CO_(2)分注井气嘴节流特性及矿场应用

为了解决CO_(2)分注井节流压差建立困难,气嘴易冲蚀的技术难题,通过构建CO_(2)物性变化的流动-传热耦合模型,揭示2级和3级节流气嘴的流场演化机制,优化设计气嘴结构、建立了绕流气嘴节流图版并开展现场应用。结果表明:流量为10 m3/d时,2级嘴径1.4 mm和3级嘴径1.6 mm的绕流气嘴分别能产生将近6 MPa和8 MPa的节流压差,证明绕流气嘴结构合理、性能可靠、能够达到调整层间压差的技术要求;参照气嘴图版优选的节流气嘴,现场应用20口井,节流压差可达4 MPa左右,调整后注入压力上升2.4 MPa,加强层相对吸气比例由9.7%上升至50.7%,有效调整了层间差异,解决了分注井小层吸气不均的问题。研究结果指导现场测调,为CO_(2)分注规模化应用提供技术支撑。

页岩气储层岩石物理性质

在查阅国内外文献的基础上,介绍了页岩气储层评价标准,概括了页岩矿物组成研究方法及测井响应特征,详细分析了页岩气储层岩石物理性质,给出了页岩孔隙度计算公式,提出了页岩气赋存流动新模型及运动机理,并给出了页岩脆性计算方法,将页岩划分为脆性页岩和塑性页岩,为水力压裂设计提供依据.

启动压力梯度对低渗透油藏微观渗流及开发动态的影响

基于广义达西定律,考虑启动压力梯度影响,建立了渗透率各向异性低渗透油水两相渗流模型,并基于虚位移原理开发了有限元程序,以大庆油区苏仁诺尔油田苏301断块矩形五点线性注采井网为例,分析了启动压力梯度对低渗透油藏微观渗流和宏观开发动态的影响。结果表明:受启动压力梯度的影响,低渗透油藏内渗流速度变化存在显著的延迟效应,渗流速度呈阶梯状变化;启动压力梯度越小,油井初期产油量越高,但后期含水率上升速度越快,油井后期产油量降低幅度越显著;启动压力梯度越大,油藏采出程度越低,且随着生产时间增长,对采出程度影响越显著。

应力敏感条件下煤层压裂裂缝延伸模拟研究

为研究煤储层应力敏感性质对压裂裂缝延伸的影响,以清水为介质对晋城区块煤样采用围压恒定不变、孔隙压力渐变的方式进行了应力敏感试验,分析了净围压与渗透率之间的关系,考虑渗透率动态变化对压裂液滤失的影响,推导了煤层压裂滤失系数计算方程,建立了应力敏感条件下煤层压裂裂缝延伸模型并提出了求解方法,在应力敏感性质考虑前后,进行了现场煤层气井施工对比模拟计算。研究结果表明:围压一定时,随着孔隙压力增加煤样渗透率逐渐增大,孔隙压力从3 MPa增加到9 MPa,煤样渗透率从0.14×10-15m2增加到2.06×10-15m2,渗透率随着净围压的增大呈指数函数规律降低;滤失系数是施工时间与位置坐标的函数,具有动态变化性质,有效应力为7 MPa时,滤失系数为0.000 224 m/min0.5,有效应力为1 MPa时,滤失系数为0.000 554 m/min0.5,滤失系数与有效应力之间同样存在指数递减关系;考虑应力敏感效应前后,模拟计算结果与实际监测值之间的偏差分别为52.8%和26.8%,因此,考虑应力敏感效应的影响可以大幅提高模拟计算的准确度,使计算结果更接近实际情况。

复杂工况整体压裂优化软件研发及应用

为解决低渗透油藏各种复杂整体压裂工况模拟难度大等难题,以理论模型为基础,从有限元求解源程序研发、新型压裂模拟单元选取、复杂几何模型构建及网格剖分等方面,对渗透率各向异性低渗透油藏任意转角整体压裂优化软件研发思路及实现方法进行了阐述。结合大庆油田苏301及葡31等低渗区块油藏资料,对五点线性注水井网工况进行了整体压裂产能模拟,优化人工裂缝长度为110 m,导流能力为25μm2.cm,井网排距为100 m。研究表明,油藏启动压力梯度是影响采出程度的重要因素,当油藏启动压力梯度显著时,应合理优化井网排距以建立有效的压力驱替体系。

大庆油田井下作业清洁化与自动化技术研究与应用

“十三五”期间,为改变传统井下作业“脏、险、苦、累”现状,大庆油田开展了清洁化、自动化作业技术研究与应用。按照“井液不出井、出井不落地、落地不污染”绿色作业要求,针对井下作业过程中井液出井污染环境问题,攻关形成了以井筒溢流控制为主、地面集液回收为辅的清洁化作业技术系列,累计应用20.8万井次,回收废液382.7×10^(4)m^(3),减少固体废物6.3×10^(4)t,清洁作业覆盖率由23.6%提升到100%。针对传统井下作业劳动强度大、安全风险高的特性,发展形成了小修、大修自动化作业技术,通过配套自动化作业装备,单队操作人员比例降低25%,年节约人工成本100万元以上,劳动强度和安全风险大幅降低。清洁化、自动化技术的发展与应用实现了井下作业安全、绿色、高效施工,推动了劳动组织方式和生产运行模式的变革。

抽油机井可环空测试井筒防喷技术

为了解决抽油机井检泵作业过程中井液喷出污染环境的问题,满足生产时不动管柱过环空测试的需求,开展了可环空测试井筒防喷技术研究。通过研制Y445封隔器、阀芯式井下开关等核心工具,与抽油泵、捅杆形成防喷工艺管柱。生产时,阀芯式井下开关开启,最小内通径Ø36 mm,为测试仪器起下提供了中心通道;检泵作业时,下放泵抽管柱时关闭阀芯式井下开关以实现井筒防喷。利用有限元模拟分析了0~25 MPa不同套压下工艺管柱的密封性能和锚定性能,最高防喷压力28.4 MPa,防上顶力不小于422 kN。室内实验结果表明,工艺管柱在25 MPa套压下安全可靠。该技术在大庆油田现场试验了5口井,二次检泵作业2口井,施工全程井口无溢流,过环空产出剖面测试仪器通过顺畅、无卡阻,实现了抽油机井不压井检泵作业和不动管柱过环空测试。

双螺杆泵同井注采技术分层管柱研制与应用

为了满足双螺杆泵同井注采工艺注入、采出通道相对独立的需求,同时解决生产过程中分层管柱密封难题,研制了采上注下、采下注上两种分层管柱。采上注下分层管柱采用Y443可钻封隔器和插入密封结构,管柱简单、密封可靠、使用寿命长;采下注上分层管柱采用整体丢手式结构,确保了生产过程中稳定可靠,设计的双通道注采器建立了独立的注水、采出通道。现场应用20井次,分层管柱工艺成功率100%,管柱工作有效期2年以上,单井平均日产液下降了70.9%,含水下降了4个百分点。

苏丹油田高含水井动态可调找堵水技术研究与应用

针对常规找堵水工艺存在不可动态调控、施工周期长等问题,研制了适应于苏丹油田高含水井的动态可调找堵水工艺管柱。对于出砂严重的潜油电泵井,研制多级可钻封隔器配合同径管插入方式,保证砂埋时管柱顺利起出,解决管柱防砂卡问题;针对漏失严重潜油电泵井,采用压电控制开关,在严重漏失情况下,保证从地面向井内传递准确、可靠的压力信号,提高找堵水工艺管柱可靠性和成功率。现场试验6口井,作业成功率为100%,工艺管柱耐温120℃,耐压35MPa,使用寿命超过5年,平均含水率下降51.2%,最大降幅77.1%,可有效控制含水率快速上升。现场应用表明,该工艺满足苏丹油田高含水井开采需要,可以避免由于过高含水而导致的减产或关井。

小修作业液压动力猫道举升机构的优化设计

举升式液压动力猫道是实现小修作业自动化的重要组成部分,其中最核心的机构是举升机构。举升机构设计的优劣直接影响整个系统的工作性能。为解决传统举升机构的举升力不足、支撑机构部件的应力集中导致易断裂失效的问题,对部分零部件进行了结构优化设计,提出一种新型举升机构的设计方案,并应用有限元软件对所设计的举升机构进行动态仿真分析和强度校核。分析表明,举升机构运行平稳,举升液压缸和各铰接点的载荷较小,系统可靠性高,从而验证设计方案的合理性和可行性。目前,采用该举升机构的液压动力猫道现场施工120口井,装置运行平稳,载荷小,故障率低,可靠性高,为实现小修作业自动化奠定了技术基础。