确性及可靠性;(2)清井时间随油嘴尺寸减小而递增;(3)诱喷液垫越高,气体从井底流出的初始速度越快,激动压力越大,清井诱喷时间越短;(4)在保障地面处理设备安全、平稳运行及经济有效的前提下,应尽可能采用大油嘴、大管径测试管柱并设定合理的诱喷液垫高度以完成清井诱喷。结论认为,该研究成果成功实现了深水气井测试清井放喷瞬态流动过程的模拟,对测试工作制度、测试管柱及设备的设计和选型,保证深水测试安全等都具有指导意义。

摘要：东海HY-A1井H8b气藏为异常高温、高压地层,压裂设计的预测起裂压力与压裂施工不一致,作业中出现高起裂现象;考虑裂缝内流体压力、主应力、井壁渗透率、裂缝倾角等因素,建立了东海低渗储层压裂高起裂压力数学模型;通过现场验证,起裂压力计算误差为4.9%,具有一致性。借助二分法对模型求解,结果表明,随井斜角度的增大,当方位角<45°时,起裂压力变化随井斜角的增大并不明显,当方位角≥45°时,起裂压力呈现先减小后增大的趋势;随方位角的增大起裂角呈现先增大后减小,直至为零,起裂压力总体呈现先减小后增大的趋势;随着方位角增大,起裂压力存在最低峰值,最低峰值区间的方位角在50°~80°之间;井斜角α=0°直井段时,方位角φ=71°时,最低起裂压力峰值为58.5 MPa,在东海本区块属于高起裂;在一定的方位角度上起裂角存在最大峰值,起裂角最大峰值区间的方位角在60°~80°之间;应力差值大、泊松比小、异常高压是高起裂压力的关键因素;在压裂设计中,满足施工需求同时,尽可能设计方位角及井斜角靠近起裂压力最小区域。

摘要：为求解深水气井测试温压场耦合模型,需优选气液两相流动模型,结合两相嘴流模型、两相持液率公式、两相产能方程,建立关于时间和空间的非稳态压降与传热模型差分方程组,并采用Newton-Raphson方法计算,实现对开井放喷瞬态过程的模拟。结果表明:①该方法真实再现了放喷过程中液位上升和地层产气等2个阶段;②预测井口参数与现场工况吻合,井口压力、温度平均误差小于5%,满足工程精度要求;③模拟结果再现了井筒内诱喷液及测试完井液动态过程,为合理制定测试设计提供依据;④高产能深水气井测试期间,应采用较大尺寸管柱及油嘴放喷,提高清井速度,防止冰堵。算例分析结果表明数学模型真实反映了深水气井测试放喷过程。该研究成果对深水气井测试方案设计及后续跟踪评价具有指导意义。

摘要：重复压裂是缓解煤层气产量下降,提高采收率的有效方法之一。为了解决传统三维静态模型无法预测强非均质性储层在生产过程中地应力变化的问题,以沁水盆地东南部煤层气储层为例,围绕煤层气开采条件下渗流—应力耦合的四维地应力演化问题,创建了煤层气藏有限差分渗流矩形正交网格和有限元地质力学三维四面体网格的数据动态相互映射子程序,结合煤岩储层的非均质性和煤层气藏地质模型,建立了基于地质工程一体化的煤层气储层四维地应力多物理场耦合模型。研究结果表明:①地应力反演结果与现场测试结果误差小于8%,证明了本文提出的四维地应力模型具有较高的计算准确度;②经过14年的开采,目标区内孔隙压力下降了约0.70 MPa,最大水平主应力下降了1.14~1.54 MPa,最小水平主应力下降了1.79~1.87 MPa;③天然气产量较高的井周附近,地应力方向有明显偏转;对比6口重复压裂备选井地应力变化强弱,P9井地应力偏转程度高,对该井3#煤层重复压裂施工,取得了较好的增产效果。结论认为,研究成果可为煤层气等非常规油气藏的排采制度调整、加密井井壁稳定性分析、重复压裂优化设计等提供技术支撑和借鉴。

摘要：为改善柿庄区块水平井压裂排采效果较差的现状,从柿庄区块7口煤层气直井压裂微裂缝监测解释着手分析,认为导致排采效果不佳的重要因素是压裂改造实际作用在煤层的支撑剂仅有10%左右。为使压裂施工更多地作用在煤层,提出了人工诱导方法形成水平裂缝的新思路,即在煤层内利用高效压裂液携砂诱导形成水平裂缝。通过室内试验和裂缝形态机理研究,并对柿庄区块J水平井进行了现场试验,压裂施工设计排量为8.5~9.5 m3/min,入井液量约1 000 m3,砂比为9%,压裂成功率达到100%,达到设计要求。微地震监测结果表明：压裂裂缝形态复杂,水平分量体积百分数在80%以上,主要表现为水平裂缝特征,充分说明技术具有可行性。人工诱导裂缝技术可为水平井提高压后产量提供技术保障。

摘要：目前国内大部分油田已处于开发后期,地层能量不断衰竭,了解地层流体的渗流规律、对现有开发井网进行改造,能有效提高地层能量和区块产量。根据现有直井井网的布井方法,考虑水平井压裂的特点,优化设计了菱形联合压裂井网;并运用电模拟的方法,模拟不同井网和裂缝参数对水平井整体压裂井网的渗流规律及产能的影响。结果表明,改进后的菱形联合井网注水压力波及范围扩大,注水效率提高,能明显提高单井产量;裂缝长度增加有利于注水效率的提高,但裂缝过长会造成水驱前缘突进的现象,不利于油井的生产;裂缝方位对注水效率的影响随裂缝长度的增大而增大,且裂缝方位为垂直时注水效果最好。研究成果对水平井菱形联合井网整体压裂设计具有一定指导意义。

摘要：压裂施工结束后须将储层中的压裂液进行快速返排以减少对地层的伤害。合理的返排制度是压后高产的关键,返排速度过低或返排不及时会对储层造成伤害,速度过高易产生支撑剂回流,损害裂缝的导流能力。为了控制支撑剂回流造成的损失,以临兴致密气藏为研究对象,通过室内实验研究两种粒径支撑剂混合铺砂后的回流规律与两种粒径单独铺砂时进行对比;为了达到降本增效的目标,分别用等效替代法和控制变量法研究石英砂替代陶粒后,石英砂支撑剂在回流时达到陶粒支撑剂临界流速所对应的铺砂浓度倍数。实验结果表明,混合铺砂时的临界流速变化趋势与两种粒径单独铺砂时相同;用石英砂替代陶粒,可高效返排,控制支撑剂回流,以达到降本增效的目的。

摘要：沁水盆地寿阳区块煤层气主产区15#煤层前期开发过程中大部分开发井出现低产气、高产水等问题,为了提高该区块煤层气采收率,需要对当前地应力状态及变化趋势进行评估以满足加密调整和二次压裂等开发调整方案需求。结合有限差分油藏模拟器CMG和有限元模拟器ABAQUS,提出了渗流-应力耦合的四维动态地应力建模方法,并利用该方法分析了寿阳南燕竹A2区块煤层动态地应力特征,结果表明:地应力反演结果与现场测试结果误差小于10%,证明了本文提出的四维动态地应力建模方法具有较高的计算精度;南燕竹A2区块两相邻单井地应力变化趋势相近,证明了该区块煤层储层连通性较好,但产量或孔隙压力的变化分布强弱对地应力变化和储层压实仍有一定影响;根据A2区块9口在排井地应力变化强弱对比结果,认为SYNY-136井地应力偏转程度最高,二次压裂时容易产生新裂缝,而SYNY-173井地应力偏转程度最低,二次压裂时不易产生新裂缝。本文研究成果可为煤层气排采制度调整、加密井井壁稳定性分析、二次压裂优化设计等提供参考。

摘要：在油气井放喷测试作业时,目前使用的放喷油嘴不能根据井口压力自动调节开度,需要不断的更换节流油嘴。设计了一种可根据井口压力自动调节开度的放喷油嘴。介绍了该油嘴的结构以及自动调节的原理。利用受力平衡原理,综合考虑波纹管材料及形状参数、气室压力、井口压力,建立放喷油嘴开度的数学模型。通过实例计算,得到油嘴开度与井口压力的关系曲线,并提出了现场应用建议。