预测气井临界携液产量新方法及应用

针对气液比大于1400m³/m³的气井临界携液产量计算公式存在的修正系数问题,在假设气井井筒中的液滴为扁平形,考虑曳力系数与雷诺数（1.0×10³~2.2×10⁵、2.2×10⁵~1.0×10⁶）关系的基础上,结合经典力学建立了气井高气液比携液的临界产量新公式。从理论上解释了人们对临界携液产量模型理论公式是否需要提高20%所产生的争议。使临界携液产量模型在理论上更加完善,并与现场实际更加吻合。     

气井合理管径的确定

根据气井生产系统分析方法,得到采用小于某油管直径生产会扼制气井的产能;根据气井流入动态曲线和油管携水曲线的分析,得到采用大于某油管直径生产井筒会出现积液;综合考虑以上两点,便可得到气井合理油管直径;从而建立了既考虑地层能量的供给能力和井筒举升能力,也考虑井筒携液能力的气井合理油管直径计算方法,能更好地指导气井的生产。根据实例,说明了气井合理油管直径计算方法的应用,具有广阔的应用前景。     

气藏水平井产能计算新方法

依据水平井渗流特点，将水平井渗流区域分为一个长方体和两个半圆柱体，再根据能量守恒及达西定律，考虑了气藏与水平井筒的耦合作用以及井筒内的压力损失，建立了气藏水平井产能预测新模型。分析了水平井筒内的压力和流量的变化，与考虑井筒压降的Joshi模型进行了对比，新模型计算结果与实际测量结果误差最小。影响因素分析表明，该模型在高渗透率、长井筒和小井径的情况下更为有效。     

低渗气藏压裂水平井渗流与井筒管流耦合模型

目前国内外压裂水平井已成为开发低渗透油气藏的重要手段,正确预测压裂水平井的产能对水平井的开发方案设计、地层及裂缝参数等敏感性分析具有重要的指导意义。应用复位势理论和势的叠加原理,考虑气体在地层中渗流和井筒内管流的耦合,根据流体力学理论和动量定理,结合气体的性质和实际气体的状态方程,建立低渗透气藏压裂水平井地层渗流与水平井筒管流耦合的渗流模型及其求解方法。结合长庆低渗气藏实际进行对比计算,结果表明：（1）水平井筒内的压力损失对压裂水平气井的生产动态有一定的影响;（2）井筒内的压力呈不均匀分布;（3）每条裂缝的产量并不相等。在此基础上还分析了井筒半径、水平段长度、裂缝条数以及管壁粗糙度等参数对井筒压力损失和压裂水平气井产能的影响,得出一些有用的结论。     

基于VOF模型的水平管蒸发器液膜流动数值研究

在水平管降膜蒸发器液体分布器的设计中,布液管结构参数影响着液体的成膜质量,为了简化设计计算,提出了利用有限元数值计算 软件研究开孔间距与其他结构参数的关系。开孔间距的大小与液膜在蒸发管外壁面形成的宽度有关。而影响蒸发管外壁面液膜宽度的主要因素有2个：布液孔孔 径和布液孔穿孔流速。因此,课题组采用VOF模型,模拟蒸发管外壁面液膜流动形态,探讨不同孔径和穿孔流速下的液膜宽度值,利用中心复合实验得出液膜宽 度Lm（开孔间距l）关于穿孔流速v和孔径d的关系式。结果表明：通过得到的关系式可以建立3者之间的内在关系,计算出不同孔径和穿 孔流速下的开孔间距值。该关系式能够简化液体分布器布液管各结构参数的设计和计算,具有一定的参考和应用价值。     

水平井压裂携砂液摩阻定量计算模型研究

近年来, 携砂液在压裂管柱内流动的沿程摩阻研究仍未取得实质成果, 而携砂液的沿程摩阻分析是指导压裂设计和施工的关键。因此, 有必要对携砂液的沿程摩阻进行研究, 推导可普遍应用的沿程摩阻计算模型。利用液固两相流相间的动量交换理论, 研究了携砂液分别在直井段、 造斜段和水平段流动时支撑剂颗粒处于悬浮运动状态、 滑跳移运动状态以及部分悬移, 部分滑跳移状态下的携砂液平均流速, 最终利用 Darcy-Weisbach 公式建立了可用于各类型井的携砂液沿程摩阻计算模型, 并计算分析了管径、 施工排量、 砂比、 压裂液及支撑剂性质对携砂液沿程摩阻的影响     

水平井气水变形泡状流测井分析模型实验研究

变形泡状流是水平井气水两相石油开发测井过程中最为常见的流型之一,为建立适用于此流型的测井分析模型,在16m长、可任意倾斜的透明实验环路上,以空气和自来水为介质,利用实际测井仪器串,对井斜75°~90°达到稳定的气水变形泡状流动进行实验测量,通过把握实验过程中变形泡状流的流动特性及机理,选择以漂移流动模型为基础进行理论推导修正。基于实验数据的模型检验证明,实验数据符合修正后模型反映的流动规律。依据实验数据计算的相分布系数与漂移速度系数,体现了水平及近水平井眼中仪器串对井筒内原有流动状态的干扰。分析模型能同时反映水平井气水变形泡状流测井过程中的流动机理以及仪器测量对流型的影响,适用于水平井气水变形泡状流测井解释。     

凝析气井产能和储量计算新方法

凝析气藏存在复杂的相变与相态分布，当地层压力下降到露点压力以下时，凝析油会在地层和井筒中分别析出，导致井口产气量、产油量与井底产气量、产油量之间存在质量转换，但仍遵循质量守恒定律。因此利用质量守恒建立考虑油、气两相的渗流微分方程，通过引入两相拟压力函数，推导凝析气井不稳定产能方程。在此基础上，结合物质平衡方程，利用生产动态数据拟合整个历史生产过程，不但可以获得气井目前的产能，还可以获得地层压力及各种地层参数。实例分析表明，计算结果准确可靠，有利于在凝析气井中推广使用。     

气动雾化喷嘴辅助雾化孔角度优化

为了改善气动雾化喷嘴的雾化质量，课题组基于FLUENT软件，对气动喷嘴喷雾的形成过程进行数值模拟。建立了气动雾化喷嘴的空气与水的流动模型，通过气液耦合分析，探究辅助雾化孔角度的改变对雾化特性的影响，包括流场扩展程度变化规律、检测平面受到喷涂压力的变化规律以及液滴索特平均粒径（SMD）的变化3个方面的影响。仿真结果表明：对于本课题的模型而言，辅助雾化孔角度取40°时雾化效果较好；在满足雾化液滴粒径要求的前提下，气动雾化喷嘴应尽量选用较小的辅助雾化孔角度。     

金属丝径大小对液膜流动影响的CFD研究

精馏过程气液两相流动分布特征对分离效率具有重要影响,为研究金属丝网波纹填料表面液膜流体动力学特性,建立基于VOF法的液膜在金属丝网表面上的气—液两相逆流CFD模型,并根据液膜流动特点考虑了表面张力动量源项和气液界面作用力动量源项。模拟结果与文献流动形式相符,表明文中提出的CFD液膜流动模型具有一定的可靠性。文中主要考察丝径大小对液膜流动的影响,模拟结果表明适当改变丝径的大小有助于改善液膜的稳定,对于提高丝网填料气液之间的传质效率有重要意义。     

预测气液两相分层流界面剪切应力的新方法

针对水平管气液两相分层流界面剪切应力的预测，建立了基于计算流体力学（CFD）方法的剪切滑移壁面模 型，即将气液界面处理为固定的具有均匀剪切应力的水平滑移壁面。利用FLUENT 软件模拟了气相流动，气液界面采 用剪切滑移壁面边界条件，通过对比实验测量的气相流场分布得到气速和界面剪切收敛值，并由收敛值拟合得到界 面摩擦因子与气相雷诺数的关联式。应用这一关联式的预测结果与实验间接测量值吻合较好，并且在气、液相雷诺 数9 4006ReG650 000 和21 0006ReL630 000 范围内优于Taitel 和Dukler 与Sidi-Ali 和Gatignol 模型。表明剪切滑移壁 面模型可以有效地控制关键参数，提高预测效率和精度，为CFD 方法预测气液两相分层流界面剪切应力提供了新的 思路。     

水平管内液膜厚度计算及其在双参数测量中的应用

本文采用液滴交换模型计算了水平圆管内环状流液膜厚度沿管周的分布及液膜流量。根据计算结果,提出了一种新的双参数测量方案,这种方案对流动的阻力很小,具有较好的发展前景。     

水平井流入控制阀控底水原理及影响因素分析

随着钻完井技术的发展，采用流入控制阀（ICD）完井技术开发底水油藏成为提高产量、降低成本的有效途径。弄清水平井ICD 控底水原理及影响因素成为利用其实现延缓底水锥进、提高油藏最终采收率的关键。在分析ICD 控水限流原理基础上，通过模拟计算，具体分析了流动剖面、环空流动、含水率等3 个影响控水效果的主要因素。分析结果表明：对于不具有高含水段的油藏，可以利用ICD 增大高渗段阻力，从而在牺牲总产液量的基础上降低产水，实现控水；ICD 所产生附加压降有效地减少了环空流动，增强了控水的稳定性，为实现长期稳油控水提供了保障；对储层物性参数分布认识出现偏差将会较大地影响ICD 的控水效果；对于存在高含水段的水平井，需要增大高含水段的附加压降，降低高含水段的产液量，才能有效实现控水。对水平井ICD 控底水原理及影响因素的分析结果为优化水平井ICD完井设计，控制底水锥进提供了技术思路。     

化学药剂在引气浮选中的作用

在引气浮选中，影响除油效率的因素主要是油粒直径、气泡直径和油粒表面的化学性质。加入表面活性剂、聚合物及无机物凝聚剂，可以降低气泡直径、增大油粒直径、降低油粒表面的电位，从而提高除油效率。     

泡沫混排解堵技术研究与应用

针对生产过程中油井近井地层的堵塞问题研究了泡沫混排解堵技术。通过数值模拟分析了混排过程中泡沫对近井带的影响及其解堵机理，发现泡沫流体在注入过程中一定程度上影响了近井地层的含水饱和度，从而影响了岩石强度；泡沫放喷过程对孔道岩石的影响和连续的冲蚀作用使近井带的渗流条件得到了一定程度的改善。认为泡沫混排解堵主要是通过放喷阶段对射孔孔道的径向及其末端的水平扩展和近井地带的冲蚀作用而达到目的。该项技术在胜利油田应用，获得了很好的效果。     

小井眼长水平段水平井摩阻扭矩控制技术

小井眼长水平段水平井+ 分段压裂的开发方式在大牛地气田的开发中取得了理想效果，然而仍然存在一系 列的问题，尤其是水平段后期的摩阻扭矩控制问题。以理论分析和实钻工程特征为基础，建立了摩阻扭矩分段计算 模型，并对水平段长度、轨迹剖面、钻具组合和钻井液流变性等影响规律进行了分析，结果表明：随着水平段长度的增 加，钻进和起钻的摩阻扭矩均在增加，当摩阻扭矩不再增加时，此时便是水平段的极限长度；随着单增剖面靶前位移的 增加，摩阻扭矩增加；采用组合钻杆（?101.6 mm/?114.3 mm+?88.9 mm）既有利于水平段和大斜度井段携岩，同时又能 有效地控制摩阻扭矩；钻井液屈服值和塑性黏度越低，摩阻扭矩越小。将摩阻扭矩综合控制技术应用于DPH7 井，水 平段轨迹平稳，平均全角变化率1.79°/30 m。