渤海油田泡沫吞吐解堵技术研究与应用

稠油油藏由于储层胶结疏松,原油胶质、沥青质含量高,加上稠油中重质组分与细粉砂、泥质成分混在一起,往往在防砂管柱筛孔处形成堵塞,造成近井地带堵塞,影响了油井产能。常规的有机解堵或酸化增产措施很难解除这种复合堵塞,即使解堵后,效果也不理想。针对上述问题,提出了泡沫流体吞吐解堵技术,进行了室内实验和数值模拟计算。优选的高效清洗剂Po-Ca,在5%浓度时降黏率达到99.28%、对油砂的清洗效率达到94.6%,并通过在渤海油田一口稠油井首次成功应用后该井由停产井变为产量为28-30 m^3/d的高产井,取得了满意的效果。该技术为海洋稠油油藏低产低效井综合治理提供了一种新的技术手段,对渤海油田低产低效井的增产具有重要的意义。

大尺寸旋转水射流解堵工具的研制及特性测试

目前的自振空化旋转水射流井下解堵装置的最大使用井眼直径仅为178.0 mm,不满足现场使用要求;喷头的旋转速度随排量和驱动压力的增大而线性增大,大排量和高压条件下喷头旋转速度过快,易导致射流雾化。为此,设计了一种适用于244.5 mm井筒的大尺寸旋转水射流解堵工具,并通过地面试验研究了工具的旋转特性和冲击压力特性。该工具结构简单,易于机加工,既可用于水力解堵,也可用于酸洗解堵,喷嘴数量可根据地面设备情况自由组合。试验结果表明,在泵压一定的情况下,随着喷距的增大,射流冲击压力逐渐减弱,在所试验的驱动压力下,射流处理深度可达700 mm;在相同的驱动压力下,径向解堵喷嘴使喷头旋转速度降低,有利于延长径向喷嘴清洗炮眼的作用时间,增强处理效果。

柿庄南区块煤层气井产量规律分析

基于优选的柿庄南区块22口煤层气井,从定性、定量角度分别采用曲线分类分析法和曲线特征值分析法综合分析各井的产量规律。通过曲线分类分析法,确定了不同类别井的判断标准,将柿庄南区块22口井分成四类:稳步上升+平稳高产井、稳步上升+稳步下降井、曲折上升+平稳高产井、曲折上升+稳步下降井。通过曲线特征值分析法,有效找出各曲线特征值之间的相互联系,得出产量规律。

渤海油田氮气泡沫与水交替注入提高采收率室内实验研究

针对渤海油田层内非均质性严重及受海上作业条件的限制,在物理模拟实验研究的基础上提出采用氮气泡沫与水交替注入方式实现对老油田的挖潜控水。氮气泡沫与水交替注入实验结果表明,在累积注入泡沫体积相同(1倍孔隙体积)以及注水体积相同(3倍孔隙体积)的条件下,改变氮气泡沫的段塞大小和注入轮次,泡沫段塞分别为1,0.5和0.33倍孔隙体积时,泡沫驱的总采收率分别为5.2%,8.01%和12.92%;泡沫驱后水驱的总采收率分别为12.89%,14.69%和17.35%;综合采收率分别为47.73%,50.33%和60%;最终采收率较初期水驱采收率分别提高了20.08%,23.53%和31.68%。通过实验发现泡沫段塞越小,采用段塞式交替注入的效果越好;且段塞越多,提高采收率的效果越明显。当累积注入泡沫体积为1倍孔隙体积时,注入轮次越多,泡沫驱累积采收率及后续水驱采收率越高,且泡沫段塞驱油的采收率随着注入轮次的增加而升高。

煤层气井煤粉颗粒表观机械运移规律

煤粉颗粒在煤层气井的排采过程中会随着流体运移至井筒,研究煤粉颗粒在井筒中的运移规律,对于优化排采参数、避免煤粉在井筒内沉积甚至埋泵非常必要。自行设计了煤粉颗粒运移实验装置,开展了煤粉颗粒静态沉降实验和动态运移实验,得到了煤粉颗粒静态沉降末速和最小携带速度。结合球形颗粒自由沉降末速的理论计算公式,建立了煤粉颗粒实际沉降末速的计算模型,并确定了不同目数煤粉颗粒的最小携带速度与实际沉降末速间的关系,最终建立了煤层气井最小日排水量的计算公式。研究表明,对于产水量较小的井,流体携带煤粉颗粒的能力与煤粉颗粒的粒径、井筒内流体流速间的关系敏感,本文提出的最小排水量计算公式对于煤层气井的排采参数设计具有一定的指导作用。

稠油油藏优先开发排序方法

稠油油藏开发是一项投资大、风险大的工程。我国目前有大量的未动用稠油油藏,如果在投入开发前对这些稠油油藏进行优先开发排序,将对稠油油藏的动用决策提供指导,从而避免重大经济损失。提出了模糊数学和层析分析相结合的稠油油藏优先开发排序方法,应用模糊隶属度函数对稠油油藏实际参数进行了归一化处理,应用层次分析法求取各层析指标的权重,通过综合分析得到一个综合评价值,评价值高的稠油油藏优先动用。该方法在11个已开发稠油区块进行了实例验证,结果表明,评价结果与这些区块的实际开发效果吻合较好。

循环热流体开采稠油优化设计方法研究

为通过对热流体参数的优化设计,减少井筒热流体循环时的能量消耗,提高生产能力和经济效益,首先采用迭代法求解了井筒热流体循环时具有半隐式边界条件的井筒温度分布数学模型的数值解,在此基础上,以能耗最低为目标,以井筒温度不低于拐点温度为约束,建立了井筒循环热流体时的优化目标函数。由于用迭代法求解井筒温度分布时间长,导致进行热流体参数优化设计的时间更长,为此,采用带约束的遗传算法对循环热流体的参数进行优化设计。计算结果表明,循环热流体参数优化后,能耗降低明显,经济效益增加显著;并且由于遗传算法的引入,使得热流体参数优化设计的时间大大缩短。

煤层气U型水平井钻完井新工艺应用

本文针对七元煤矿15#煤的复杂的地质条件及储层特征,优选钻井液体系和配方,通过使用无固相钻井液,在长达1099m的易坍塌的水平井眼钻进过程中,保证了井壁的稳定性,并起到良好的储层保护作用,通过改变常规水平井完井思路,采用3-1/2"玻璃钢与冲管组合完井方式完井,增加了储层流体的流动通道,建立了井眼整体循环通道,在钻完井后期,优化破胶及洗井工艺,排出大量煤粉及泥浆,降低了煤储层伤害,为后期排采产气提供了有利的保障。

稠油油藏动用顺序决策中的复杂性问题研究

应用突变理论和模糊数学相结合的方法产生突变模糊隶属函数,并由此建立稠油油藏优先开发排序模型。该模型首先建立稠油油藏指标体系结构,并对油藏参数进行归一化处理;然后应用突变模糊隶属函数法,对稠油油藏进行综合评价。评价值高的稠油油藏可优先动用。应用该模型对我国11个已开发稠油区块进行实例验证。验证结果表明,模型评价结果与这些区块的实际开发效果吻合较好,说明该排序模型对稠油区块开发动用的决策具有一定的指导意义。该模型避免了模糊评价法、因子分析法及层次分析等方法的弱点,减少主观性又不失科学合理性,对稠油油藏开采具有应用价值。

层内生成二氧化碳驱油技术在绥中36-1油田的尝试

层内生成二氧化碳驱油技术具有封堵高渗透层、热解堵、驱替等多重作用,在油气田开发过程中有效运用此技术可起到控水稳油作用。该技术施工工艺简单,适合于海上油气田在狭小作业空间下进行。在渤海绥中36-1油田尝试运用了此技术。经渤海绥中36-1油田H5井组的现场作业,取得较好的增油控水效果,实施后3个月增产幅度近10%。

煤层气井智能排采控制系统的设计及实现

结合晋中某煤层气田的智能排采项目的设计及实施过程,论述PLC与Intouch架构的控制系统硬软件组成,根据煤层气井生产的不同阶段实现对井底流压的不同形式的智能自动控制。方案结合GPRS无线通信以及MODBUSU_RTU通信协议的应用,实现井场的无人值守。论文详细阐述该控制系统在此项目中的系统配置、控制关键点等。经生产实践证明,该设计是正确有效的,满足生产和工艺的要求。

新型连续冲砂工艺研究与应用

清水冲砂存在一些问题,如污染油层、沉砂卡钻、接冲砂单根放压时间长等,严重影响冲砂的连续性。近几年低密度泡沫冲砂工艺发展较快,解决了低压井漏失量大的问题,并通过单流阀的使用,减少了压缩气体的放压时间,但限制了反循环冲砂作业,加大了发生井下事故的风险。针对上述问题,进行了连续冲砂工艺技术的研究,研发了连续冲砂装置(即控制阀),配合现有的常规冲砂管柱和工具,实现了连续冲砂作业。该项工艺技术已在多个海上油田得到了应用,实践证明该项工艺实现了连续冲砂作业,取消了单根冲砂管柱卸扣与连接时的放压作业,保证了冲砂液的正、反循环冲砂作业,减小了井下事故风险,显著提高了冲砂作业效率。

煤岩二次压裂裂缝扩展影响因素试验研究

煤岩二次压裂能一定程度提高油气井产能。为研究煤岩二次压裂的裂缝扩展规律,采用真三轴模拟试验系统进行了煤岩二次压裂试验,考虑了地应力、天然割理、施工排量等因素对柿庄南煤岩二次水力裂缝的影响。试验表明:煤岩二次压裂裂缝扩展受到地应力差、天然裂隙和割理的综合影响;当水平主应力差较小时,天然裂隙对裂缝扩展起主导作用,二次压裂中难以形成新的裂缝;当水平应力差较大时,最大水平主应力对裂缝扩展起主导作用,并且裂缝会发生转向;在煤层气生产中适当提高排量能有效提高储层改造体积,增加水力裂缝的复杂性。

泡沫混排携砂解堵机理及影响因素

随着油田采出程度的提高,油藏近井地带堵塞问题愈加突出,为了消除堵塞、增强近井地带流通能力,提高采收率则成为高效开发的关键问题。根据泡沫混排技术的特点,在对其机理进行深入研究的基础上,设计泡沫混排携砂模拟实验,并对泡沫混排携砂影响因素进行分析。结果表明:气液比、裂缝、孔隙度、放喷压差是影响泡沫携砂能力及细粉砂排出的主要因素。该研究成果可为完善泡沫混排理论模型和实际施工提供很好的理论及技术指导,有助于提高油田单井采收率。

基于井口憋压分析的电泵井工况诊断

电泵井的电流卡片无法有效判断电泵或管柱漏失、泵举升能力下降、泵效低等故障,针对此问题,提出了电泵井井口憋压(不停泵关闭井口)诊断流程及方法。通过分析憋压前井筒中气液流动状态,结合电泵特性曲线和油井流入动态曲线,建立了理论憋压曲线模型,并且确定了曲线特征参数的提取方法,通过与实测憋压曲线特征参数的对比来判断故障类型。现场应用表明该方法可以成为电泵井工况综合诊断分析的有效手段。

泡沫吞吐工艺在大修井中的应用

渤海油田疏松砂岩稠油油田大修井数量逐年增加,大修过程中漏失修井液可能与地层流体配伍性较差,造成乳化堵塞、水锁等伤害,油井近井地带细粉砂等颗粒极易在油井再次投产时侵入砾石充填层,降低防砂有效期等。为此,进行了泡沫吞吐工艺在大修井中的应用研究。室内试验评价(配伍性评价、起泡力和稳定性评价)优选出作业用起泡剂类型QP-2,使用浓度0.1%。泡沫吞吐现场作业排出物粒径分析表明,泡沫吞吐主要处理近井地带的细粉砂,对地层破坏作用微弱。目标油井作业后,日产液量及日产液指数得到了大幅提高,泡沫吞吐工艺降低了近井地带的表皮系数,并结合砾石充填防砂方式,延长了大修井防砂的有效期。

海上油田功能型聚合物调驱的实验研究

渤海油田油层非均质性严重、油水流度差异大、吸水剖面不均衡,比较适宜采取深部调驱的方式来提高采收率。通过岩心模拟实验对一种新的功能型聚合物GN-1的黏度—浓度关系、流动性能进行了测定,对该聚合物的流体转向能力和调驱效果进行了评价,结果表明其具有良好的调驱能力。使用高浓度的普通聚合物0.1 PV+GN-1聚合物0.15PV组合驱替能有效的动用中低渗透层,大幅度提高采出程度。

海上大底水油田氮气泡沫稳油控水技术的研究与应用

通过泡沫静态实验、动态实验优选出了最佳发泡剂,并对泡沫的油敏性、封堵能力、提高采收率性能进行了深入研究。通过在海上油田的应用,该技术实现了对底水的有效封堵和控水增油的作用,取得了较好的增产效果。

非完善油井流入动态模型研究

Vogel建立了溶解气驱油藏无因次IPR曲线方程,Standing在Vogel方程的基础上建立了非完善井的IPR曲线方程。但这一方程并未得到国内外学者的认可,纷纷指出Standing方程计算结果不正确。本文找出了Standing方程错误的原因即引用了错误的流动效率计算公式。作者在正确理解、引用两相流流动效率计算公式的基础上重新建立了溶解气驱油藏非完善井流入动态方程,该方程的正确性得到了数值模拟结果的佐证。