海上高压气田无人井口平台集输工艺流程方案比选设计

针对某海上高压气田井口压力高、井口温度低、油品凝点高、节流后易出现水合物和出油管线容易冻堵的问题,结合不同生产井节流后的压力,设置不同压力体系井口加热器以满足流体输送要求。文章研究了两种不同高压气田无人平台工艺流程方案:加热器部分降压设计方案和全部降压设计方案,比较了两种方案的技术特点及经济性,最终推荐高压气田无人井口平台采用加热器部分降压设计的工艺流程方案。

天然气井口增压开采工艺研究

为进一步研究天然气井口增压开采工艺的应用效果,保证天然气资源稳定开采和供应,采用了比较分析法,对某天然气田A、B、C、D4口气井进行单井井口增压生产试验,对不同天然气井口增压开采工艺下各个气井的实际开采情况进行分析,对天然气气井井口增压开采工艺及相关设备的应用价值有了一定了解,并在此基础上,对天然气增压开采的实际应用要点进行深入研究。

深水水下井口全钻井过程波激疲劳精细化评估

传统的水下井口波激疲劳评估没有考虑不同钻井阶段水下井口结构组成变化,导致水下井口波激疲劳评估精度有限。为此,提出基于整体-局部交互分析的全钻井过程水下井口波激疲劳损伤精细化评估方法,建立钻井全过程复杂结构水下井口局部精细模型及平台-隔水管-水下井口-导管耦合系统整体模型,研究整体模型与局部模型交互机制,并构建整体模型与局部应力传递关系,精细化评估水下井口全钻井过程波激疲劳损伤。研究结果表明:全钻井过程水下井口结构组成变化对隔水管系统和远离泥线导管处的波激疲劳几乎无影响,但对水下井口局部及泥线附近导管的波激疲劳存在较大影响;钻井第二阶段水下井口波激疲劳损伤最为严重,且水下井口底端始终为疲劳极限位置。所得结论有助于判断钻井过程中水下井口疲劳状态,保证作业安全。

延439井区气液混输管道瞬态变化规律及敏感性分析

Y439井区采气管道为气液混输管道,地形起伏大导致积液严重,因此研究气液两相瞬态变化规律非常重要。以某采气管道为例,基于双流体模型建立多相流计算模型,研究管道积液动态规律和清管过程瞬态变化规律,提出采用井口压力峰值与最大清管段塞量相结合的方法确定管道清管时间,分析管道输气量、天然气含水量以及运行压力对井口压力峰值和最大清管段塞量的影响规律。研究结果表明:1)随着运行时间的延长,采气管道内积液逐渐向下游推移,当管道内积液量分布在全管段时,管道积液量和运行压力达到动态平衡;2)当管道入口投加清管器后,由于清管器上游气体被压缩,沿程摩阻损失增大,井口压力出现短暂的峰值变化,且管道出口排液主要集中在开始排液后0.5 h;3)敏感性分析结果显示,管道输气量越大,最大清管段塞量越小,井口压力峰值先降低后增大,在气相流速为1.2~3.1 m/s时增幅不明显;含水量上升,井口压力增幅明显,管道末端排液量显著增大;管道运行压力下降,对应的清管过程管道末端排液量显著增大。该成果可为气田气液混输管道的优化设计及清管操作提供理论依据。

临汾致密气井口新型加热技术研究与应用

临汾致密气井采用排水采气工艺,井口高压节流易发生冰堵风险,目前采用真空加热炉加热后节流的解决方案。但是,致密气井压力衰减速度快,导致真空加热炉使用周期短、利用率低,且体积和质量大,设备搬迁困难。为此研究电磁加热、催化式红外加热、涡流管加热、石墨烯加热等新技术在致密气井的适用性,首先对比分析了各项加热技术的优缺点,建立了以加热功率和温度为边界的选型图版。其次,提出了含水致密气加热功率计算方法,并建立了加热技术选型流程。最后结合现场生产工况,热毯式电磁加热技术覆盖5~160 k W、0~95℃的工况范围,能够满足现场加热需求,且设备体积和质量小、拆装便捷、加热效率高,可减小设备投资、提高设备利用率。建立的加热技术边界图版和选型方法流程,可为致密气井加热技术选型提供支撑,从而实现降本增效、节能减排的目标。

短节式多相流量计在海洋工程中的应用研究

为了应对多相流测量对海洋边际油气田工程开发的制约,通过对短节式多相流量计应用特点、测量原理、产品性能、设计选型、安装要求、经济性研究等关键技术问题进行研究分析,提出三种适用于油、气、水三相混合介质实时测量的工艺方案,综合实施难度、资源获取、工期、经济性、风险控制等因素的对比分析,研究出短节式多相流量计在不同海域适用于不同井口数量的油气田开发方案,及最优经济性配置数量,确定了短节式多相流量计在常规油气田和边际油气田中的应用方案,有效地解决了海洋石油工程开发中工艺流程复杂、计量设施占用空间大、投资成本高、人工操维不便等难题,相关经验和方法可供今后同类海洋工程项目参考。

川西须家河高应力致密储层完井技术

川西须家河高应力致密储层破裂压力高、改造排量低、完井管柱安全风险高,通过对前期储层改造井系统梳理分析,从井口限压、降破工艺、完井管柱及工具结构等方面出发,配套完善了一套适用于致密储层压裂改造的技术。D201井采用140 MPa井口装置提高施工压力到120 MPa,相比105 MPa井口提高施工压力25 MPa,解决了井口限压低、加砂难度大的问题;M2井采用后效射孔技术改善高破裂压力井近井地带的渗流形态,有效提高储层的可压性;X5井采用Ф114.3 mm+Ф88.9 mm大尺寸油管配套高强度工具的完井技术,提高施工排量及管柱安全性,满足高应力致密储层大排量、大液量、高施工压力的改造需求。该技术的成功应用为高应力致密储层完井提供了新思路,为储层产能释放提供了技术保障。

沁水地区煤层气储层多脉冲压裂技术试验及应用研究

沁水盆地煤层气储量较为丰富,煤层埋深较浅,煤储层孔隙度、渗透率低,目前主要以水力压裂改造煤气层储层达到投产增产目的。针对沁水地区浅层煤层气储层地质特征及开发特点,水力压裂地层破裂压力不明显,二次压裂增产效果不理想等问题,开展了煤层气储层多脉冲压裂技术的试验应用研究与探索。重点论述了浅层煤层气多脉冲压裂技术设计方法、装药结构设计、作用机理与工艺设计及全封闭井口多脉冲压裂设计等,总结分析了三口井现场试验的效果及存在的不足。该工艺技术应用试验的成功为浅层煤层气压裂开发提供了新的增产技术与途径。建议进一步完善工艺和优化设计方法,在单井多脉冲试验应用的基础上,开展煤层气多脉冲压裂技术与水力压裂复合工艺研究,以提高综合压裂效果。

砂岩孔隙型地热井提高热效工艺分析

针对国内砂岩孔隙型地热井井口水温相对较低、缺乏提高热效工艺的先导试验,开展了提高热效工艺与井口水温之间的适应性研究。采用开口系统稳定流动热力学模型,分别从地热井成井施工参数和井筒隔热工艺两个方面计算了多条件下的井筒水温曲线,对比了不同工艺方法下的增温效果、成本和可操作性。研究表明:小排量抽水时,沿程热损失和上层低温高渗井段主出水,综合导致井口水温较低;大排量抽水时,井口水温随着日抽水量的增大而增大,但增温幅度减小,日抽水量大于3 500 m^3/d时增温幅度非常小且趋势趋平;主出水井段越深,井口水温越高,合理设计地热井止水器和滤水管安装深度,使得底层高温热储层动用起来,可以增加井口水温8~18℃以上;单纯增加泵挂深度井口水温增加不大于0.2℃;采用氮气环空隔热、气凝胶隔热、降低水泥环导热系数和延长固井段长度,可以增加井口水温0.23~1.3℃,但是成本较大,实现相对困难;延长抽水钢管长度并外刷隔热涂层,井口水温增加0.6~1℃,预增成本相对较少,容易实现。拟合了井口水温与日抽水量之间的函数方程,该函数方程可以快速预测相似结构管柱砂岩孔隙型地热井不同排量下的井口水温。该研究结果可为砂岩孔隙型地热井井口水温预测、现场提高热效工艺方式的选择提供参考。

浅谈塔中油田油气井口流程标准化设计

为使塔中油田油气井井口工艺流程在符合地面工艺开采的条件下更加具有可操作性、标准化和规范化,在坚持标准化设计与油气田开发生产实际相结合、与优化简化相结合原则的基础上,通过总结塔中油田井口工艺流程设计工作实践,并针对油田自喷井、气举井、抽油机井、潜油电泵井4种油井类型在井口流程出现的一些问题,提出在标准化设计方面的一些建议和意见,以推进单井井口的快速建设、便捷同类维护,为油田的地面工程建设快速发展提供思路。

压驱防喷防卡工艺及工厂化施工模式研究与应用

大庆油田开展压驱工艺技术试验取得了较好的增油效果,已成为三类油层剩余油挖潜的主要技术手段。但同时也存在防喷防卡效果差,工程事故率高,施工周期长;流程占地面积大,井网密度较高;设备自动控制弱,用工多,劳动强度大,成本高等问题。为此,开展了压驱防喷防卡工艺及工厂化施工模式研究,形成压驱防喷防卡工艺管柱、带压压裂合压井口装置、压驱施工参数全自动计量控制方法、压驱工艺轻量化地面流程的技术系列,为压驱工艺实施提供有力的技术支撑。现场试验129口井,试验井单趟管柱连续施工能力提高到6段,单井防喷成功率86.2%,防卡成功率88.3%;分井场占地面积减少到600~1600m^(2),用工人数降低71.9%;与原模式相比,施工周期降低27.5%,单井施工成本降低13%,井组施工成本降低21%。压驱防喷防卡及工厂化施工提速降本效果达到预期。

非常规压裂井口及地面测试流程配套应用

非常规油气资源具有其特殊的性质,在勘探开发过程中需要进行大规模的压裂改造施工。常规压裂一般施工排量为4～6m3/min,施工用液量一般在500～600m3;非常规压裂施工排量为10～15m3/min,单层用液量2000m3左右,而且非常规压裂通常采用的是电缆传输桥塞及射孔枪的形式,这就决定了压裂井口既要能承受施工压力,同时又必须有足够大的通径。另外,由于单井压裂用液量达上万立方米,导致返排周期长。针对目前常规压裂井口及试气装置存在的不足进行了研究,设计配套了非常规压裂井口及地面测试流程,在河南油田几口页岩油气井大型压裂施工中应用,取得了较好效果。

浅层煤储层多脉冲高能气体压裂技术试验及应用研究

针对我国煤层气储层特征及开发现状,基于高能气体压裂机理及研究基础,开展了适用于沁水盆地煤层气开发的高能气体压裂技术试验研究。该区煤层气储层资源量较为丰富,煤储层(埋藏深度<1000m)为浅层煤储层,具有低孔隙度、低渗透率等特点,目前主要以水力压裂改造煤气层储层达到投产增产目的。针对此区煤层气水力压裂开发效果不明显,二次压裂增产效果不理想等问题,设计了煤层气储层多脉冲压裂技术的试验应用研究与探索。重点论述了浅层煤层气多脉冲压裂技术设计方法,装药结构设计,作用机理与工艺设计,及全封闭井口多脉冲压裂设计等,总结分析了三口井现场试验应用的试验效果及存在的不足。该工艺技术应用试验的成功为我国浅层煤层气压裂开发提供了新的增产技术与途径。

煤层气开发地面集气问题及解决方案探讨

煤层气地面集输工程是煤层气田开发中的重要环节,在气田开发过程中发现集输半径、煤层气井口剩余气压与煤层气采收率之间存在着制约关系。本文主要从集气工艺的要求开始分析,分析煤层气地面集输存在井口压力低、集输半径小、建设及运行成本高的问题,提出采用阀组增压的方式的解决方案,并做经济效益分析。

致密油集输方案筛选及能耗分析研究

由于常规油品产量下降,致密油等非常规原油的研究开发显得尤为重要。致密油由于其不同层位油品性质差异大及生产周期内产液量变化大的特点,在集输方案确定时不同于常规原油,需要结合致密油本身性质,将整个生产周期分成三个阶段,利用软件分别对加热集输与掺热水集输两套集输方案的集输安全距离及运行费用进行模拟分析。通过模拟计算,掺热水集输工艺在两个方面均优于加热集输工艺,因此为保证集输系统正常运行,节省运行成本,选用掺热水集输工艺。

基于HYSYS动态模拟的海上无人井口平台管道压力优化设计

以某海上无人井口平台工艺设计为基础,运用HYSYS软件对主工艺管线因下游堵塞导致的超压工况进行了动态模拟,通过研究主工艺管线最快升压时间下的产气量,分析井上翼阀(SWV)关闭时间和主工艺管线压力升高的关系,成功将主工艺管线压力等级从2 500#降到了1 500#,将主工艺管线2 500#/1 500#等级压力分界点从压力超压保护系统关断阀后前移到生产管汇前的手动隔离阀后,既实现了降本增效和节能减排,又提升了无人井口平台工艺设计水平,对海上无人井口平台管道压力优化设计具有参考价值。

井喷失控井一体化井口重建装置的研制

井喷失控是油气勘探开发过程中损失巨大的灾难性事故,必须快速恢复对井口的重新控制,而拆除旧井口后的新井口重建是最为关键、风险最高的一步。传统的井口重建装备需要人员多次近井口作业完成新井口安装,抢险人员面临巨大的安全风险且一次性成功率较低,需多次尝试。针对此种情况,研制了井喷失控井一体化井口重建装置,将原有井口重建工艺“八步法”变为“一步法”,避免抢险人员多次近井口作业。文章详细阐述了该装置的组合方式、卡紧设计及密封设计,通过有限元模拟对装置的力学性能进行校核。室内实验及应急演练表明,该装置能快速实现光套管下井喷失控井口的重建,极大简化了新井口重建流程,提高了重建效率及人员安全性,对推进井喷失控近井口作业无人化进程提供了更加完善的装备支撑。

低压、低产煤层气田井口集输工艺技术

我国煤层气田开发具有一定规模的地区主要分布在山西沁水盆地和陕西韩城等地。煤层气田由于具有低产、低压、低渗等特点,因此开发投入高、产出低、风险大。文章通过对国内外典型煤层气田的井口集输工艺技术,包括井口气水分离系统、井口计量系统、水处理系统等较为系统的综述、分析和对比,指出简化井口流程、合理选择材质、优化井口布局及总体开发是做到"满足技术要求下的最低成本"开发的有效方法。

巴格德雷合同区域B区井口腐蚀研究分析

巴格德雷合同区域是中国石油与土库曼斯坦合作开发的项目,项目分为A、B两个区块,其中B区气田在投产初期,气井高压力、高产量、高含CO_2气体生产,给井口装置及工艺管线带来严峻的挑战。发生多井次的井口一级节流阀腐蚀失效,一、二级节流阀配对法兰、钢圈腐蚀,密封不严,二级节流阀后大小头焊缝开裂天然气泄漏事件,存在较大安全隐患。根据现场生产情况,结合实验室化验分析,对巴格德雷合同区域B区井口阀门、工艺管线腐蚀原因进行了研究分析,分析认为腐蚀主要为酸性气体CO_2腐蚀,高产量、高压差形成的冲刷腐蚀以及应力腐蚀。建议下一步将井口阀门、工艺管线更换为适应生产条件的材质,并控制合理的生产压差。

秦皇岛32-6油田工程设施的技术评估

秦皇岛32-6油田是一个边际油田，位于中国渤海湾，油田1995年被发现，2001年6月投产。为了总结经验、吸取教训，中海石油研究中心于2004年专门成立项目组，开展了对秦皇岛32-6油田的回访与后评估工作。介绍了工程设施的回访情况，包括FPSO重质原油处理系统的设计，大功率往复式原油发电机组的选型等成功的设计；也包括设计中需要改进的地方，诸如无人平台的设计、井口区布置、FPSO总体布置存在的问题等。