基于泡沫携液实验的压降携液量CFD数值模拟

为了研究流体动力学(CFD)方法对泡沫排水采气的可行性及在实际井筒中的流动规律,通过分析直井在不同质量分数泡排剂的流型、压降和携液量,得到最优泡排剂质量分数,基于室内实验模型建立相同的CFD物理模型,并对多相流模型(Eulerian模型、VOF模型和Mixture模型)和紊流模型(Reynolds Stress、k-ε和k-ω模型)进行优选得到最适合泡沫排水采气的数学模型,最后在实际井筒温度压力条件下进行CFD模拟得到流型压降携液量规律。结果表明:泡排剂质量分数为0.3%时携液效果最好;优选得到的最优CFD数学模型为“VOF+k-ω”,模拟结果与实验结果对比,压降、携液量误差均在10%以内;在实际井筒条件下,随着温度和压力增至40℃和15 MPa,液、气量分别低于0.2 m^(3)/h、30 m^(3)/h时,流型转为弹状流,压降增加1.8倍,携液量减少0.72倍,泡排效果减弱。该计算方法计算简单、准确性高,可以为泡沫排水采气工艺技术的高效实施和方案优化提供理论指导。

产水气田排水采气技术的国内外研究现状及发展方向

随着气田开发时间的延长,产水气田的出水井数量迅速增加,导致产量大幅下降,给气田稳产和国家供气的稳定带来了严峻挑战。排水采气技术作为解决气井出水、保障气田稳产的主体技术,正面临着一系列新的挑战,现有排水采气技术现场不适应性问题逐渐突出。如果对排水采气技术面临的现状和技术瓶颈不清楚,会导致攻关方向不明确,严重制约技术的进一步发展。因此,从中国已开发气田的系统分析出发,探讨了排水采气技术在气田开发过程中的作用及地位,阐述了国内外排水采气近年的研究进展,并剖析了现场存在的问题,梳理出了中国排水采气当前阶段面临的三大挑战,并结合国内外排水采气技术的研究现状与面临的问题,为未来排水采气技术的发展提出了六个攻关方向。研究结果对排水采气技术的发展具有指导意义。

涩北气田整体治水思路探讨

涩北气田储层多而薄,气水关系复杂。近年来,气田出水加剧,水气比迅速蹿升,主力气层边水入侵十分严重,且水线推进极不均匀,导致部分气层内部被水分割,气田采收率面临重大影响。另外,由于气田出水,造成了气井的产能和产量大幅度下降,还加剧了气田的出砂,稳产形势十分严峻,仅靠对单井的排水采气工艺和堵水治理措施,已不能有效解决涩北气田面临的出水问题。从分析涩北气田整体治水的必要性、地质条件可行性出发,探讨了涩北气田整体治水的可行性,提出了"内控外排、高控低排、整单结合、排堵结合、水砂同治"的整体治水思路,其目的是结合气藏地质描述、气藏工程、排水采气、堵水等技术手段,从气田层面进行调整,使得边水均匀推进,有效阻止边水突进对气田内部区域的进一步伤害,最大限度解决气田产水问题,保障气田的连续、稳定开发。整体治水方案在气田部分层系进行了先导试验,效果良好。

气井临界流量计算模型的优选

气井积液会给气田和气井本身带来严重危害,准确诊断气井积液的时机,及时采取措施能大大降低和消除气井积液带来的一系列危害。基于Turner模型,取井底环境为控制条件,系统研究了地层压力、井口压力、油管尺寸、水气比等因素对气井临界流量的影响,分析了各因素的敏感性,并提出了防止气井积液的针对性建议;结合涩北气田的生产动态,对比分析了目前常用的5种临界流量计算模型,优选出动能因子法诊断气井积液,其动能因子下限值取10。

高温高压高盐泡排剂性能特征实验

泡沫排水采气技术是一种成本低、效果好的采气方式,广泛应用于气田的出水治理。为了评估高温、高压、高矿化度对泡排剂性能的影响,改进了现有罗氏泡沫评价法的实验设备;通过实验研究了10种泡排剂样品起泡性、稳定性以及动态携液性并对实验数据进行了分析。结果表明:温度对泡排剂性能的影响较大,随着温度的升高,特别是高于90℃以后,泡排剂的起泡能力和稳定性急剧下降;压力对泡排剂的性能影响较明显,随着压力的升高,泡排剂的起泡能力、稳定性以及携液性能都有所增加,但达到8 MPa后,增加趋势不再明显。

一种新型纳米高效固体消泡剂

泡沫排水采气固体消泡剂存在结构松散、效果较差、成本高等缺点,严重制约其大规模推广应用。通过优选二甲基硅油做主剂,利用它的消泡活性高、无生理毒性、制备过程中转化率高等特点,充分提升消泡剂基础体系性能,并大幅降低成本;同时,新合成了一种疏水型的二氧化硅纳米颗粒做增效剂,并按一定比例与主剂复配,形成了消泡剂的有效成分,借助疏水型纳米颗粒的针尖和渗透作用,充分发挥二者的协同作用,可减小消泡过程中建立油桥的阻力,大幅提高有效成分的消泡能力;然后,优选出一种对消泡剂有效成分性能无伤害且成型效果好、低成本的固化剂,采用熔融的方式与有效成分充分融合并冷却成型,最终形成了一种新型的纳米高效固体消泡剂。实验对比测试结果和气田178口井实际应用表明,该新型纳米高效固体消泡剂较常规固体消泡剂的消泡、抑泡能力分别提升9.1倍和13.7倍,有效时间增加14.2%、日消耗量降低13.95%、综合成本降低63.12%,效果非常显著。

动能因子-积液高度法诊断气井积液

产水气井井底积液会给气田及气井本身带来严重的危害,准确诊断气井的积液情况是把握排水采气措施实施的关键。文中提出应用动能因子-积液高度法来诊断气井井底积液情况。动能因子、积液高度2个指标相互验证,可对气井的携液能力和积液情况进行综合判断,提高诊断的准确性。动能因子-积液高度法不仅能够判断气井是否积液,而且计算出了积液井的积液高度,为判断气井的积液严重程度及排水采气措施的选择提供了有效的参考依据。应用该方法对青海涩北气田的60口产水气井的生产动态进行了分析,取得了良好效果。

毛细管注剂排水采气技术研究

通过毛细管柱将地面的泡排剂直接注入到井底积液内部,克服了井口加注泡排剂只与积液界面浅层部位混合,起泡少、药剂浪费的现象,使井底积液充分与起泡剂混合,丰富起泡,大大减少了积液对井底的回压底增产显著。通过对毛细管排水采气技术在国内外应用和发展的研究,全面分析了毛细管注剂排水采气所需配套设备的功能和性能要求;从选井、泡排剂优选、操作流程以及影响因素分析等方面对毛细管注剂排水采气技术进行了系统的阐述和研究。

气井积液量预测模型改进

随着国内老气区开发的不断深入,气井出水积液问题日益严重.为了对气井积液严重程度进行准确评估,并为气井排水采气工艺方式的选择及方案设计提供可靠积液量预测参数,在对原预测模型存在问题系统分析的基础上,综合考虑多种因素,建立了油管内积液量和环空积液量预测新模型.新模型理论依据充分,有效解决了原模型计算过程中由参数经验取值带来的不确定性.通过13口探液面气井的对比分析,新模型计算值与实测值吻合程度较好,计算精度较高.

涩北气田临界流量影响因素及计算模型优选

为合理配产,防止气井积液,准确诊断气井积液以及把握产液气井的排液时机,基于Turner模型,取井底环境为控制条件,研究地层压力、井口压力、油管尺寸、水气产量比等因素对气井临界流量的影响,分析各因素的敏感性,并结合涩北气田的生产动态,对比分析常用临界流量计算模型,优选出动能因子法诊断气井积液,其动能因子下限值取10.

论心理因素对网球发球成功率的影响及训练

发球是网球比赛每一分的开始,是运动员实施战术的开端,也是运动员克敌制胜的有力武器.随着拉锯式比赛的增多,人们越来越重视网球发球成功率及发球效果.高质量的发球能够为运动员创造有利的比赛控制权甚至直接得分,例如纳达尔的强力发球,在关键的比赛中往往能够利用发球直接得分,打乱对手反扑的节奏.

涩北一号气田出水特征分析及排水采气技术研究

针对涩北一号气田日益严重的出水现状,从分析出水历史入手,系统的分析了涩北一号气田平面和纵向上的出水分布特征,掌握了边水推进的现状。针对涩北一号气田的出水特征及地质特征,从分析积液原因,准确计算气井临界流量出发,优选了动能因子模型作为涩北一号气田的临界流量计算模型,并优化了参数下限值;结合涩北气田的生产现状及各中排水采气工艺的适应性和经济性,优选了适合涩北一号气田的主体排水采气方式;建立了排水采气选择模式,为气井排水采气方式选择提供了一整套的分析流程,现场使用效果良好。

中国赛艇女子轻量级双人双桨队员里约奥运会赛前水上训练内容与负荷特征研究

采用文献资料法、专家访谈法及数理统计法,分析中国赛艇女子轻量级双人双桨队员里约奥运会赛前水上训练内容与负荷特征.研究发现:①中国赛艇女子轻量级双人双桨队员里约奥运赛前训练(9周)分为强化期和适应期,其中强化期为赛前加量阶段,适应期为赛前减量阶段.②强化期与适应期水上训练以乳酸低于4 mmol/L的有氧训练为主,适应期不安排最大速度训练,而增加有氧训练.③强化期与适应期每日训练时间变化服从正太分布,且强化期休息日少,训练密度大,通过每日训练时间的增减变化来消除疲劳,调整状态.④强化期与适应期水上训练以小强度为主,乳酸阈强度为辅;此外,强化期每周水上小强度与乳酸阈强度训练高度相关,呈现一主一辅的交替变化特征,且在强化期开始与结束阶段以及适应期均以小强度为主,乳酸阈强度为辅开展训练.结论:赛前水上训练内容和负荷安排相对合理,运动员能在比赛中较好地发挥自身水平,但仍存在冲刺较晚、桨频慢和速度不足的问题,建议在训练中增加小强度和大强度的水上训练比例,逐渐逼近“两极化模式”.

北京市大兴区小学“课后一小时”体育活动实施状况——以枣园小学和第八小学为例

近年来,全国学生体质与健康调研发现,学生的体质健康问题仍然十分突出,且出现了健康问题低龄化的现象。学校作为学生接受教育和成长的主要阵地,学生在学校参与的体育活动状况与自身的健康息息相关。所以在2014年北京市教委以大兴区中小学为试点实施课外活动计划,旨在促进学生身心健康、体魄强健。但在在实施的过程中出现一些问题。因此,笔者选取大兴区小学课外活动计划中的"课后一小时"体育活动为调查对象,

气井涡流排水采气新技术及其应用

涡流排水采气技术是一项由中国石油天然气集团公司于2011年率先引进的排水采气新技术,既可应用于气井井下,也可应用于地面集输系统。为此,在论述了气井井下涡流排水采气的工艺原理、技术优点,工具组成、下入操作程序的基础上,总结了该技术在松辽盆地、鄂尔多斯盆地所取得的主要成果、经验与认识,并进一步提出了深入进行科研、试验与攻关的可行性建议。结论认为:应在总结升1-1、苏36-4-3等井试验经验的基础上,针对我国有水气田开发的实际情况,加强涡流排水采气工艺的适应性、影响因素及关键技术的研究,並从选井原则的合理确定、优化设计与座封方式、优化组合等方面入手,学习国外成功经验,进一步加快该项工艺技术在我国的推广应用步伐。

国内外小井眼井钻采技术的发展现状

采用小井眼井大幅度地降低低渗透、特低渗透气田的开发成本,来提高我国该类气田的开发经济效益显得十分紧迫和非常必要。为此,在调研国内外相关小井眼井钻采技术的基础上,介绍了国内外小井眼井钻采技术的发展现状:包括国外小井眼井钻完井技术和井下工具的配套,小井眼井排水采气及增产改造等技术的现场应用效果;国内小井眼井钻井技术,小井眼井增产改造和配套工艺研究及现场应用效果;国外小井眼井的井下工具已基本配套,而国内井下工具仍需进一步配套完善。进一步提出了结合国内小井眼井钻采技术现状,尽快开展后续工艺和井下工具的配套研究,建议中国石油天然气集团公司在长庆苏里格等气区划出试验区块,开展小井眼井系列技术的现场试验,以促进小井眼井技术的整体配套和完善。

适用于深层产水气井的纳米粒子泡排剂

针对深层产水气井温度高、矿化度高、含高浓度H2S气体及凝析油的特点,研制了纳米粒子泡排剂,评价了其性能,并进行了现场试验。将耐高温的阴离子表面活性剂、耐高矿化度及H2S的两性离子表面活性剂及耐凝析油的氟碳表面活性剂进行复配制成液相泡排剂,再加入使用硅烷偶联剂改性的纳米二氧化硅球作为固态稳泡剂,制备出纳米粒子泡排剂。通过室内实验研究了泡排剂的性能,结果表明:泡排剂抗温可达150℃,抗矿化度可达250 g/L,抗H2S浓度可达0.04%,抗凝析油含量可达30%,起泡性、稳泡性优良。光学显微镜观察、Zeta电位表征结果说明,纳米粒子增强液相泡排剂性能的机理在于纳米粒子吸附在气液界面形成固态的粒子化膜,改性纳米二氧化硅球浓度约为0.002%时具有最佳稳泡效果。现场试验结果表明:泡排剂性能稳定,满足现场施工要求,可显著提高泡沫排水采气有效率并降低成本。

涩北气田排水采气优选模式

针对柴达木盆地涩北气田所面临的气井井底积液、产水导致产量迅速递减的问题,从准确把握气井排水采气时机、优选经济有效的排水采气方式出发,结合涩北气田生产动态,综合考虑动能因子、积液高度、油压、日产水以及油压、套压压差等多种因素准确诊断了气井积液的状况;分析了涩北一号气田递减阶段气井日产气量和水气比等生产数据的变化规律,根据多项管流井底压力计算理论、临界流量计算模型及涩北气田实际的采气油管尺寸,研制出了排水采气方式选择控制图,并建立了涩北气田排水采气优选模式;回归出了相应的计算公式,预测了涩北一号气田大规模进入优选管柱排水及泡排排水采气时期的具体时机,由于涩北气田属于次活跃与不活跃水驱气藏,水气比上升缓慢,除少数离边水比较近的井外,在整个开发期内不会大规模进入气举排水开采期。

涡流排水采气技术数值模拟研究

为了促进涡流排水采气工艺在我国的推广应用,开展了涡流工具特性的模拟研究。建立了涡流工具排液过程的数理模型,对涡流工具引发的旋流场进行了模拟研究,获得了不同雷诺数及持液率下的气液螺旋涡流的流场结构及特点,气速对液膜螺旋流的影响规律,螺旋流动强度的变化规律。研究结果表明,涡流工具使气液两相流体调整为类环状流动,井筒中心以连续气柱的形式向上运动,壁面附近的液膜螺旋上升运动,这种流动结构降低了管柱摩阻,提高了气体携液能力。

阳离子型双子表面活性剂在制备耐高温、高矿化度泡排剂中的应用

常规泡排施工中,泡排剂一般适用于90℃以下及矿化度小于100 000 mg/L的地层,阻碍了泡沫排水采气工艺在高温、高矿化度产水气井中的应用。针对高温、高矿化度产水气井的特点,通过深入研究表面活性剂理论,确立了通过阴离子表面活性剂与阳离子表面活性剂进行复配的方式来获得在高温、高矿化度下具有良好的起泡性、稳泡性以及携液速率的泡排剂GWJ。研究表明,在温度为160℃、矿化度为250 000 mg/L下,其初始起泡体积与泡沫半衰期分别达到1 860 m L和620 s,证明泡排剂GWJ具有优良的耐高温与耐高矿化度性,可以满足高温、高矿化度产水气井的泡排施工要求。