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科学技术与工程 2023年第34期23卷 14574-14580页

作者：张智赵苑瑾郑钰山张波罗方伟杨云朋油气藏地质及开发工程国家重点实验室/西南石油大学成都610500 中国石油集团安全环保技术研究院有限公司北京102206

为了推进中国天然气产供储销产业链发展,保障储气库井在长期“大吞大吐”注采过程中的井筒完整性,基于动量和能量守恒定律、复合多层圆筒壁瞬态传热特性,构建了井筒温度场、压力场预测模型。结合管柱弹性力学、流体体积变化特点、气体... 详细信息

为了推进中国天然气产供储销产业链发展,保障储气库井在长期“大吞大吐”注采过程中的井筒完整性,基于动量和能量守恒定律、复合多层圆筒壁瞬态传热特性,构建了井筒温度场、压力场预测模型。结合管柱弹性力学、流体体积变化特点、气体状态方程等,建立了储气库井环空压力预测方法,并提出了基于环空带压临界控制值的管理方法。结果表明:注气阶段,最大环空带压仅为3.93 MPa;而采气阶段,最大环空带压达到了38.28 MPa,超过了环空带压临界值28 MPa;随着流体热膨胀系数减小、流体压缩系数增大、油管壁厚增大、套管内径增大,环空带压会减小。可以通过优化这些参数,控制储气库井环空带压。

关键词：地下储气库温度变化环空带压预测环空带压临界值采气方案优化

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考虑CO2相变及运移规律的气井环空带压研究

考虑CO2相变及运移规律的气井环空带压研究

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作者：丛子渊东北石油大学

学位级别：硕士

气井环空带压不仅对现场日常生产造成威胁,同时,带压井治理也给经济开采带来巨大经济负担。在采气过程中,施工人员经常面临高含二氧化碳的酸性气井,由于CO物性活泼易相变,固井水泥一旦发生泄露,窜流的CO从井底至井口会展现出两个甚至三... 详细信息

气井环空带压不仅对现场日常生产造成威胁,同时,带压井治理也给经济开采带来巨大经济负担。在采气过程中,施工人员经常面临高含二氧化碳的酸性气井,由于CO物性活泼易相变,固井水泥一旦发生泄露,窜流的CO从井底至井口会展现出两个甚至三个相态,建立适用于CO气井的环空带压计算模型、实现井口环空压力预测对现场安全生产有重要意义。本文首先针对窜流流体在环空保护液内运移规律展开研究,重点关注在不同雷诺数下,气体在环空保护液内流运移速度将发生改变。基于渗流理论建立了考虑雷诺数大小的环空内流体运移模型,明确了流体在环空内运移变化规律;同时,将所建立气体运移模型应用于常规井环空压力预测之中,通过案例井计算实现了环空带压参数敏感性分析,揭示了雷诺数对气体上升速度的影响规律。在明确窜流气体在环空保护液中速度变化规律后,针对酸性气井内存在的性质更为活泼的二氧化碳展开研究。考虑二氧化碳相变前后物性参数将发生明显改变,为保证所涉及CO物性参数准确性,首先进行二氧化碳物性参数计算模型优选,得到了二氧化碳压缩因子、密度和粘度随温度、压力的变化规律及在各参数在井筒内分布规律。而后,以建立的环空内气体运移模型为基础,考虑二氧化碳在不同温压条件下相态将发生改变,结合优选的二氧化碳物性参数计算方法,提出相变存在的酸性气井环空带压预测模型。最后对建立的环空带压模型进行模拟计算,得到了超临界二氧化碳窜流条件下的井口压力恢复规律及环空内二氧化碳相态分布情况。

关键词：气井环空带压预测超临界流体二氧化碳相变气体运移

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