海上稠油油田多元热流体吞吐增产机理研究与实践

多元热流体为蒸汽、氮气、二氧化碳的高温高压混合气体,具有降低稠油黏度、提高地层压力、改善油藏剖面、提高稠油油藏开发效果等作用。多元热流体吞吐技术在海上稠油高效开发中应用广泛,随吞吐轮次增加,对多元热流体吞吐机理缺乏认知,开采效果降低。为有效提升稠油油田的开采效果,采用油藏模拟分析和多元热流体吞吐及驱替室内试验方法,探究了不同多元热流体组分对增产的贡献,进一步明晰多元热流体吞吐增产机理,为多元热流体热采方案优化设计和吞吐后开发调整提供理论指导和有效措施。试验结果表明:海上油田通过多元热流体热采示范应用,油田日产油由热采前218m^(3)·d^(-1)升至最高641m^(3)·d^(-1),增幅195%,热采效果明显。

海上油田燃油锅炉烟道气治理及利用技术研究

目前海上稠油热采主要利用燃油锅炉产生高干度蒸汽,锅炉燃烧后产生的烟道气含有CO_(2)以及其他组分,将烟道气处理并回注利用,不仅能提高油田采收率,还可减少碳排放。通过原油燃烧实验,测定燃烧产物中二氧化碳、二氧化硫、氮氧化物及粉尘的含量,在此基础上创新研发适用于海上油田燃油锅炉烟道气处理及回注的工艺和装备,将烟道气处理后随蒸汽注入稠油井中,实验表明蒸汽与气体同时注入可使周期产油量较只注蒸汽增大2~3倍,两者协同增效作用显著。相关装备已安装于渤海油田某稠油热采开发平台,后期将为海上稠油规模化热采提质增效及注热装备节能环保探索有效途径提供技术借鉴。

海上油田水平井分段注汽方法研究与矿场实践

为解决笼统注汽时水平段油藏动用不均的矛盾,对水平井分段优化注汽理论进行了研究,基于井筒传热模型,建立了考虑油层厚度、孔隙度、渗透率等地层非均质物性参数的注汽模型,编制了包含水平段注汽优化设计的井筒热力参数计算软件,对海上油田注汽井A井水平段分段数、配注孔孔径和数量进行优化计算,设计注汽管柱并应用于该井注汽作业。光纤测试结果表明,S型配注阀设计比较合理,水平段动用程度相对均匀,验证了该方法可靠,为注汽效果评价、工艺措施优化提供指导和依据。下步将进一步调整配注方案,保证水平段吸汽更均衡。

海上热采井氮气隔热注氮参数的优化

为研究海上热采井环空注氮参数对井筒隔热效果的影响,建立了环空注氮井筒传热系数计算模型,通过自主研发的井筒热力参数优化设计软件分析不同注氮排量、温度、压力参数对套管温度、井底蒸汽干度及进入地层热量的影响。结果表明:注氮排量在200~500 m~3/h之间,注氮温度在50~100℃之间,井筒热损失小,井底蒸汽干度高;在保障氮气能注入地层并能抑制蒸汽环空上返的条件下,降低注氮压力,可有效增加进入地层热量,提高井底蒸汽干度,降低套管温度,对套管起到良好的保护作用。该研究可为海上稠油热采井现场注氮参数的设计提供科学指导和依据。

三元复合驱硅垢沉积影响因素研究

目前随着开采程度的提高,油田的结垢现象日益严重,导致采收率降低,诸多现状都表明结垢会给油田带来不利影响。在三元复合驱(ASP)过程中,碱会与地层中的硅酸盐岩产生碱溶反应,形成硅垢,堵塞地层孔隙、严重损害储层。针对所形成硅垢设计实验,研究了影响结垢的因素,着重研究温度、pH和Ca^(2+)、Mg^(2+)对硅垢形成的影响。研究表明:在三元复合驱体系下,pH在10到11之间硅沉积百分数急剧下降,说明pH对硅离子稳定性的影响非常大,温度对硅垢形成的影响比pH较小,钙镁离子的存在对硅沉积具有促进作用。

基于Hugoniot关系的气举阀气嘴流动性能分析

气举阀是气举采油关键部件,气嘴流动性能是影响气举系统效率的重要因素,通过CIPT实验的方法,优选合适的气举阀气嘴形状,结合数值模拟方法确定气嘴内部流动性形态、气嘴内部激波面产生位置和两侧物理参数变化规律,并对实验数据与数值模拟结果进行了对比分析.研究结果表明:文丘里气嘴注气比圆台气嘴和圆柱气嘴更稳定,文丘里气嘴的临界流量对应压力比为0.92,圆台气嘴的为0.82,圆柱气嘴的为0.78;在高压实验条件下,气举阀气嘴中会产生激波面,经过激波面后速度降低、压力升高,变化关系满足Hugoniot关系推导式;圆台气嘴与文丘里气嘴相比,激波面产生的位置更靠近入口,产生的激波强度也更高.

基于核磁共振技术对三元复合驱乳状液运移规律研究

通过核磁共振成像技术对三元复合驱(ASP驱)驱油过程的微观机理进行描述,再通过对原油及ASP驱体系的流变性的实验的基础上,描述出ASP体系在多孔介质中的运移情况。最后通过对ASP体系乳状液建立合适的运移数学模型,发现实验数据与模型结果基本符合,表示所建立的运移数学模型具有合理性。

抽油杆柱力学特性研究综述

参阅了大量中外文文献综述了抽油杆柱力学特性研究成果。通过波动方程分析、微分方程分析、简支梁模型分析、线性方程组分析、电学分析以及屈曲分析六个方面,比较详尽地介绍了各个分析方法的优缺点和适用范围,对于从事相关工作或此研究的人员提供一定的参考。

海上燃油锅炉烟气组分影响因素分析室内实验研究

蒸汽吞吐是有效开发海上稠油资源的技术手段之一,由于经济原因,蒸汽锅炉往往采用海上平台生产的原油,因此产生的烟气往往含有酸性气体(SO_(x)、NO_(x))、粉尘、油污以及CO_(2)等成分,烟气中的CO_(2)可以有效提高原油采收率。因此如何将锅炉烟气回收利用是海上稠油资源开采提质增效的关键。烟气中的酸性气体外排会造成环境污染,回注到井中会造成设备及井下工具腐蚀,粉尘会磨损增压机系统,从而降低增压机气体压缩效率。因此开展锅炉烟气组分影响因素室内实验研究为海上平台烟气回注系统研发提供理论依据和设计基础。通过室内实验研究,分析了原油黏度、元素含量。根据实验结果可以得到,原油C和H元素含量越高,燃烧值越高;在燃烧条件相同的情况下,烟气中的CO_(2)含量与原油的燃烧稳定状态密切相关,烟气中的酸性气体(SO_(x)、NO_(x))含量取决于原油中含S、N元素的含量。

多元热流体吞吐技术在渤海油田老井挖潜中的应用

自2008年,海上油田首次进行热采作业,经过近13年的不断试验、摸索,累计在渤海油田开展多元热流体吞吐施工近20井次,取得了良好的增产效果;同时逐步完善了多元热流体吞吐工艺技术,为海上非常规稠油油田的有效、高效开发提供了技术支持。对于在生产稠油油田,目前主要采用冷采方式开发,单井投产初期产能较高,但随着油田的开发,由于堵塞、油稠、地层能量不足等原因造成在生产稠油井低产,迫切需要增产措施,针对低黏稠油增产、老油田挖潜、低产低效井进行治理。对渤海油田某平台A井开展多元热流体吞吐老井增效先导试验,作业后该井初期日产油量为作业前日产量4~5倍,增产效果明显,表明多元热流体热采技术为渤海油田稳产、增产提供了一条有效的技术路径。

冲蚀对恒流堵塞器流量影响研究及双水嘴改进

恒流堵塞器长期配水工作,水嘴节流孔口处流速较大,难以避免受到冲刷磨损与空化气蚀的影响而使水嘴磨损变形,从而导致恒流堵塞器工作流量变大,难以保证注水精度。针对水嘴磨损问题,进行了不同孔径、孔形恒流堵塞器流量特性研究,得出了不同孔径、孔形对恒流堵塞器额定流量的影响规律。相同额定配注量下,双水嘴改进可降低单一水嘴孔口流速,减缓水嘴冲蚀,延长恒流堵塞器使用寿命。通过双水嘴嘴损实验,得到了双水嘴恒流堵塞器额定配注量与孔径的配合关系。