矩阵电导法测量蒸汽干度的电场模拟与误差

目前稠油开采工程普遍使用热采方法,将高温高压湿饱和蒸汽由注汽管道注入油井,通过其携带的热量与低温稠油进行热交换,提高稠油的流动性和渗透性以实现开采。湿饱和蒸汽干度是影响热采效率的重要参数,没有公认的测量方法,当前常用的方法是人工测量法,但此方法的测量结果存在严重的滞后性。为达到实时监测干度的目的,使用新型测量方法——矩阵电导法,在10 MPa、310℃的条件下,建立了用于测量外径为76 mm、内径为54 mm注汽管道内湿饱和蒸汽干度的26×26丝网模型;介绍了矩阵电导法的测量原理,并建立了干度算法模型;在Ansys Electronics软件中进行了电场模拟,分析了层间电场,结果表明适宜的层间距为2 mm。为提高精度,使用线性插值法处理边缘,对实际测量误差进行了预测。结果表明,一次线性插值后整体误差小于2.50%;二次线性插值后整体误差小于1.10%。

注汽站无人值守设计与应用

对注汽站自动控制系统进行升级改造,增加注汽锅炉给水量控制、软化水罐液位控制、蒸汽干度控制、烟气含氧量控制4种控制逻辑和视频监控系统,达到远程集中监控、优化锅炉运行效率的目的。

胜利油田超稠油油藏蒸汽驱三维物理模拟与应用

针对胜利油田单56区块油藏条件,利用蒸汽驱三维物理模拟装置,开展了20%、40%、60%蒸汽干度条件下反九点井网超稠油油藏蒸汽驱实验。分析了单井及井组生产动态,并在蒸汽驱的基础上研究了采用氮气泡沫的方式改善超稠油蒸汽驱的开发效果。实验结果表明,超稠油油藏汽窜较为严重,综合含水上升较快,蒸汽腔发育不均匀;边井生产效果较好,角井温度场发育较差,产液量和产油量较低,对井组贡献率较低。通过提高蒸汽干度可以有效提高蒸汽驱阶段的采收率,当注入油藏蒸汽干度从20%提高到60%,蒸汽驱阶段的采出程度提高19.86%。段塞注入0.093PV的泡沫体系时,蒸汽汽窜得到有效抑制,边井产液量和综合含水均出现明显下降,角井温度场开始发育,角井产液量和产油量显著增加,阶段综合含水下降7%,提高采收率15%以上。通过提高蒸汽干度和辅助氮气泡沫调剖工艺,超稠油油藏可以转为蒸汽驱进一步提高采收率。

蒸汽沿井筒流动过程数值模拟

蒸汽沿井筒流动过程中,蒸汽参数(压力、温度及干度等)、径向散热损失和垂向压力能损失,均沿流动过程变化。本文运用传热学、热力学及流体力学等学科知识,建立了井筒数值模拟综合计算模型,给出了求解方法,并进行了模拟计算。本文所建模型,综合考虑了蒸汽流动过程中压力、温度、干度和热损与压降的相互影响,给出了更为精确的无因次时间函数的表达式,通过试验确定了接箍对总传热系数的影响,同时也通过试验修正了隔热管性能变化对隔热性能的影响。

割缝筛管水平井注蒸汽热力参数分布规律数值模拟研究

为了清楚认识割缝筛管完井水平井注蒸汽过程中热力参数的分布规律,为水平井割缝筛管完井优化提供理论依据,根据质量守恒、动量守恒和能量守恒原理,建立了注蒸汽过程中蒸汽压力、蒸汽温度和蒸汽干度沿水平井筒分布的数学模型,并采用压力增量和干度增量双重迭代方法对其进行求解。以此为基础,通过实例分析了蒸汽热力参数沿水平井筒的分布规律及割缝筛管参数对其分布规律的影响。结果表明:蒸汽通过300m长的水平井段后,其压力、温度和干度分别下降5.8kPa、0.035℃和0.128;割缝宽度、长度及密度分别由0.2 mm增至0.4mm、100m增至140m、200条/m增至360条/m时,水平段吸汽长度分别缩短90,100和70m,在水平段吸汽长度范围内,蒸汽压力下降幅度分别减小1.50,1.74和1.38kPa,蒸汽干度下降幅度分别增加0.03、0.06和0.056。蒸汽压力、蒸汽温度和蒸汽干度沿水平井筒呈二次多项式的非线性下降关系,且增大割缝的宽度、长度和密度,可使蒸汽压力的下降幅度减缓、蒸汽干度的下降幅度增大、水平井段吸汽长度变短。

注汽锅炉蒸汽干度的多变量预测控制

鉴于油田注汽锅炉出口蒸汽干度控制系统的当前状况,在分析蒸汽干度对象的特性及其影响因素的基础上,提出了注汽锅炉蒸汽干度的多变量预测控制系统(Multi-vari-able Predictive Control System)。该系统在蒸汽于度出现偏差时,通过燃料量和给水量的协调控制,快速消除蒸汽干度偏差,并且使给水量平稳地回复到给定值,维持锅炉的给定出力。仿真研究表明,该多变量预测控制系统具有良好的控制性能,并且算法简单、易于实现。

V锥流量计在蒸汽干度计量中的应用

针对稠油开采过程中采用人工化验法进行蒸汽干度测量时,随机性强且稳定性差的缺陷,采用V锥流量计结合流体体积变化法测量蒸汽干度,在线监测蒸汽干度及蒸汽压力等参数。通过分析蒸汽干度与蒸汽压力以及V锥流量计测得的压差之间的关系,证实蒸汽压力、流量和压差是影响蒸汽干度的主要因素,得出蒸汽干度与压差值成近似一次函数关系的结论。

多喷嘴汽-液两相喷射性能的实验研究

提出了一种多喷嘴结构的汽-液两相喷射器,该装置由7个蒸汽喷嘴、吸入室、7个混合室和扩散室组成.通过实验研究了不同蒸汽干度下多喷嘴汽-液两相喷射器的工作特性.结果表明:由于汽羽的特性和蒸汽喷嘴与混合室的距离对喷射性能的共同影响,喷射器存在一个最佳蒸汽压力,且其数值随低温水温度的升高而减小;蒸汽干度未明显影响低温水质量流量的分布规律;喷射系数随蒸汽干度的增大而增大,随低温水温度的升高而减小.

稠油蒸汽驱三维物模实验影响因素分析

蒸汽驱是稠油油藏开采较为有效的技术,由于受诸多条件影响,为了较为全面地认识蒸汽驱这一开发方式,利用三维物模装置,以某油田稠油油藏为主要原型,通过蒸汽驱物理模拟方法研究注入压力、蒸汽干度、注汽速度等因素对稠油蒸汽驱的影响。通过研究发现注入压力大,采收率提高;当蒸汽干度大于50%,在蒸汽驱过程中,蒸汽干度越高,驱油效果就越明显。

转炉饱和蒸汽发电系统及其参数选择

针对冶金企业产生的大量低参数饱和蒸汽,提出了建立转炉饱和蒸汽发电系统。分析了这种系统主汽压力、排汽压力、排汽干度与汽轮机相对内效率、汽耗率及发电量之间的关系,对建立转炉饱和蒸汽发电系统的几个关键技术,如主蒸汽参数选择、蒸汽蓄热器及其控制、蒸汽管道等给出了具体方法。

双涡街法测量饱和蒸汽干度研究

注汽热采是稠油油田开采的主要手段,此方法开采的效率主要取决于蒸汽干度的高低。经研究表明,在注入相同的蒸汽量的情况下,蒸汽的干度越大,采收率越大,油汽比越高。只有较高干度值的饱和蒸汽才能对稠油有很强的驱动效果。但是干度太高,会使注汽锅炉水中的盐份大量附着在炉墙壁上,致使锅炉结垢,降低锅炉的热效率,甚至危及锅炉的运行安全;干度太低,通过管道传送到井底后干度就更低了,无法有效驱动稠油层,达不到开采稠油目的。可见,对饱和蒸汽的干度值进行实时、准确测量具有重要意义。然而,现今国内外仍无工程上实用的干度仪,使其具有实时测量、准确度高、寿命长、造价低的性能,针对此问题提出了基于双涡街联合法测量湿饱和蒸汽干度的方法。

稠油注汽管网蒸汽流量干度调控装置研究

为解决稠油注汽开采输汽主干线与分支管线连接处因相分离现象而造成的注汽井蒸汽流量和干度分配不均的问题,研制了蒸汽流量干度调控装置。装置主要由储液管、旁通管线、孔板、支管线和阀门等组成。室内试验表明,只要蒸汽通过孔板处产生的压差与旁通管线及调节阀上液体产生的摩阻压降保持平衡,对分支管蒸汽干度的控制基本上不受其蒸汽流速变化的影响;当装置入口蒸汽干度由20％～70％变化时,若流速及其它条件保持不变,则分支管蒸汽干度基本恒定。

油田热注蒸汽干度测量方法的研究进展

综述油田热注蒸汽(湿饱和蒸汽)干度测量的几种有效方法——化学化验法、热力学法和非热力学法、软测量法、光学检测法和"体积变化式"测量法,分析了各种方法及其优、缺点,并提出了体积变化式测量法应用于油田蒸汽干度的测量。

油田注汽锅炉蒸汽干度检测段的失效分析

油田注汽锅炉蒸汽干度检测是保证注汽安全和蒸汽计量的重要技术,设备长期使用后检测段局部发生磨蚀、腐蚀失效,造成计量精度降低,影响蒸汽干度的测量准确性和可靠性。本文通过对注汽锅炉检测段部分切割取样、宏观观察、腐蚀及金相显微观察和成分分析,对检测段的失效进行了研究,并对支架和V锥体的选材提出合理建议。

蒸汽焓流量计量标准实验研究

工业蒸汽的热能计量需要解决干度测量和热能相关量值溯源等计量基础问题。在本文中,研究了焓流量计量标准蒸汽源。阐述了蒸汽焓流量的计量方法,基于热力学建立了蒸汽源焓流量与干度等参数量值确定的理论模型。介绍了焓流量计量标准实验装置的组成、对过热蒸汽加湿以获得湿蒸汽的设计方案和温度、压力、流量参数的测量方法。本装置可在DN50和DN80管路提供0.3～0.9 MPa、7～70 m/s的过热蒸汽流和0.85～1.00干度的饱和蒸气流,并能确定蒸汽源的干度、质量流量和体积流量、焓流量等量值,焓流量、干度和流量稳定性分别优于2%、0.5%和2%,扩展不确定度分别为0.8%、1%和0.5%。对实验装置性能和实验结果进行了讨论。该装置可用于蒸汽热能计量仪表的模型研究和性能试验。

稠油蒸汽泡沫共混体系的流变性能研究

为了进一步加强对稠油蒸汽泡沫驱油过程中流体力学性能的认识,在油藏压力7.60 MPa下,利用高温高压流变仪测得了不同条件下稠油蒸汽泡沫共混体系的流变曲线.实验结果表明:稠油蒸汽泡沫驱油体系均为假塑性流体,其流变方程能很好地关联幂律模型;随蒸汽相饱和度和泡沫剂浓度升高,体系表观黏度增大;随蒸汽干度和温度升高,体系表观黏度降低;在低剪切速率时,表观黏度和温度关系满足Arrhenius方程,随着剪切速率增大,表观黏度和温度关系逐渐偏离Arrhenius方程;黏流活化能的绝对值随剪切速率增大而降低,在低剪切速率时,表观黏度对于温度变化更敏感.

超稠油油藏中直井与水平井组合SAGD技术优化地质设计

为提高D84块XLT超稠油油藏剩余油动用程度,以油藏特点和开发现状为基础,应用STARTS数值模拟软件,采用变深度、不均匀网格进行油藏数值模拟.提出了直井与水平井组合的SAGD(Steam-AssistedGravityDrain-age)技术,并对布井方式、水平段长度、水平段在油层中的位置、注采参数等进行了优化设计.实施效果表明,各项参数的设计科学合理;采用直井与水平井组合SAGD技术,提高超稠油原油采收率是经济可行的.

油田地面蒸汽管道干度计算方法

蒸汽干度是水蒸气的重要品质参数,在热力采油中,向油层注入的高压高温湿蒸汽其干度对采油的经济性有着重要的影响。为了实现注汽锅炉蒸汽干度的高质量控制,提出一种蒸汽干度计算方法。此方法通过首先计算沿程摩擦阻力,然后求出该点的蒸汽温度,进而求出管段的热损失,最后可求出管道内任意处的蒸汽干度。该方案研究了输汽管道系统蒸汽干度的变化情况,为热采输汽系统工艺设计提供参考。

一种新型多喷嘴汽-液喷射器的性能

目前汽-液喷射技术中关于湿蒸汽的研究较少,然而在实际工业中,相当一部分低压蒸汽是具有一定干度的湿蒸汽。为此,设计了以湿蒸汽为工作蒸汽的实验台,并采用一种多喷嘴结构的汽-液喷射器作为实验元件,分析了蒸汽压力、蒸汽干度及喷射器背压对其性能的影响。实验结果表明:蒸汽干度使蒸汽质量流量随蒸汽压力变化的曲线平移。喷射系数随蒸汽干度的增大而增大。蒸汽压力较低时,喷射系数和过冷水流量随蒸汽压力的升高而增大,随着蒸汽压力的升高,当汽羽的长度大于喷射器的喉嘴距时,过冷水发生壅塞,喷射系数开始减小,而过冷水流量的减小延迟。总体上,喷射系数随背压的升高而减小,在背压不同的范围内,喷射系数下降的速度有所不同。

两种能衡式蒸汽干度仪的研究

水蒸气干度是水蒸气的品质参数,在许多工业生产中需要实时测量与控制该参数。文中分析了现有蒸汽干度的测量方法和测量仪器,根据能量守恒原理以及混合式和凝结式蒸汽干度的测量原理,研制了两种能衡式干度测量仪,定量分析了它们的测量精度,并从实用稳定性的角度得出了凝结式蒸汽干度仪更佳。为了验证测量精度,建立了蒸汽干度实验台。实验不仅验证了能衡凝结式蒸汽干度仪的精度高达98%以上,而且还表明它具有稳定性、准确性和实用性。