本文關(guān)鍵詞：井筒油氣相態(tài)變化對(duì)井控安全的影響，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：鉆井時(shí),一旦超臨界態(tài)酸性溢流進(jìn)入井筒,在上升過程中隨著井筒溫度、壓力的下降,將由超臨界態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)闅鈶B(tài)(臨界點(diǎn)),相態(tài)的變化將導(dǎo)致進(jìn)入井筒的酸性氣體體積變化,使得井筒液柱壓力發(fā)生變化,勢(shì)必誘發(fā)井控安全問題。因此,研究井筒油氣相態(tài)變化規(guī)律、分析相態(tài)變化對(duì)井控安全造成的影響,對(duì)于確保酸性氣藏井控安全有著重要的作用。本文以井筒兩相流為研究基礎(chǔ),通過研究計(jì)算井筒內(nèi)超臨界態(tài)流體的相變規(guī)律及溢流侵入后壓井排溢過程井筒環(huán)空的動(dòng)態(tài)分布,形成一套超臨界態(tài)溢流壓井排溢的動(dòng)態(tài)分析方法,進(jìn)而配合一套完整有效的的井控安全工程措施。本文取得的主要研究成果：(1)利用臨界溫度和臨界壓力可以判斷儲(chǔ)層流體是否處于超臨界態(tài)。對(duì)于單組分儲(chǔ)層流體,可直接參考?xì)怏w臨界值表；對(duì)于多組分儲(chǔ)層流體,則要采用擬臨界參數(shù)法計(jì)算后才能得到多組分臨界值,并利用各組分的分壓力和溫度進(jìn)行判定。在高溫高壓儲(chǔ)層中,儲(chǔ)層流體大多處于超臨界狀態(tài)。(2)當(dāng)超臨界態(tài)儲(chǔ)層流體溢流進(jìn)入井筒后,在上返過程中當(dāng)溫度、壓力小于臨界值時(shí)就會(huì)發(fā)生相態(tài)變化,導(dǎo)致體積變化。其變化程度取決于：超臨界態(tài)儲(chǔ)層流體溫度、壓力的下降過程與臨界點(diǎn)的距離,越靠近臨界點(diǎn)變化越大；超臨界態(tài)儲(chǔ)層流體溫度、壓力的下降路徑,直接進(jìn)入氣態(tài)區(qū)比先進(jìn)入液態(tài)區(qū)再進(jìn)入氣態(tài)區(qū)變化要大。(3)本文采用哈桑(Hasan)和卡比爾(Kabir)方法,將鉛直圓管中的流動(dòng)劃分為四種流型泡狀流、段塞流、攪動(dòng)流和環(huán)狀流,及判斷流型的計(jì)算公式。偏差因子的計(jì)算采用德蘭丘克-阿博-卡塞姆(Dranchuk-Abou-Kassem)方法(簡(jiǎn)稱D-A-K方法),求解采用牛頓迭代法。(4)本文根據(jù)已知的關(guān)井立壓、關(guān)井套壓、初始溢流量等地面觀測(cè)參數(shù),利用真實(shí)氣體狀態(tài)方程,采用設(shè)定初值、劃分微段、逐段計(jì)算、疊加檢驗(yàn)的數(shù)值計(jì)算方法,對(duì)溢流發(fā)生后、節(jié)流壓井前的井筒初始狀態(tài)進(jìn)行反演,通過計(jì)算初始溢流段高度、初始溢流段持氣率分布規(guī)律,成功的展現(xiàn)了井筒初始狀態(tài)。(5)本文根據(jù)已知的井筒初始狀態(tài),采用設(shè)定初值、劃分微段、逐段計(jì)算、疊加檢驗(yàn)的數(shù)值計(jì)算方法,對(duì)節(jié)流壓井過程中的溢流量、溢流段高度、溢流段持氣率、井筒壓力分布、壓井套壓等參數(shù)進(jìn)行計(jì)算,為節(jié)流壓井過程中實(shí)施套壓控制提供了可靠的數(shù)值依據(jù)。(6)本文進(jìn)行了三種溢流情況的節(jié)流壓井實(shí)例計(jì)算。結(jié)果表明：在節(jié)流壓井工況下,由于施加有套壓,超臨界態(tài)溢流在井筒上升過程中,很難出現(xiàn)由于相態(tài)突變而導(dǎo)致的體積巨變情況。酸性組分含量越多,體積膨脹位置越靠近井口,體積膨脹變化率越大,最高套壓出現(xiàn)的時(shí)間越短。由此說明：節(jié)流壓井過程中對(duì)套壓進(jìn)行精準(zhǔn)的控制,是消除井控安全隱患的關(guān)鍵。(7)壓回法壓井技術(shù)和密閉循環(huán)壓井技術(shù)是確保超臨界態(tài)溢流井控安全的有效措施,在條件允許時(shí)(如裂縫性儲(chǔ)層)可以采用壓回法壓井技術(shù),反之可采用密閉循環(huán)壓井技術(shù)。本文規(guī)范了壓回法壓井施工參數(shù)的設(shè)計(jì)方法和步驟,提出了實(shí)現(xiàn)密閉循環(huán)系統(tǒng)主要有二大功能(防止含硫氣體泄漏；含硫氣體安全燃排)的具體方案。研究成果能為現(xiàn)場(chǎng)施工提供有力的理論支持,為現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)提供一套完整的、可適用的井控安全工程措施,從而降低鉆井過程中遇到此類問題引發(fā)的嚴(yán)重后果,提高鉆井的安全性。
【關(guān)鍵詞】：酸性氣藏 超臨界 相變 井控安全 壓回法 密閉循環(huán)
【學(xué)位授予單位】：西南石油大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TE28
【目錄】：

• 摘要3-5
• Abstract5-10
• 第1章 緒論10-17
• 1.1 研究目的和意義10
• 1.2 國(guó)內(nèi)外研究概況10-15
• 1.2.1 井筒油氣相態(tài)變化的井控安全問題10-11
• 1.2.2 研究現(xiàn)狀11-14
• 1.2.3 存在的不足14-15
• 1.3 研究的技術(shù)思路及主要內(nèi)容15-17
• 1.3.1 研究思路15
• 1.3.2 研究的主要內(nèi)容15-17
• 第2章 酸性氣藏超臨界態(tài)判定方法17-25
• 2.1 超臨界流體的概念、性質(zhì)及相行為17-20
• 2.1.1 純天然氣的特征17-18
• 2.1.2 超臨界流體的概念及性質(zhì)18-20
• 2.2 多組分酸性氣藏超臨界態(tài)的判定20-23
• 2.2.1 多組分酸性天然氣相圖20
• 2.2.2 多組分酸性天然氣臨界值20-23
• 2.3 超臨界流體的特性23-24
• 2.4 本章小結(jié)24-25
• 第3章 節(jié)流壓井工況下井筒氣液兩相流動(dòng)計(jì)算模型25-38
• 3.1 井筒氣液兩相流動(dòng)計(jì)算對(duì)相態(tài)變化的影響25
• 3.2 節(jié)流壓井工況下井筒壓力關(guān)系25-26
• 3.3 井筒環(huán)空氣液兩相流動(dòng)基本理論26-32
• 3.3.1 井筒氣液兩相流基本參數(shù)26-29
• 3.3.2 井筒氣液兩相流的流態(tài)劃分及判定29-32
• 3.4 井筒環(huán)空氣液兩相流動(dòng)計(jì)算方法32-35
• 3.4.1 井筒環(huán)空流動(dòng)壓降計(jì)算32-35
• 3.4.2 井筒環(huán)空靜液柱壓力計(jì)算35
• 3.5 井筒環(huán)空氣體狀態(tài)方程35-37
• 3.5.1 真實(shí)氣體狀態(tài)方程35-36
• 3.5.2 偏差因子計(jì)算36-37
• 3.6 本章小結(jié)37-38
• 第4章 超臨界態(tài)溢流壓井計(jì)算方法38-66
• 4.1 基于氣液兩相流動(dòng)模型的節(jié)流壓井計(jì)算38-40
• 4.1.1 壓井物理模型38-39
• 4.1.2 與常規(guī)壓井方法的區(qū)別39-40
• 4.2 氣體溢流壓井計(jì)算方法40-50
• 4.2.1 井筒初始狀態(tài)計(jì)算方法40-44
• 4.2.2 氣體溢流壓井過程井筒狀態(tài)計(jì)算方法44-45
• 4.2.3 實(shí)例計(jì)算45-50
• 4.3 超臨界態(tài)溢流壓井計(jì)算方法50-59
• 4.3.1 低含酸性組分溢流實(shí)例計(jì)算50-54
• 4.3.2 高含酸性組分溢流實(shí)例計(jì)算54-59
• 4.4 計(jì)算結(jié)果對(duì)比分析59-64
• 4.5 本章小結(jié)64-66
• 第5章 超臨界態(tài)溢流井控安全措施66-81
• 5.1 井筒鉆井液除硫技術(shù)66-69
• 5.1.1 除硫化氫化學(xué)方法及其原理66
• 5.1.2 井筒鉆井液加入除硫劑條件、選擇原則及用量分析66-67
• 5.1.3 堿式碳酸鋅除硫劑使用及效果評(píng)價(jià)67-69
• 5.2 壓回法壓井技術(shù)69-76
• 5.2.1 概念69
• 5.2.2 壓回法壓井的適用條件69-70
• 5.2.3 壓回法壓井的相關(guān)計(jì)算70-76
• 5.3 密閉循環(huán)壓井技術(shù)76-80
• 5.3.1 密閉循環(huán)系統(tǒng)概況76-77
• 5.3.2 實(shí)用化密閉循環(huán)壓井技術(shù)77-78
• 5.3.3 密閉設(shè)備78-80
• 5.4 本章小結(jié)80-81
• 第6章 結(jié)論81-83
• 致謝83-84
• 參考文獻(xiàn)84-88
• 附錄 實(shí)例計(jì)算數(shù)據(jù)表88-113
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文及科研成果113

【相似文獻(xiàn)】

中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前3條

1 田祖紅;王界益;彭原平;戴月祥;姚萬鵬;雪偉;;凝析油氣井的相態(tài)變化與測(cè)井響應(yīng)分析[J];測(cè)井技術(shù);2010年02期

2 林海潮,呂明,曹楚南,杜鵑,張鳴鏑,史志明,楊秀清,趙吉翔;特高含H_2S氣井開采過程中可能發(fā)生的相態(tài)變化及其影響[J];腐蝕科學(xué)與防護(hù)技術(shù);1992年04期

3 ;[J];;年期

中國(guó)碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前1條

1 賴汶龍;井筒油氣相態(tài)變化對(duì)井控安全的影響[D];西南石油大學(xué);2016年

  本文關(guān)鍵詞：井筒油氣相態(tài)變化對(duì)井控安全的影響，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號(hào)：285478