水下储油舱保温性能及温度传感器安装位置研究

水下储油舱具有抗风浪、防爆等优点,在海洋石油开采中得到了较多的应用。为了避免原油凝结,为水下储油舱设计了保温装置。在该储油舱内布置传感器,利用FLUENT软件研究舱内多个点的温度随时间变化规律,并得到了储油舱内温度场分布,验证了保温装置的可靠性。对温度传感器安装位置进行优化,保证了温度监测数据的正确性。

海上油田井口安全注水压力研究

注水井最大井口注水压力主要与地层破裂压力、井深、沿程压力损失和水嘴压力损失有关,若井下注水压力超过地层破裂压力则会造成地层出现微裂缝,影响注水作业安全。在总结分析分层注水压力影响因素的基础上,确定了井口安全注水压力计算方法,并针对海上油田常用的4种注水管柱形式,开发了井口安全注水压力计算软件,该软件的推广应用对于指导海上注水作业、保障注水安全具有重要意义。

电缆永置式井下测调技术研究与应用

目前的大斜度井和水平井分层注水管柱无法进行钢丝电缆作业,传统测调工艺无法实施,导致分层注水合格率较低。鉴于此,研究了电缆永置式井下测调技术,提出了一种适用于大斜度井和水平井分层注水的新工艺。采用该工艺可以实时监测注水层位,实现注水量的自动调节,无需钢丝电缆作业,解决了井斜超过60°井的测试调配问题;采用预置电缆技术,将测试组件与调节组件集成在井下测调工作筒内,可以实时对井下数据进行监测与控制。试验及应用结果表明,该工艺不受井斜限制,可以实现分层调配、参数实时监测和直读式验封,提高了作业效率,为精细注水提供了技术保障。

渤海油田分层注水工艺技术现状与发展趋势

渤海油田注水井具有防砂完井条件下分段层数多(2~6层)、井斜较大(30~60°)、单层配注量大(300~700 m^3/d)等特点。总结了自20世纪90年代以来我国渤海油田注水技术的发展历程,介绍了"一投三分"注水、多管分层注水、空心集成分层注水工艺等在渤海油田的技术现状,并分述其特点及存在问题。根据渤海油田注水开发的需求,对今后开展超大斜度井和水平井分注、井下增压注水和细分注水等方面研究进行了展望。

智能完井井下液压控制系统关键技术研究

智能完井系统通过传感器和地层滑套开关实现了对产液层的监测和控制,对油层实现了多层合采、层间优化、单采等多种模式的切换。介绍了国际上通用的智能完井井下液压控制系统,并结合分层开采智能完井的技术要求,提出了一套智能完井井下流量控制解码器的设计方案,通过操纵井下多目的层滑套的开关从而实现分层选择和控制。设计的数字液力解码器利用3条液压管线可实现最多6个生产层滑套的控制。该方案简化了现场安装液控管线的操作,有助于推动智能井配套工具的标准化。

深水油田双电潜泵采油技术

深水油田开发单井产液量大,作业及维护成本高,对举升管柱工艺及配套装备提出了更高的要求。采用罐装电潜泵完井技术可满足深水人工举升要求,并能有效减少修井作业次数,延长检泵周期。阐述了双罐装电潜泵和罐装双电潜泵的管柱组成、工作原理和工艺特点,介绍了主要配套工具自动换向阀的结构和工作原理,最后结合我国第1个自营开发的深水油田流花4-1油田应用双电潜泵技术的实践成果,指出国内开展双电潜泵系统与高效井下油气分离技术和智能完井技术相配套的研究方向。

渤海油田高效投捞无缆分注工艺研究及应用

针对无缆智能注水技术应用于油田开发中,其工艺存在无缆智能工作筒电路可靠性不足、电池寿命短造成无缆注水管柱寿命低的问题,提出了高效投捞无缆分注工艺。研发的井下可投捞无缆分注工作筒将无缆注水工作筒的电子元器件、传感器部件集成在可投捞注水芯子内部,利用钢丝作业实现芯子的快速维修、更换,有效地延长管柱寿命。同时研发了配套的地面发码系统与高效压力波控制编码技术,通过软件和硬件的配合,实现了水嘴开度调节、流量预设等7大功能,有效地提高了无缆调节效率。目前渤海油田现场应用62井次,投捞成功率达到100%,注水合格率达到97%以上。该技术的研发可为海上油田的高效智能注采提供新的选择。

利用遗传算法优化的神经网络求解并联机构位置正解

位置正解是研究并联机构运动学的基本问题,采用遗传算法优化神经网络权值的方法对模型进行了求解。利用位置反解求得训练样本,然后训练网络,最后对其进行仿真。结果表明,此算法运算结果快、求解简单、精度高,具有发展潜力。

海上油田采油技术创新实践及发展方向

海上油田主要采用大位移井和水平井开发,具有“少井高产、高采油速度”的特点,已建立了高效的采油技术体系。综述了海上油田采油技术的发展历程,系统介绍了包括大液量油井电动潜油泵举升技术、低液量油井举升技术、高含气油井举升技术、特殊工况举升技术体系和同井注采技术在内的多项关键技术。同时,指出海上油田采油技术面临技术难度不断增大、智能化水平有待提升和继续提质降本等挑战。为应对这些挑战,提出了“一体化、差异化、智能化、低碳化、科学化”5个发展方向,旨在为海上油田采油技术的扩大应用及技术创新提供借鉴和参考。

海上油田压力波控制高效测调注水技术

由于海上油田与陆地油田的注水井况和作业环境存在很大不同,目前的压力波控制注水技术存在测调效率低、压差识别不精确、测调工艺无法实现自动化等问题,陆地油田应用的无缆压力波控制注水工艺无法直接应用于海上油田。对海上油田高效测调无缆压力波智能注水技术进行研究,分析了压力波控制注水原理,设计了2种地面发码方案和2种压力波配水器方案。配水器采用金属密封和橡胶密封的双重密封设计,可提高工具可靠性;地面发码方案采用负脉冲转换次数+脉冲宽度调制的复合编码方法,编码简单、可靠性高。针对测调需求,设计了一键验封、一键轮注、自动测调、地面流量预设等一键测调功能。试验结果表明:本文研究的压力波控制高效测调方案比传统测调方案测调效率提高50%以上。本文研究成果可为海上油田无缆压力波智能注水技术的推广应用提供技术基础。

海上油田大斜度井缆控智能分层注聚技术研究及应用

海上油田单管分层测调注聚工艺不能满足井斜大于60°的井况,同时测调时需要钢丝作业配合,平均单井测调用时6 h,测调效率低,无法真正意义上实现井下温度、压力、流量的实时监测与注入量调整。在介绍海上油田缆控智能注聚新技术原理、适用性与特点的基础上,研发出缆控智能注聚工作筒、大流量下高保黏通道及地面控制器等关键配套工具。实验表明,工作筒形成节流压差小于4 MPa,保黏率大于85%,性能较好。现场应用表明,缆控智能注聚技术在大斜度井的分层注聚调试过程中,可实时反馈流量、压力、温度等监测数据,提高注聚井测调效率和油藏配注达标率,为海上油田聚驱提高采收率提供了有效的技术支撑。

海上油田同心无缆分注工艺技术研究与应用

为节省平台作业空间,节约作业成本,提高同心边测边调工艺调配效率及精度,加快海上油田注水井智能化进程,提出了一种同心无缆分注工艺技术。该技术无需更换管柱,在同心边测边调工作筒中下入无缆智能测调工具,基于无线通讯技术实现对井下数据的实时监测及注水量实时调整,实现双向通讯。通过不动管柱作业实现了边测边调管柱转换为智能管柱,钢丝作业即可对无缆智能测调仪进行更换,同时保留原电缆测调方式。该技术在渤海B油田N5井成功现场应用,整井调配误差不超过5%,取得良好的应用效果,为海上油田注水井智能化转型提供新的技术选择。

声波沿井筒内注入水长距离传输可行性研究

注水是油田开发中提高采收率、保持油田高产稳产的有效手段。目前,常见的注水工艺包括电缆投捞、预置电缆、无缆注水工艺等。无缆注水工艺常见的信号载波方式为压力载波和声波载波。针对探索声波在井筒内液体的长距离传输规律及声波通信无缆注水工艺可行性,进行了试验研究。将声波发射器放置在井口,通过地面控制器控制发射器发射不同频率的声波信号,接收器置于1 200 m井下,井筒内灌满液体,声波沿井筒内液体传输。对声波在井筒内传输的关键影响参数,如井深、声波频率、注水噪声等,设计了试验流程。试验结果表明,注水对声波信号传输影响很大,不注水条件下,100、168、250 Hz单频信号均可在经过1 200 m井下传输后被检测到,满足通信要求,且100 Hz声波信号随井筒距离增加衰减最小。研究结果首次验证了声波沿井筒内液体长距离传输的可行性,为声波通信无缆注水工艺研究打下了基础。

海上油田液控智能采油工艺研究

海上油田开发以水平井大斜度井居多,开发井层数多,层间矛盾大。针对目前开发方式无法实现对油层进行精细开采的现状,提出了海上油田液控智能采油工艺技术。该工艺利用八挡位井下液压滑套配合液压解码器可以实现多层的精细开采,同时设计的水嘴结构可以实现多层流量精细的调节与大产液量的调节。井下液压解码器利用排列组合的原理,在降低管线数量的同时,实现了井下层位的选择与高压控制液引导,并通过计算管线摩阻,为现场管线的选择提供了理论支撑。试验结果表明:油嘴结构可以实现0~800 m 3/d的精细调节;井下液压滑套换向功能可靠,换向压力稳定在2 MPa左右,可实现0~2800 m 3/d的产量调节。该工艺不受水深和井斜等限制,最多实现了6层井的精细开采,提高了作业效率,可为海上油田精细化开采提供技术保障,同时也可为深水油田的开发提供技术储备。

海上油田电控液驱分层注采系统研究

为保障精细分层开采工艺可靠性及实现井下参数的测试,根据电控设备快速、集成化及液压设备稳定性好、扭矩大的特点,开发了一种电控液驱分层注采控制系统。详细阐述了控制系统、电控解码监测装置与液压驱动多级滑套等重要部件的工作原理、结构组成及技术特点,进行了电控液驱分层注采现场选井设计。研究结果表明:该控制系统实现了井下大于6层注采层位快速、可靠的控制及参数监测;电控解码监测装置解码响应时间由纯液控的5 min降至毫秒级,单层液控滑套的调整时间由20 min缩短至1 min以内;设计的液压驱动多级滑套采用旋转换挡形式,可以实现8个开度的精细调节,配注量最大误差为5%。研究结论可以为油藏开发决策提供技术参考。

海上油田电泵-智能气举管柱工艺研究

海上油田存在大量油气共生资源,由于现阶段采油工艺的限制无法实现油气共采,同时以曹妃甸11-6D平台为例的小型生产平台电力负荷达到上限。鉴于此,研发了海上油田电泵-智能气举管柱工艺技术。该技术采用耦合举升工艺,利用现有气源,在电泵上部增加智能气举阀,采用电泵-气举耦合举升方式,可以节省部分电量,减少油井关停造成的产量损失;同时能有效利用气藏能量,实现油气同采,提高油田开发效益。渤中29-4油田某生产井采用电泵-智能气举管柱工艺技术有效降低了泵负载,功率最低降至原功率的42. 08%。该技术解决了油气同采及电泵开采系统负荷过大问题,提高了举升效率。

海上稠油油田地热水驱工艺技术研究及实践

针对海上M稠油油田具有深层高温地热水资源的现状,在对油田地质特性、原油物性及油藏特点等分析的基础上,提出利用地热能提高稠油油藏采收率的新方法。鉴于该油田生产平台未建造注水设施的现状,开发了一种自源闭式稠油地热水驱工艺及配套工具,同时发展“1拖2”共享水源+分层注水或同井抽油注水技术,即1口井采水+助流回注水,1口井地面注水或同井采油注水,提高了井筒利用率。现场实施结果表明,X1井实现了对4个生产层位进行注水能量补充,对应8口油井见效,日产油能力增加387 m^(3),年增油14.1×10^(4)m^(3)。该工艺对海上相似油田的开发提供了良好的借鉴和指导。

智能井多档位液控阀结构优化设计

多档位液控阀是井下智能分采技术的核心关键工具,其性能优劣直接影响分采井产能。分析并优选了智能井多档位液控阀的直接液力控制、微型液力解码器控制和数字液力解码器控制3种液控方案,优化液控阀换档控制机构及密封方式,最后通过高温高压井况模拟试验,验证智能井多档位液控阀在实际井况下的工具性能。结果表明:数字液力解码器控制阀可在有限空间内实现较少管线对多目标层位的有效控制,且具有操作简单、作业风险低的优势;液控阀换档控制机构从直线型设计优化为旋转换档型设计,可实现对排量的精细调控;采用不祼T形密封结构,可有效降低井内液体对胶件的冲击,保证液压控制阀的长期密封性;多档位液控阀在高温高压条件下的导向、换档、限位、开度调控等功能良好,能够满足现场使用。本文研究对智能井多档位液控阀的进一步优化及现场应用具有一定指导意义。

井下油水分离回注水液控阀装置研究

以曹妃甸区块为代表的海上油田进入高含水阶段,采出液含水率高,地面水处理流程压力大,从而造成油井的限流、减产。通过井下油水分离工艺,可以提高产出液含油量,增加产量。回注水调控装置作为油水分离工艺的核心部件,原固定水嘴阀及电控阀回注水装置存在无法调节或稳定性差的缺点。研发了一种液控阀回注水装置,该装置通过液控管线进行控制,可以实现回注水的精细、稳定的调节,同时能够满足大排量回注水的需求。通过优化设计,关键结构的尺寸达到最优化。经试验表明,该阀换向压力稳定,换向可靠。解决了油水分离回注水调节的关键技术难题,提高了整体工艺的可靠性。

基于井下长管线沿程阻力损失的计算研究

深井长管线液压作业过程中环境温度的变化较为显著,不考虑井筒内温度变化情况将导致沿程阻力损失误差较大,极易影响井下工具的正常作业。为此,在传统液压油沿程阻力损失计算的基础上考虑井下温度变化对计算数值所带来的的影响,优化了具有显著温度变化作业环境下管线的沿程阻力损失计算过程,并以S2V22号液压油为示例,计算并对比分析了定参数下及受地温梯度影响下不同液压流量的沿程阻力损失变化。研究结果为今后基于精确液压控制工具的深井作业提供了一定参考。