深层气井试气工艺设计研究

论文摘要

气井测试在气田开发中具有十分重要的地位和作用,深井井下情况复杂,浅井、中深井所用的常规测试工艺技术不能满足深井测试要求,严重影响了深部油气藏的及时发现和准确评价。针对深层气井测试工作存在的难题,论文参照常规试气工艺规程,结合深层气井的特殊性,研究了深层气井测试工艺技术。依据气体稳定流动能量方程,研究了深井井筒的温度场及压力场的预测模型;依据气体不稳定渗流理论,研究了瞬时产能预测模型,对静态IPR曲线进行了改进,从而使IPR曲线能够适应气井近井地层压力不稳定模型;研究了深井测试工作制度的设计,考虑了井筒排液、泥浆返排、渗流的非线性、储层出砂等多种因素影响情况下合理测试压差的预测;研究了针对不同井况计算测试开关井时间的方法;针对深层气井压降大的特点,分析了配套地面降压流程,建立了节流压降、温降计算模型,并对天然气水合物防治方法进行了分析;论文研究了测试管柱及井下工具组合优选方法,重点对管柱受力、变形和强度校核进行了研究,建立了深层气井管柱受力模型,模型中考虑了温度效应、螺旋弯曲效应、鼓胀效应和活塞效应等,管柱力学部分编制了计算软件,并在胜利油田气井测试管柱受力分析中得到应用。在以上研究基础上,分别就中途测试和完井测试工艺,并结合气井测试实例,进行了管柱组合、坐封段、水泥浆性能、测试方式等的设计分析,对测试工具和高温密封件性能提出改进意见。论文以川东北深层气井为例,进行了试气工艺方案设计。论文的研究有利于提高深层气井测试技术的安全性和可靠性,提高测试工艺的水平。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 前言
• 1.1 研究的目的和意义
• 1.2 国内外研究现状及发展趋势
• 1.2.1 国内深层测试技术的发展
• 1.2.2 国外深层测试技术的发展
• 1.2.3 测试技术面临的主要问题
• 1.3 研究内容关键技术和技术路线
• 1.3.1 研究内容
• 1.3.2 关键技术
• 1.3.3 技术路线
• 第二章 温度场压力场与产能预测方法研究
• 2.1 气井井筒压力场预测模型
• 2.2 气井井筒温度场预测模型
• 2.3 压力场及温度场模型中相关参数计算
• 2.3.1 气体流速和密度计算
• 2.3.2 气体摩阻计算
• 2.3.3 油套环空流动
• 2.3.4 气体相对密度和产量修正
• 2.3.5 气体粘度和压缩系数计算
• 2.3.6 质量流量
• 2.3.7 流体比热
• 2.3.8 热流当量
• 2.3.9 传热系数
• 2.4 压力场计算步骤及软件编制
• 2.4.1 计算步骤
• 2.4.2 程序框图
• 2.5 井口最高关井压力的预测
• 2.5.1 近似公式法
• 2.5.2 微分精确计算法
• 2.6 气井产能预测
• 2.6.1 气井产能预测模型推导
• 2.6.2 程序设计
• 第三章 深层气井测试管柱受力分析
• 3.1 测试管柱的受力与变形特点
• 3.2 力学模型与计算原理
• 3.2.1 自重
• 3.2.2 螺旋弯曲效应
• 3.2.3 鼓胀效应
• 3.2.4 活塞效应
• 3.2.5 温度效应
• 3.2.6 流动效应
• 3.2.7 激动压力
• 3.2.8 等效轴力
• 第四章 深层气井测试工艺研究
• 4.1 地层测试概述
• 4.1.1 地层测试原理
• 4.1.2 地层测试录取参数
• 4.1.3 地层测试类型
• 4.1.4 地层测试优越性
• 4.2 测试管柱分析
• 4.2.1 MFE 测试管柱
• 4.2.2 HST 测试管柱
• 4.2.3 APR 测试管柱
• 4.3 测试工作制度的确定
• 4.3.1 合理测试压差的确定
• 4.3.2 开关井工作制度的选择原则
• 4.3.3 合理测试时间的设计
• 4.4 测试工艺
• 4.4.1 中途测试工艺技术
• 4.4.2 完井测试工艺技术
• 4.4.3 深层气井测试改进工艺技术
• 第五章 地面流程及水合物预防研究
• 5.1 地面流程组成
• 5.2 天然气水合物的研究
• 5.2.1 天然气水合物研究意义
• 5.2.2 天然气水合物的生成机理概述
• 5.2.3 天然气水合物有关计算
• 5.2.4 水合物防治方法
• 第六章 试气工艺方案设计实例与应用分析
• 6.1 试气工艺方案
• 6.1.1 试气目的和依据
• 6.1.2 气井基本数据
• 6.1.3 试气工作制度
• 6.1.4 测试管柱工具及地面流程
• 6.2 测试效果分析
• 结论
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间取得的学术成果
• 致谢