本文關鍵詞：川西水平氣井井筒兩相管流流型實驗研究

  更多相關文章： 川西水平井 流型 高氣液比 三維流型圖 BP網(wǎng)絡模型

【摘要】：川西氣田屬于低滲致密氣藏,主要采用水平井開發(fā),目前水平氣井普遍產(chǎn)水,井筒流動復雜,各井段流型認識不清�，F(xiàn)有的流型預測方法多是針對單一的垂直管、傾斜管或水平管提出的,適用的管斜角范圍小,且多是針對低氣液比油井條件提出的,與水平氣井高氣液比氣井條件存在較大差異,同時忽略了相同流體參數(shù)條件下水平井三段式結(jié)構(垂直段+傾斜段+水平段)對流型的影響,難以正確預測水平氣井氣液兩相流流型。針對以上難題,本文采用實驗、理論與工程應用相結(jié)合的技術路線,就水平井氣液兩相上升管流開展了深入研究,建立了新的流型預測方法。具體工作如下：(1)收集了川西36口水平氣井的生產(chǎn)數(shù)據(jù)、井身結(jié)構、測壓數(shù)據(jù)等,結(jié)合物性參數(shù)與流動參數(shù)計算方法,計算了井筒氣液密度、黏度、表面張力及氣液流速范圍；并優(yōu)選Duns Ros無因次速度準數(shù)作為相似準數(shù),進一步確定了實驗參數(shù)范圍。(2)自行研制了1套可變井斜角(0～90°)的可視化水平氣井井筒兩相流動模擬實驗裝置,實驗管段為50mm內(nèi)徑的有機玻璃管,實驗回路由水平段5m+傾斜段(管斜角可變)4m+垂直段4m組成,同時配備了相應的實驗設備和測控系統(tǒng),為開展不同傾角、不同氣/液相流量的水平井井筒流動模擬實驗做準備。(3)以空氣、水為實驗介質(zhì),開展了8種管斜角、不同氣液流速下的508組兩相管流流型實驗,采用高速攝像結(jié)合壓差分析的流型識別方法,根據(jù)界面分布形態(tài)與各相流動特征,歸納了5種流型類型,繪制了以無因次氣液速度準數(shù)為坐標的8幅二維流型圖,獲得了19條流型過渡曲線,并分析了角度、氣液流速對流型的影響。(4)以8幅二維流型圖為基礎,考慮水平井0～90°連續(xù)變化的管斜角條件,運用Matlab以氣液表觀流速和管斜角為三維坐標系,建立了川西水平井井筒流型預測的三維流型圖法；為進一步解決流型過渡曲面不光滑、過渡方程擬合困難的問題,基于實驗數(shù)據(jù),以氣液速度準數(shù)和管斜角為輸入層,5種流型為輸出層,建立了基于BP神經(jīng)網(wǎng)絡的流型預測方法。(5)利用川西水平井20井次流壓測試數(shù)據(jù)所反映的流型特征,對BP神經(jīng)網(wǎng)絡的流型預測方法進行了驗證,準確率90%；并應用新方法對新沙23-5H水平井各生產(chǎn)階段的井筒流型進行了預測,得出了有益的認識。本文的研究成果為川西水平井井下工況診斷、生產(chǎn)異常判斷、排水措施制定提供了重要的技術支持,對相似氣田的開發(fā)具有一定的借鑒作用。
【關鍵詞】：川西水平井 流型 高氣液比 三維流型圖 BP網(wǎng)絡模型
【學位授予單位】：西南石油大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TE31
【目錄】：

• 摘要3-4
• Abstract4-8
• 第1章 緒論8-19
• 1.1 研究背景及目的意義8-11
• 1.1.1 研究背景8-10
• 1.1.2 研究目的及意義10-11
• 1.2 國內(nèi)外研究概況11-16
• 1.2.1 水平井井筒流動實驗12
• 1.2.2 兩相流流型預測方法12-16
• 1.3 主要工作及技術路線16-19
• 1.3.1 主要工作16-17
• 1.3.2 技術路線17-18
• 1.3.3 本文的創(chuàng)新點18-19
• 第2章 水平井氣液兩相管流實驗設計19-31
• 2.1 實驗相似性分析19-25
• 2.1.1 相似性原理19-21
• 2.1.2 相似參數(shù)分析21-25
• 2.2 實驗流程設計25-26
• 2.3 實驗裝置建立26-30
• 2.3.1 管段回路26-27
• 2.3.2 配套裝置27-29
• 2.3.3 測控系統(tǒng)29-30
• 2.4 本章小結(jié)30-31
• 第3章 水平井氣液兩相管流流型實驗31-46
• 3.1 實驗方法31
• 3.2 流型現(xiàn)象31-40
• 3.2.1 垂直管段33-35
• 3.2.2 傾斜管段35-40
• 3.2.3 水平管段40
• 3.3 實驗流型圖繪制40-41
• 3.4 流型過渡影響因素分析41-45
• 3.5 本章小結(jié)45-46
• 第4章 水平井兩相流流型預測方法研究46-62
• 4.1 現(xiàn)有流型預測方法46-51
• 4.1.1 垂直管段46-49
• 4.1.2 傾斜管段49-50
• 4.1.3 水平管段50-51
• 4.2 流型預測方法評價51-55
• 4.2.1 垂直管段51-53
• 4.2.2 傾斜管段53-54
• 4.2.3 水平管段54-55
• 4.3 水平井井筒流型預測新方法55-61
• 4.3.1 三維流型圖法56-57
• 4.3.2 BP神經(jīng)網(wǎng)絡法57-61
• 4.4 本章小結(jié)61-62
• 第5章 流型預測方法的驗證與應用62-80
• 5.1 驗證模型的數(shù)據(jù)來源62-69
• 5.1.1 數(shù)據(jù)的收集62-63
• 5.1.2 反算持液率63-69
• 5.2 流型預測方法的驗證69-73
• 5.2.1 各流型的持液率范圍69-72
• 5.2.2 流型預測方法的驗證72-73
• 5.3 流型預測方法的應用73-78
• 5.4 本章小結(jié)78-80
• 第6章 結(jié)論與建議80-82
• 6.1 結(jié)論80-81
• 6.2 建議81-82
• 致謝82-83
• 參考文獻83-87
• 攻讀碩士學位期間發(fā)表的論文87

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本文編號：610263