三气合采井下分层调控工具高速流体冲蚀研究

目的针对三气合采复杂工况导致井下分层调控工具易冲蚀失效的问题,开展高速气固混合流体对该工具冲蚀规律研究,以获得其最优结构设计参数。方法通过计算流体力学的方法建立了井下分层调控工具的三维冲蚀模型,并采用离散相模型描述了固相颗粒的运动轨迹。通过数值模拟分析,得到了井下分层调控工具的易冲蚀区域,并通过实验验证了不同结构参数和产量下的冲蚀破坏机理。结果冲蚀磨损区域主要分布在笼套段底部、节流孔及其内壁面、笼套段与固定油嘴的过渡段、固定油嘴入口端、固定油嘴内壁面。随着固定油嘴入口角度增大,固定油嘴内壁面最大冲蚀率变化不大,过渡段和固定油嘴入口端最大冲蚀率先增大后减小再增大。随着笼套底部半径增大,笼套段底部最大冲蚀率处于较低水平且无明显变化,但节流孔及其内壁面最大冲蚀率逐渐增大。随着笼套式阀芯开度增大,节流孔及内壁面最大冲蚀率处于较低水平且无明显变化,过渡段及油嘴入口端最大冲蚀率在阀芯开度为60%时取得最大值。随着固相颗粒粒径以及质量流量的增大,节流孔及内壁面、过渡段和固定油嘴入口端最大冲蚀率呈增大趋势,笼套段底部和固定油嘴内壁面最大冲蚀率较低且无明显变化。结论本研究结果揭示了高速高压气固两相流对两级节流结构的冲蚀破坏机理,在设计同类井下工具时,可选择固定油嘴进口角为25°~30°,笼套底部半径为25~30 mm,阀芯开度小于50%或大于70%。

高含水期井下分层采油管柱封隔器压力测试技术创新

井下封隔器装置是油气井设备系统的关键部件。由于目前注水技术较差,导致压力测试结果难以达到预期效果。研究利用三维有限元分析确定数据状态,分析当采油管处于压裂状态下,不同管柱的压力分布状态,通过分层分析建立关注封隔压力预测模型,计算得出密闭空间内的环空压力、流体介质由于温度影响及外界压力影响的总体积变化,得出封隔器内环空压力。利用数值建立有限元分析模型,对高含水期井下分层采油管柱封隔器进行压力测试。实验结果表明,本文提出的高含水期井下分层采油管柱封隔器压力测试方法具有很强的测试能力,测试结果准确率高达99%,对于实际应用有积极的意义。

井下分层流量-压力测试与水嘴调配

为了绘制能真实体现地层吸水规律的分层指示曲线 ,从而达到利用分层流量和相关的参数进行水嘴调配的目的 ,建立了测试调配理论模型。利用分层压力 流量测试器和数据处理软件在江苏油田A2等井进行了现场试验 ,结果表明 ,水嘴调配一次其单层配注符合率达到90 9% ,基本满足了配注要求 ,调配成功率与现有测试方式相比有较大提高。同时提高了分注井的有效利用率 ,降低了测试成本 ,减轻了劳动强度 ,提高了测试效率 。