水平气井气水两相井筒流动压降研究

论文摘要

近年来,水平井技术在气藏开发中得到了快速发展,水平井在气田开发中广泛应用的同时,其渗流规律的研究也越来越受到重视,尤其是水平井开发含水气藏时,在开发的中后期会出现气水同产的情形,此时,气水两相在气藏和水平井筒内的流动规律与单相气体流动规律的差异极大。因此,对气水同产水平井的压降规律的研究对防止气井井底积液,确定气井合理的工作制度具有重要意义。国内外有许多学者对气藏气水两相渗流机理进行过研究,且成果显著,但是在产水水平气井产能分析,气水同产水平井的压降分布规律等方面研究较少,本文主要从以下几方面对气水同产水平井进行了研究：(1)在水平井为单相气体渗流的产能分析基础上,针对气藏为气水两相渗流的情况,提出了气水同产水平井产能分析的复合模型,分析了影响气水同产水平井产能的五大因素。(2)在前人研究的基础上,总结了水平圆管气水两相流流态划分和转换条件,根据水平井变质量流动的特点,提出了水平井气水两相变质量流动的流型划分方法；建立了考虑井筒壁面入流影响的水平井筒间歇流和分层流的压降计算模型。(3)根据水平井筒变质量流动理论和研究成果,建立了考虑水平井筒摩阻、加速度压降和井筒壁面流入的干扰等因素的井筒压降计算模型,并分析了影响井筒压降的主要因素。(4)建立了水平气井的携液模型,实例分析了气井产水对生产的影响；应用Fluent流体软件模拟了气水两相流体在水平井筒内的流动,分析了气水两相流体在水平井内流动时的流场。(5)根据压力连续和质量守恒两个条件,建立了产水水平气井与气藏的耦合模型,应用气藏模型研究中的节点划分原理,将耦合模型离散化,并进行数值求解,获得了水平气井产水时的井筒压力分布和沿程产量分布,分析了影响井筒压力分布和产量分布的因素。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 本文研究的意义及目的
• 1.2 水平井气水两相流动规律研究进展
• 1.2.1 地层气水两相渗流理论研究进展
• 1.2.2 水平井筒变质量流动研究进展
• 1.3 本文的主要研究内容及技术路线
• 1.3.1 主要研究内容
• 1.3.2 技术路线
• 1.4 本文的创新点
• 1.5 本章小结
• 第2章 水平井产能分析方法研究
• 2.1 水平井单相气体流动产能分析
• 2.1.1 数学模型的建立
• 2.1.2 数学模型的求解
• 2.2 水平井气水两相流动产能分析
• 2.2.1 模型的建立
• 2.2.2 气水同产水平井产能分析
• 2.2.3 实例计算及结果分析
• 2.2.4 气水同产水平井产能影响因素研究
• 2.3 本章小结
• 第3章 水平井气水两相流流型研究
• 3.1 水平井气水两相变质量流流型判别
• 3.1.1 流型判别模型
• 3.1.2 流型判别步骤
• 3.2 水平井气水两相变质量流的压降计算
• 3.2.1 压降模型假设
• 3.2.2 压降计算模型
• 3.3 本章小结
• 第4章 水平井筒气水两相流压降计算研究
• 4.1 水平井变质量流动特性研究
• 4.2 水平井单相气体流动压降计算方法研究
• 4.2.1 DIKKEN模型
• 4.2.2 OZKAN模型
• 4.2.3 LANDMAN模型
• 4.2.4 Su模型
• 4.2.5 本文的水平井井筒单相压降计算模型
• 4.3 水平井气水两相流动压降计算方法研究
• 4.3.1 FAYERS模型
• 4.3.2 FOLEFAC模型
• 4.3.3 IHARA模型
• 4.3.4 本文的水平井井筒两相压降计算模型
• 4.3.5 水平井筒压降影响因素分析
• 4.4 水平井携液模型研究
• 4.4.1 模型的建立
• 4.4.2 实例计算分析
• 4.5 水平井气水两相流流场模拟
• 4.5.1 物理模型
• 4.5.2 数学模型
• 4.5.3 计算结果
• 4.6 本章小结
• 第5章 水平井气水两相耦合模型研究
• 5.1 耦合模型的建立
• 5.2 耦合模型的求解
• 5.3 实例计算及结果分析
• 5.4 影响水平井压力分布的因素分析
• 5.4.1 井筒长度对井筒压力分布的影响
• 5.4.2 井筒直径对压力分布的影响
• 5.4.3 地下水气比对压力分布的影响
• 5.5 影响水平井流量分布的因素分析
• 5.5.1 水平段长度对流量分布的影响
• 5.5.2 井筒直径对流量分布的影响
• 5.5.3 地下水气比对流量分布的影响
• 5.6 本章小结
• 第6章 结论及认识
• 致谢
• 参考文献
• 附录
• 攻读硕士学位期间发表的论文及科研成果