井下双梯度控压钻井井筒多相流动规律

1

作者 蒋振新 李军 +4 位作者 郭勇 吴德胜 时培忠 杨宏伟 张更 《断块油气田》 CAS CSCD 北大核心 2024年第5期936-944,共9页

在陆上井下双梯度控压钻井过程中气侵是面临的主要挑战之一。研究气侵过程中,井筒气-液两相流动规律对气侵检测与处理具有重要意义。因此,文中基于钻井液、气体和空心球的质量、动量和能量守恒方程,考虑变梯度参数引起的环空变质量流动... 在陆上井下双梯度控压钻井过程中气侵是面临的主要挑战之一。研究气侵过程中,井筒气-液两相流动规律对气侵检测与处理具有重要意义。因此,文中基于钻井液、气体和空心球的质量、动量和能量守恒方程,考虑变梯度参数引起的环空变质量流动和井筒多相流行为,建立了井下双梯度控压钻井气侵条件下的全瞬态气-液两相流新模型,并利用该模型分析了井下双梯度控压钻井气侵过程中井筒内的气-液两相流动规律。模拟结果表明:变梯度参数不仅会改变气相体积分数和当量循环密度(ECD),而且能够影响气侵演变规律;井下双梯度控压钻井环空ECD整体上近似呈“折线形”分布,能够更好地适应深层超深层的窄安全密度窗口;将空心球比例、旋流分离器位置和分离效率相结合,能够灵活地调整环空ECD分布。该研究对使用井下双梯度控压钻井解决陆上窄安全密度窗口地层的钻井难题具有重要的理论和工程意义。 展开更多

关键词 双梯度控压钻井 气侵 井筒多相流 当量循环密度

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注空心球多梯度钻井气侵快速识别分析 被引量：1

2

作者 张锐尧 叶道辉 +3 位作者 朱忠喜 李军 肖平 关勤勤 《钻采工艺》 CAS 北大核心 2023年第1期15-22,共8页

为研究注空心球多梯度钻井中分离器位置等关键参数对气侵识别时间的影响,文章考虑多梯度钻井参数、井筒与地层间能量交换对井筒内混合流体的物性参数、气液两相流的瞬态传热过程与流动规律的影响,建立了多梯度钻井瞬态气液两相流新模型... 为研究注空心球多梯度钻井中分离器位置等关键参数对气侵识别时间的影响,文章考虑多梯度钻井参数、井筒与地层间能量交换对井筒内混合流体的物性参数、气液两相流的瞬态传热过程与流动规律的影响,建立了多梯度钻井瞬态气液两相流新模型,研究了不同多梯度参数对气侵识别时间和井底压力的影响规律,并对在不同影响因素条件下的气侵时间进行了无量纲对比分析。结果表明:在不同空心球体积分数、密度或分离器级数条件下,溢流量和井底压力变化包括“线性分布”和“指数分布”2个阶段;在不同分离器位置条件下,溢流量和井底压力变化包括2个“线性分布”阶段和1个“指数分布”阶段;指数阶段中钻井液池递增速率显著增大可以作为气侵识别的早期信号;0.8 m^(3)溢流量作为气侵监测的阈值时,空心球体积分数的影响最为显著,其溢流量变化规律作为气侵早期监测的依据会更准确;分离器数量的影响程度最小。该研究成果可以为注空心球多梯度钻井的早期气侵监测提供理论参考,对下一步的井筒压力有效干预提供重要依据。 展开更多

关键词 空心球 双梯度钻井 气液两相流 变异系数加权法 气侵识别

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注气法双梯度钻井隔水管环空温度场模拟 被引量：5

3

作者 马永乾 孙宝江 +2 位作者 邵茹 王志远 刘晓兰 《石油学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第4期779-785,共7页

针对注气法双梯度钻井工艺特点,根据不同流型结构特点和传热特性,考虑隔水管环空流体与海水、隔水管环空流体与钻杆内流体的传热关系,建立注气法双梯度钻井隔水管环空多相流控制方程,并给出求解方法。模拟计算结果表明:随着水深增加,环... 针对注气法双梯度钻井工艺特点,根据不同流型结构特点和传热特性,考虑隔水管环空流体与海水、隔水管环空流体与钻杆内流体的传热关系,建立注气法双梯度钻井隔水管环空多相流控制方程,并给出求解方法。模拟计算结果表明:随着水深增加,环空内流体温度降低,深水低温的影响越明显;随着液体流量增加,环空内温度升高,增幅降低。由于不同流型传热规律的差异,气体流量增加仅在部分井段对温度有较大影响,入口温度升高环空内温度会相应升高,保温层对温度分布影响明显,加装保温层会使环空最低温度高10℃以上。在实际钻井过程中为防止水合物的生成和钻井液胶凝,尽可能提高液相流量,同时隔水管加装保温层,地面循环系统加装加热装置提高钻井液温度。 展开更多

关键词 注气 双梯度钻井 环空 温度场 流型 模拟计算

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考虑二次梯度的非线性双重介质渗流模型 被引量：2

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作者 王本成 石国新 +3 位作者 路建国 桑林翔 姬承伟 贾永禄 《成都理工大学学报（自然科学版）》 CAS CSCD 北大核心 2011年第2期140-146,共7页

古典渗流理论常被简化为简单的常规线性渗流,这与实际情况有很大误差。针对双重介质油藏,从质量守恒原理出发,详细地推导出了二次压力梯度非线性渗流偏微分方程,发现线性渗流是非线性渗流的近似、简化与处理;建立了考虑二次压力梯度的... 古典渗流理论常被简化为简单的常规线性渗流,这与实际情况有很大误差。针对双重介质油藏,从质量守恒原理出发,详细地推导出了二次压力梯度非线性渗流偏微分方程,发现线性渗流是非线性渗流的近似、简化与处理;建立了考虑二次压力梯度的双重介质不稳定渗流试井数学模型;对其变量代换,最后利用Douglas-Jones预估-校正数值解法进行求解。绘制了该模型的试井样版曲线并对不同参数进行了敏感性分析、二次压力梯度引起的误差分析,结果表明考虑二次压力梯度的影响更符合实际油藏,不应被忽略。 展开更多

关键词 双重介质油藏 非线性渗流 二次梯度 试井

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隔水管注气双梯度钻井井筒参数计算研究

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作者 毛良杰 张孝诚 +2 位作者 薛继彪 詹宁 刘君 《应用数学和力学》 CSCD 北大核心 2022年第4期401-415,共15页

基于隔水管注气双梯度钻井过程中隔水管环空多相流特性,建立了隔水管注气双梯度钻井环空多相流模型,采用有限差分法对模型进行求解,结合墨西哥湾某口深水井现场数据,分析了钻井参数对井底压力和环空压力的影响,并对注气流量的影响因素... 基于隔水管注气双梯度钻井过程中隔水管环空多相流特性,建立了隔水管注气双梯度钻井环空多相流模型,采用有限差分法对模型进行求解,结合墨西哥湾某口深水井现场数据,分析了钻井参数对井底压力和环空压力的影响,并对注气流量的影响因素进行讨论.研究结果表明:隔水管注气双梯度钻井井底压力比常规钻井更低,更适用于海底窄密度窗口钻井;隔水管注气双梯度钻井在钻井过程中注气流量的大小对井底压力和环空压力影响较大;水深和钻井液密度是影响注气流量的两个重要因素.在隔水管注气双梯度钻井参数设计时,应选择合适的注气流量,且钻井液密度不宜过大,以确保隔水管注气双梯度钻井安全.该研究对隔水管注气双梯度钻井设计及现场作业具有指导意义. 展开更多

关键词 深水 双梯度 多相流 注气 窄密度窗口

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非线性渗流复合气藏气井产能新方程分析 被引量：10

6

作者 熊健 郭平 +1 位作者 张磊 杜鹏 《断块油气田》 CAS 2012年第1期106-109,共4页

针对低渗透气藏的特征,推导建立了低渗透气藏气井产能预测模型,包括远井区考虑启动压力梯度和滑脱效应的气井产能方程,以及近井区考虑高速非达西效应的气井产能方程。研究结果表明:启动压力梯度和高速非达西效应使气井产能下降,启动压... 针对低渗透气藏的特征,推导建立了低渗透气藏气井产能预测模型,包括远井区考虑启动压力梯度和滑脱效应的气井产能方程,以及近井区考虑高速非达西效应的气井产能方程。研究结果表明:启动压力梯度和高速非达西效应使气井产能下降,启动压力梯度对气井产量的影响呈近似下降的趋势;增产措施和滑脱效应都使气井产能增加,滑脱效应对气井产量的影响呈近似上升的趋势,而增产措施中,某种意义上说明,相比增加缝宽,增加缝长更重要;在高流压阶段,启动压力梯度对气井产能的影响显著,而在低流压阶段,高速非达西效应和滑脱效应对气井产能的影响明显增强。 展开更多

关键词 非线性渗流:启动压力梯度 滑脱效应 高速非达西 双重渗流特征 产能方程

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双重介质油藏低速非达西渗流封闭外边界试井模型 被引量：1

7

作者 刘振宇 魏丹 +1 位作者 孟玉娟 姜洪波 《大庆石油地质与开发》 CAS CSCD 北大核心 2009年第2期76-79,共4页

已有的研究表明低渗透油藏存在低速非达西渗流机理。针对低渗透双重介质油藏，在低速非达西渗流条件下建立了考虑启动压力梯度、表皮效应、井筒存储效应和封闭外边界的试井理论模型，应用Laplace变换方法求解得到了该模型在Laplace空间... 已有的研究表明低渗透油藏存在低速非达西渗流机理。针对低渗透双重介质油藏，在低速非达西渗流条件下建立了考虑启动压力梯度、表皮效应、井筒存储效应和封闭外边界的试井理论模型，应用Laplace变换方法求解得到了该模型在Laplace空间的解，采用Stehfest方法对该解进行了数值反演，绘制了封闭外边界条件下的井底压力理论图版，讨论了启动压力梯度、边界距离等参数对理论图版的影响规律。研究表明：由于启动压力梯度的存在，使得理论图版中的导数曲线在后期出现上翘现象，其上翘幅度随启动压力梯度的增大而增大。理论图版可用于低渗透双重介质油藏试井资料的分析和解释。 展开更多

关键词 双重介质油藏 非达西渗流 启动压力梯度 典型曲线 试井

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双重低渗介质含启动压力梯度不定常渗流研究 被引量：9

8

作者 罗二辉 王晓冬 《中国海上油气》 CAS 北大核心 2011年第5期318-321,共4页

建立了考虑启动压力梯度和动边界共同影响的双重低渗介质储层非达西不定常渗流模型,通过引入新定义的无量纲压力线性化压力扩散方程,采用Laplace变换结合Stehfest数值反演算法对模型进行解析求解,得到井壁压力分布和动边界传播规律。对... 建立了考虑启动压力梯度和动边界共同影响的双重低渗介质储层非达西不定常渗流模型,通过引入新定义的无量纲压力线性化压力扩散方程,采用Laplace变换结合Stehfest数值反演算法对模型进行解析求解,得到井壁压力分布和动边界传播规律。对低渗双重介质敏感参数进行了分析,结果表明:启动压力梯度对动边界传播、井壁压力及压力导数动态曲线有很大影响,启动压力梯度越大,动边界传播越慢、压力损失越大,并且井壁压力导数曲线在后期有上翘特征;不同弹性储容比和窜流系数下低渗双重介质井壁压力导数曲线区别于中高渗双重介质的特征在于其后期出现上翘。运用Duhamel褶积和有效井径模型建立了不稳定试井分析典型曲线图版。 展开更多

关键词 双重介质 启动压力梯度 动边界 低渗透 不定常渗流 非达西渗流 无量纲压力

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低渗透气藏双重渗流耦合流动的产能方程 被引量：11

9

作者 熊健 郭平 +2 位作者 王平 倪小龙 陈艳茹 《大庆石油学院学报》 CAS 北大核心 2011年第5期25-29,115,共5页

针对低渗透气藏的特征,基于稳定渗流理论,建立低渗透气藏气体在远井区渗流和近井区渗流的耦合流动的气井产能预测模型,包括远井区考虑启动压力梯度和滑脱效应的气井产能方程,以及近井区考虑高速非达西效应的气井产能方程.研究结果表明:... 针对低渗透气藏的特征,基于稳定渗流理论,建立低渗透气藏气体在远井区渗流和近井区渗流的耦合流动的气井产能预测模型,包括远井区考虑启动压力梯度和滑脱效应的气井产能方程,以及近井区考虑高速非达西效应的气井产能方程.研究结果表明:启动压力梯度和高速非达西效应使气井产量下降,且随着启动压力梯度的增大,气井产量不断降低;增产措施和滑脱效应使气井产量增大,且随着滑脱因子的增大,气井产量不断增加;在高流压阶段,启动压力梯度对气井产量影响显著,而在低流压阶段,高速非达西效应和滑脱效应对气井产量影响逐渐增强,同时滑脱效应在开发后期有利于气井产量提高. 展开更多

关键词 低渗透气藏 启动压力梯度 滑脱效应 高速非达西 双重渗流特征 耦合流动 产能方程

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气侵条件下新型双梯度钻井环空出口流量变化规律研究 被引量：7

10

作者 王江帅 李军 +1 位作者 柳贡慧 罗晓坤 《石油钻探技术》 CAS CSCD 北大核心 2020年第4期43-49,共7页

为了准确掌握气侵条件下新型双梯度钻井环空出口流量的变化规律,基于井筒气液两相流动理论,建立了考虑密度突变的气液两相流模型,分析了气侵条件下环空出口流量的变化,并探讨了不同因素变化对环空出口流量变化率的影响。研究发现:气体... 为了准确掌握气侵条件下新型双梯度钻井环空出口流量的变化规律,基于井筒气液两相流动理论,建立了考虑密度突变的气液两相流模型,分析了气侵条件下环空出口流量的变化,并探讨了不同因素变化对环空出口流量变化率的影响。研究发现:气体前沿到达分离器位置时,环空出口流量变化率明显突增;分离器位于泥线以下时,环空出口流量发生突增的时间要早于隔水管底端见气时间,有利于更早地识别气侵;低密度/高密度钻井液密度差、气侵量、排量、分离器位置、井深和井口回压等因素对环空出口流量变化率的影响程度依次降低。研究结果表明,考虑密度突变的气液两相流模型,可以准确预测气侵条件下新型双梯度钻井环空出口流量的变化情况,并为新型双梯度钻井早期溢流监测提供理论依据。 展开更多

关键词 双梯度钻井 环空出口流量 气侵 气液两相 流动模型

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基于井下分离的深水双梯度钻井早期气侵监测新方法 被引量：4

11

作者 王江帅 李军 +2 位作者 柳贡慧 罗鸣 任美鹏 《中国石油大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第6期73-78,共6页

为实现基于井下分离的深水双梯度钻井早期气侵监测,基于井筒气液两相流理论,建立考虑密度突变的气液两相流模型。通过实例对比气侵发生后深水双梯度钻井和常规单梯度钻井环空出口液相表观速度和出口流量变化规律的差异性,分析不同井深... 为实现基于井下分离的深水双梯度钻井早期气侵监测,基于井筒气液两相流理论,建立考虑密度突变的气液两相流模型。通过实例对比气侵发生后深水双梯度钻井和常规单梯度钻井环空出口液相表观速度和出口流量变化规律的差异性,分析不同井深、气侵量、分离器位置、重/轻质钻井液密度差、排量及井口回压条件下的环空出口流量变化。结果表明气侵发生后,当气体前沿到达分离器位置时,深水双梯度钻井环空出口液相表观速度和流量变化率均发生二次突增;井深越深、气侵量越小、分离器与钻头间距越小、重/轻质钻井液密度差越小、排量越大,均会导致突增后的环空出口流量变化率减小;通过监测环空出口流量的早期气侵监测新方法在气体前沿到达分离器位置时即可进行气侵识别,有利于更早地发现气侵并及时采取控制措施,保证深水钻井安全。 展开更多

关键词 深水双梯度钻井 气液两相流 密度突变 分离器位置 早期气侵监测

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压力敏感复合气藏气井产能分析

12

作者 熊健 《新疆石油天然气》 CAS 2013年第1期39-41,56,共4页

针对应力敏感气藏的特征,推导建立了气井产能预测模型,包括远井区考虑压力敏感和启动压力梯度的气井产能方程以及近井区考虑应力敏感的气井非达西渗流产能方程。计算结果表明:启动压力梯度和高速非达西效应使气井产能下降,且随着启动压... 针对应力敏感气藏的特征,推导建立了气井产能预测模型,包括远井区考虑压力敏感和启动压力梯度的气井产能方程以及近井区考虑应力敏感的气井非达西渗流产能方程。计算结果表明:启动压力梯度和高速非达西效应使气井产能下降,且随着启动压力梯度的增大,气井产能不断的降低;激活区和未激活区渗透率变形系数都对气井产能有很大的影响,随着渗透率变形系数的增加,气井产能不断降低;在高压阶段,启动压力梯度对气井产能的影响显著;而在低压阶段,压力敏感引起的应力污染更严重,对气井产能的影响更大。 展开更多

关键词 应力敏感 启动压力梯度 高速非达西 渗透率变形系数 双重渗流特征 产能方程

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水平及倾斜圆管内油水两相双连续流的特性

13

作者 徐荣 《黑龙江科技大学学报》 CAS 2018年第4期436-441,共6页

为研究油水两相双连续流在不同倾角管道中的流动特性,基于油水两相流动特性,实验研究了管道倾角为0°、1°、3°和5°的小管径圆管内双连续流流动特征。利用高速相机、压差计和电磁快关阀获得了不同倾角管道中DC流型、... 为研究油水两相双连续流在不同倾角管道中的流动特性,基于油水两相流动特性,实验研究了管道倾角为0°、1°、3°和5°的小管径圆管内双连续流流动特征。利用高速相机、压差计和电磁快关阀获得了不同倾角管道中DC流型、摩擦压降和相持率,采用均相流模型模拟了摩擦压降并与实验结果对比。结果表明:管道倾斜对DC流型的影响随倾角增加而增大;DC流的摩擦压降受入口含水率的影响随着入口流量的增加而增大;在高入口流量中摩擦压降极小值出现在入口含水率为30%附近,5°管道中的摩擦压降在所有管道中最小。摩擦压降数值模拟与实验值吻合程度较高,均相流模型可用于预测水平及倾斜管道DC流摩擦压降。 展开更多

关键词 倾斜管道 双连续流 流型 摩擦压降

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基于GVF力的拓扑保持分割模型及其对偶算法

14

作者 沈梦洁 潘振宽 +1 位作者 宋金涛 魏伟波 《青岛大学学报（自然科学版）》 CAS 2022年第1期1-10,18,共11页

针对自排斥Snake模型对于狭窄图像区域作用力不足,传统加性算子分裂方法计算复杂,内存用量也会随着图像大小的增加而迅速增长等问题,提出了在原模型的基础上增加梯度矢量流有向力场,以加快轮廓线在图像狭窄区域的演化速度,并为改进的模... 针对自排斥Snake模型对于狭窄图像区域作用力不足,传统加性算子分裂方法计算复杂,内存用量也会随着图像大小的增加而迅速增长等问题,提出了在原模型的基础上增加梯度矢量流有向力场,以加快轮廓线在图像狭窄区域的演化速度,并为改进的模型设计快速对偶算法以简化算法设计,提高求解效率。数值实验表明,改进模型及算法在计算效率方面较经典模型及算法有较大提高。 展开更多

关键词 自排斥Snake模型 拓扑保持分割 对偶算法 梯度矢量流 变分法

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基于颗粒动理学理论的双梯度钻井数值模拟 被引量：1

15

作者 刘浩 杨璎珞 +3 位作者 王湘萍 王淑彦 邵宝力 李田田 《能源与环保》 2022年第6期306-311,318,共7页

针对常规深水钻井过程中孔隙压力与地层破裂压力之间的安全窗口较小的问题,采用基于颗粒动理学的Eulerian-Eulerian双流体模型以及液固两相流动的相关理论,对竖直井筒内双梯度钻井过程中岩屑和空心球的流动行为进行了模拟,同时分析了空... 针对常规深水钻井过程中孔隙压力与地层破裂压力之间的安全窗口较小的问题,采用基于颗粒动理学的Eulerian-Eulerian双流体模型以及液固两相流动的相关理论,对竖直井筒内双梯度钻井过程中岩屑和空心球的流动行为进行了模拟,同时分析了空心球密度以及钻杆转速对岩屑运移情况的影响。根据模拟结果得出了环空井筒内颗粒浓度分布、混合物静压力变化、颗粒速度分布以及颗粒拟温度变化情况。研究表明:注入空心球可以明显降低环空井筒内的压力梯度,减小空心球的密度可以更好的实现双梯度钻井的目的,同时改善空心球与岩屑的浓度分布情况。合适的钻杆转速可以提高岩屑与空心球的混合程度,使空心球和岩屑的浓度分布与速度分布变得更加均匀,避免产生岩屑沉积现象,提升岩屑运移效率。 展开更多

关键词 双梯度钻井 颗粒动理学理论 空心球 计算流体动力学 Eulerian-Eulerian双流体模型

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Banach空间中求解线性反问题的对偶梯度流方法 被引量：1

16

作者 金其年 王薇 《中国科学：数学》 CSCD 北大核心 2023年第10期1377-1396,共20页

本文考虑求解不适定问题Ax=y,并确定该问题的R-极小解,其中A:X→Y是Banach空间X到Hilbert空间Y的有界线性算子,R:X→(-∞,∞]为强凸函数.针对数据带噪声的情形,本文研究一种对偶梯度流方法.由于问题的不适定性会导致方法产生半收敛现象... 本文考虑求解不适定问题Ax=y,并确定该问题的R-极小解,其中A:X→Y是Banach空间X到Hilbert空间Y的有界线性算子,R:X→(-∞,∞]为强凸函数.针对数据带噪声的情形,本文研究一种对偶梯度流方法.由于问题的不适定性会导致方法产生半收敛现象,需要选择合适的停止时间以保证重构解的正则性.本文讨论不同的选取方式(如先验选取、偏差原则和启发式偏差原则)下相应的收敛结果,并且基于解的变分源条件建立方法的收敛阶.数值实验结果展示了对偶梯度流方法在求解线性反问题中的有效性. 展开更多

关键词 线性反问题 对偶梯度流 收敛阶 变分源条件 偏差原则 启发式偏差原则

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