注采过程中气质流体置换数值模拟及原地气置换方法——以新疆H储气库为例

凝析气藏型储气库在注入干气后与原地气不断置换,组分和相态发生变化,对其深入研究是储气库注采优化控制、实现高效运行的关键。以新疆H储气库为研究对象,通过建立重力控制下的组分梯度分布模型,定量分析了多周期注入气在储层中的扩散特征、采出气组分变化及凝析油含量变化规律。结果表明:先期高部位注气及强注弱采有利于原地气被驱离近井地带;其后高部位采注比高,原地气置换彻底,低部位采注比低,重组分富集在低部位及气库西侧;单井凝析油含量变化特征受构造部位、注采策略、投产方式等因素综合影响;单井吞吐使原地气置换能力降低,凝析油采出能力随之降低;循环注气方式、以采投注、短期较高采注比均有利于含重组分的原地气加速置换。研究成果可为同类贫凝析气藏改建储气库的设计、注采运行制度的制定及现场调控等提供一定的理论指导。

气藏型储气库出砂规律研究的新方法

新疆H储气库受储气库强注强采运行模式影响,调峰采气过程中储层易发生出砂风险,从而严重影响储气库的寿命和调峰能力,亟需开展储气库出砂规律研究,确保储气库调峰保供能力。针对常规岩芯驱替出砂实验条件下岩芯出砂量很小,实验过程中很难监测到出砂量等问题,提出了一种新的实验方法,即在常规驱替出砂实验的基础上,通过核磁共振仪测量岩芯实验前后孔径分布与孔喉分布变化。该方法解决了常规出砂实验过程中出砂量过小难以监测的难题,从微观角度更加全面地探究了地层出砂规律。利用此方法,分析了流速、生产压差、渗透率、含水率和地层压降等5种因素对地层出砂的影响,实验研究结果表明:1)流速越大,岩芯渗透率与出砂量均先增大再减小最后保持不变;2)H储气库的临界流速为4.14 L/min,临界生产压差为5 MPa;3)孔径分布分析表明,含水率与地层压降是影响新疆H储气库地层出砂的主要因素;4)H储气库在早期无水生产时,适当出砂反而会提高地层渗透率进而提高气井注采气能力。

水平井注采井网渗流公式的推导及对比

鉴于水平井网开发低渗、稠油、高含水等油藏的优势，运用拟三维的求解思想，利用Schwarz-Christoffel变换、多重保角变换法，等值渗流阻力，以及汇源反映等渗流理论，将复杂矩形区域变换为平面径向流。求得了封闭边界薄层油藏五点法水平井注采井网的产能计算公式。并编写了数值计算程序对五点法整体井网进行了计算，将数值计算结果与公式计算结果进行了对比分析。分析表明：该公式是实用的。研究结果将为水平井整体注采井网在油田的推广、普及提供理论和应用基础。

带压起下速度管柱工具研制及其在滴西18X井的应用

为解决目前连续油管作为速度管柱工艺原理上无法带压提出连续油管的技术缺陷,研制了带压起下速度管柱工具串。关键部件实现了精确的压力控制。介绍了带压下入和提出速度管柱的过程及原理、相关技术参数。通过在滴西18X井的成功应用表明:整套工具设计合理、可靠。

准噶尔盆地凝析气藏压井液体系的研制应用与集成

准噶尔盆地凝析气藏储集层存在岩类多、物性差异大,敏感性强,地层压力系数分布范围广、变化大等问题。为降低修井作业中压井液对储集层的伤害,提高修后复产效果,根据凝析气藏特征和不同开发阶段修井作业储集层保护的需要,相继研制了无固相有机盐、防水锁树脂、暂堵型凝胶三种压井液体系。通过实验评价,性能均满足并优于《SY/T 5834-2007低固相压井液性能评价指标及测量方法》要求。累积应用62井次,气井修后总体复产率高于85%。结合压井液技术特点与应用效果,确定了三种压井液体系的适应范围。以地层压力系数及孔渗大小为横、纵坐标轴,建立了压井液的技术界限模版,实现了压井液体系的集成。

盆5低压凝析气藏复产技术难点及对策

盆5侏罗系三工河(J1s22)带边底水的饱和凝析气藏具有中—强的层内非均质性及中等层间非均质性、物性差异大、岩性复杂、黏土含量高、地露压差小、潜在敏感性伤害严重。地层压力系数低(<0.5),液相伤害严重、油气水系统界面复杂等特征,限制了气井生产能力发挥,也给气井复产技术提出了诸多挑战。目前常用的注溶剂、酸化、泡排、气举等排液采气工艺面临措施效果均不佳、适应性差等问题。要提高低压凝析气藏复产的成功率,有效地解决储层复产过程中存在的难点,必须立足于对低压凝析气藏储层地质特征、伤害特征、复产工艺、工作液体系等进行系统深入研究,提出针对性强的复产工艺方案及工作液体系。

特低丰度油层沉积相分布对水平井网开发效果的影响

由于特低丰度油层具有厚度超薄的特点,地层的导流即供液能力是决定开发效果的关键因素;而地层导流能力决定于地层物性和砂体厚度,后两者与沉积相展布有直接的关系,因此水平井网布井必须考虑沉积相展布的影响。设计水平井与沉积相带、物源方向的不同位置和方向关系,运用数值模拟方法研究物源方向和相带分布对水平井网开发效果的影响规律,从而选取最佳布井策略。水平井网的水平井段方向应该与沉积物源方向垂直,水平井穿越多种相带时,相带的排列次序对开发效果无明显影响;当水平段落入河间砂坝,并与主河道相邻时,水平井的累产油量高于水平段落入主河道及席状砂的情况。

往复压缩机变工况下吸气阀运动及冲击特性研究

基于局部行程压开进气阀的往复压缩机无级气量调节系统采用液压系统驱动机械执行机构控制吸气阀的开启时间实现气量调节。本文通过建立气量调节工况下往复压缩机工作循环的数学模型与吸气阀阀片运动的数学模型,模拟了不同负荷下气缸内动态压力,分析执行机构外力瞬间撤销下吸气阀阀片自由关闭时的运动规律;利用AMESim软件对复位弹簧在不同的弹簧刚度下执行机构运动规律进行研究;通过实验与仿真结果对比分析,确定了气量调节工况下吸气阀运动规律和气量调节工况下缸体振动冲击的来源;为往复压缩机无级气量调节系统的研发和气量调节工况下往复压缩机吸气阀故障诊断提供理论依据。

一种基于活塞杆动态能量指数的故障监测诊断方法

活塞杆是往复机械核心运动部件,在大载荷气体力、往复惯性力作用下易发生疲劳断裂,进而导致活塞撞缸、压缩介质外泄、着火爆炸等恶性事故发生。活塞杆运行状态的有效监测是避免恶性故障发生的关键。本文基于在线监测系统数据提取了活塞杆轴心动态能量指数,用以评价活塞杆实际运行状态,通过实测活塞杆纵向与横向位移信号,计算活塞杆轴心运行轨迹,获得轴心在纵向与横向上的瞬时运动能量,结合常规活塞杆位移监测信号,可对典型的磨损故障、松动故障与断裂故障进行故障预警。实际故障案例数据验证了本文方法的有效性。

双子表面活性剂的性能及在油田上的应用前景

文章论述了双子表面活性剂具有其独特和优越性能,重点地论述了影响阳离子型表面活性剂性能的因素;因此在油田上将会有很好的应用前景。主要地阐述了各种类型的双子表面活性剂在油田上用于杀菌、压裂酸化、缓蚀和驱油方面的应用前景。

一种基于变权AHP的故障模式与影响半定量分析方法

针对传统故障模式与影响分析方法在实际应用方面存在的不足,提出了一种基于变权层次分析法的往复机械故障模式与影响半定量分析方法。采用变权层次分析法,从安全、环境、生产与维修四个方面对往复压缩机典型故障的影响进行半定量分析,将归一化后的故障影响指数引入改进的故障模式危害度计算模型,完成故障模式危害度分析。基于实际往复压缩机检维修数据完成验证计算。该方法相对传统故障模式与影响分析方法,在危害度分析精度方面有较好的效果,与机组实际检维修情况一致性较高。

预测盆5凝析气藏气井临界携液量方法及应用

在总结目前常见几种临界携液量预测模型基础上,通过优选模型,由现场实际工况分析反推出适合于盆5气藏的临界携液量预测公式。利用该预测方法,研究了临界携液量与井深及管柱直径的变化规律,并对盆5凝析气藏目前7口生产井进行临界携液量预测与最小产量确定,对两口积液气井进行了生产管柱优化,与现场实施效果对比,验证了该预测方法的有效性。

区块优化配气数学模型回顾及建立

文章概述了以前各研究者在区块优化配气问题上做出的主要研究成果及存在的不足之处。在建立数学模型上的不足主要表现在目标函数、约束条件、气举特性曲线的组合这三方面各有不完善之处。文章在总结以前研究者成果的基础上,按配气优先权的不同将气举特性曲线分为了两类,建立了考虑两类气举特性曲线组合、四种约束条件、三类目标函数的优化配气数学模型,是目前国内最全面的优化配气模型。

润湿反转醇类溶液解堵实验效果与评价

含氟表面活性剂醇类溶液是基于润湿反转提出的解除反凝析及水锁伤害的解堵溶液,其中表面活性剂是实现润湿反转的关键因素。针对盆5凝析气田伤害特征,提出基于润湿反转的解堵方法。室内实验表明,含氟表面活性剂FT具有憎油憎水、低表面张力等特性,能有效改变岩心润湿性为中性润湿;采用含氟表面活性剂FT醇类复配溶液能将岩石变为中性气湿,起到预防和长效解除反凝析及水锁伤害的作用,实现恢复甚至提高凝析气井产能的目的。

大型边底水气藏型储气库多周期运行存在问题及技术对策——以呼图壁储气库为例

呼图壁储气库设计库容107×10^8m^3,工作气量45.1×10^8m^3,共部署注采井30口。经过五个周期注采运行后仍表现出井网利用率低、调峰能力不足的特征,且强注强采使地层压力交替、剧烈变化,注采气量合理配置及跟踪调控较为困难,随着储气库逐步达容,地层压力已趋近设计上限地层压力,区域断裂、盖层等均存在漏失风险,极大的威胁了注采安全。通过配产配注、跟踪数值模拟与注采参数实时预测技术相结合,实施"储气库气藏—井筒举升—地面管网"的一体化分析,实现注采气量合理配置及跟踪调控。调峰能力评价及水侵区动用技术可逐步改善注采运行效果,对于边底水气藏型储气库,水侵区域应尽量少布井或晚布井,以降低低效井风险;对处于水侵区域的注采井,可通过"注气驱替+注采吞吐"的方式,改善储层渗流能力,恢复注采利用。利用库容诊断及微地震监测评价气库的动态密封性,为注采方案优选和气库达容达产提供了技术支持,实现了多周期安全、平稳、高效运行。

呼图壁储气库边底水水侵前缘动用及注采风险评价

具边底水储气库注采容易引起气水界面移动,水侵前缘运移及注采风险评估,对储气库水侵区库容的恢复和动用及注采井调峰能力的提升极其重要。以呼图壁储气库为例,评价了边底水储气库气水前缘恢复动用的可行性,利用示踪剂数值模拟技术确定注气前缘位置,通过多轮次注气驱替,提高储集层渗流能力。建立了影响注采井水侵的动、静态参数评价指标体系,并评价了呼图壁储气库30口投产注采井的见水风险等级。研究区高水侵风险井仅有3口,主要位于储气库的西部水侵区。制定了边底水储气库水侵预警机制,其要点在于生产过程中加大动态监测力度,及时跟踪中—高水侵风险井产水量、水气比、产水中Cl;含量、井口压力等变化,调整优化注采速度及注采气量,从而控制气水前缘推进速度。

储气库注采井井筒温度场预测与影响因素分析

随着冬季对天然气需求的持续增加,对储气库的调峰能力提出了严峻的考验,注采井作为连接地面与地下的通道,井筒温度受注采周期的影响发生变化,如何准确地预测井筒内温度变化,对于预测环空压力、保证油管和套管安全、水泥环密封性和储气库运行安全至关重要。根据流体力学中质量守恒定律、能量守恒定律和动量定理,将气体的压强、温度、密度和流速进行耦合分析,利用显式四阶Runge-Kutta数值求解方法,输出油管内气体不同深度的流动参数,并对影响油管内气体温度的敏感性因素进行分析,得到了储气库注气过程、采气过程、关井阶段温度分布规律。结果表明:注气过程井底处温度受注气量影响较大,注气时间和注气压力对井底温度影响较小;在采气过程,井口处气体温度随采气量的增加而增大,油管内气体压力由井底到井口逐渐减小,并且随着采气量的增加,减小趋势越明显;在关井初期,油管内气体温度变化速率较大,随着关井时间的持续增加,油管内气体温度逐渐趋于地层温度,并且越接近于井口气体温度变化速率越明显。

基于微重力监测技术的地下储气库库容动用评价方法

地下储气库(以下简称储气库)高速、频繁交替注采过程中的库容动用情况及圈闭动态密封性是储气库注采运行安全管理的重中之重。为了直观评价库容动用效果,以及高速往复注采过程中气水界面变化情况及圈闭动态密封性,以目前中国库容量最大、调峰能力最强的新疆H储气库为研究对象,在国内首次利用微重力监测技术在新疆H储气库西部气水混合区进行微重力监测现场试验,并评价储气库注采交互驱替过程中天然气富集区、气驱前缘及气水界面变化情况。研究结果表明:(1)利用微重力监测技术监测储气库注采层内因流体密度变化产生的重力异常,对储气库内流体的动态变化特征具有一定的指示性;(2)通过监测区微重力数据采集、注采层剩余重力异常提取与分析,可有效评价储气库注采层内流体富集特征;(3)采用层密度反演边缘检测技术,可辅助圈定储气库气水界面,评价注采交互驱替过程中气驱前缘的动态变化;(4)实际生产动态资料验证,该技术的评价结果与生产动态相吻合,说明微重力监测结果对储气库库容动用情况可进行有效判断。结论认为,微重力监测技术可直观评价储气库库容动用效果和气水边界变化情况,进而评价储气库高速往复注采过程中的圈闭动态密封性,对优化调整储气库注采运行政策、实现库容有效动用、提升储气调峰运行效率、保障注采运行安全具有重要的指导作用。

多平台大数据一体化智能储气库运行管理系统——以H储气库为例

储气库是集注气、采气与一体的高度复杂的集生产和储集一体的重要场所,其科学管理需要智能化系统。H储气库是中国最大的储气库之一,H储气库在建设运行过程中,配套建成了先进的自动化控制系统和全覆盖的工业物联网系统。充分依托已建系统识别、采集、传递、输出的数据,建立"无人值守+中心控制"生产管理新模式,实现了人力资源的高度优化整合,建立"感知层、网络层、应用层"为核心的物联网系统。

多井试井解释技术在我国大型储气库的应用

在低碳经济时代,天然气在我国能源结构中优化中起到非常重要的作用。地下储气库作为最为安全的储气方式之一,目前在我国正处在加速建设过程中。储气库在运行过程中,其强注强采的作业方式造成井间干扰严重,平衡期短,导致周期注采压力动态特征复杂,难以掌握地下渗流参数变化规律,为气库注采动态描述带来了极大困难,严重制约了注采精细管理水平的提升。常规试井解释技术在储气库适应性差,且目前国内外均未对储气库多井试井解释技术进行研究。呼图壁储气库是我国大型储气库之一,研究通过落实气库注采规律,结合呼图壁储气库地质特征,开展气库试井技术攻关,建立了多井干扰试井解释模型,有效消除井间干扰对解释的影响,并在国内首次研发了一套适合储气库的多井试井解释软件。利用多井试井解释可快速、准确评价地层压力及储层渗流参数,为落实气库达容特征和气井注采能力提供科学依据。同时,结合库容评价及多周期注采能力分析技术,实现对注采气量的实时优化调整,为加快气库库容整体动用和达容达产奠定了基础。