高产水气井同井采注技术研究及应用

高产水气井因产水量大而存在井筒连续排液难、地面气水混输难及产出水处理成本高等问题。为此,基于“潜油电泵深抽+采出水不出地面处理”研究思路,研制了一种井下气液流道转化关键装置,实现井下气水流道空间转换及产层与回注层有效封隔;创新形成高产水气井潜油电泵同井采注工艺技术,确保气井油管稳定采气、油套环空产出水不出地面直接井下回注。潜油电泵同井采注工艺技术在42口高产水关停气井中推广应用,累计增产3350万m3,产出水全部实现井下回注,节省污水处理成本926万元,实现高产水气井经济有效排采。

同井注采工艺技术及其矿场应用

目前高含水老油田的年产油量在中国年产油量的占比在70%以上,要保持稳产就必须要保证高含水老油田产量稳定的开发需求,为了满足这一现场需求,通过完善回注层段分层注水技术、不动管柱实施增注工艺以及同井注采采出层及回注层参数录取方法,大庆油田提出了一种结合高效井下油水分离、桥式封隔器等工艺的有杆泵同井注采技术。结果表明:同井注采技术在不打新井的情况下可有效增加油水井对应连通方向、增加注水层点和提高波及体积;同时能够将同一区块分采的2套或多套层系构建起一套立体高效开发层系,使大部分水不举升到地面而直接在地层内部循环驱替。现场试验表明,试验区平均单井产液量降低了94.5%,综合含水率下降了34.1%;地下回注注水单耗降低了83.0%;井下管柱平均工作寿命可增加到1.5 a以上。研究成果能够有效提高油井产量、降低开采成本、提高采收率,实现了超过目前“极限含水”条件下继续经济、有效的开采,对老油田长期持续稳产具有重要意义。

同井注采技术与油藏工程一体化应用及效果评价

以“井下油水分离、注采一体化”为理念,自主研发了井下油水分离同井注采技术,在井下对高含水采出液进行油水分离,分离后的油举升至地面,分离出的水直接回注到地层,可大幅降低地面采出液量,节约开采成本。将该技术与油藏工程结合应用,通过调整注采层系,重构注采关系,可以改变并增加驱替方向,提高采收率。井组试验表明,利用该项技术可以实现高关井组复产,4口试验井平均含水率降低4个百分点,累计增油528.5 t,恢复了经济开采价值,为探索延长高含水老油田生命周期、拓展开发极限提供一种新的技术手段。

同井注采配套工艺技术及应用效果

同井注采技术中存在采注泵、封隔器故障难以判断、柱塞故障率高、注采比调整困难等问题,为此研发同井注采井下工况检测方法、可调有效冲程及防气锁液力反馈泵、柱塞组件螺纹防脱技术等配套工艺技术。结果表明:基于载荷曲线法和回注系统完整性检测法的同井注采系统管柱系统故障诊断方法,现场应用458口井,故障识别率达100%;在改变有效冲程抽油泵在不动管柱、不改变冲程和冲次条件下,可实现注采率在1∶6~200∶1间调整,该泵采用螺纹防脱技术和防气锁反馈泵有效解决抽油泵柱塞及丝扣断裂等故障和切槽液力反馈泵气锁现象;防上浮封隔器和稳水器能缩短地层产出的原油充满泵吸入口至封隔器胶筒之间的油套环空的时间,缩短低含油井含水率稳定时间。

南海西部同心同井抽注技术

南海西部油田注水模式单一,而同心同井抽注技术是对传统注水工艺的革新。同心同井抽注可以在一个井眼实现采油和注水,相当于把原来的一口井变成两口井使用,提高了单井利用率,实现了一定范围的井网优化,进一步提高油藏采收率。通过攻关研发,形成了注上采下型和注下采上型两种工艺,并研发了多项关键配套工艺。基于此,主要对同心同井抽注技术工艺原理、井下工具、管柱设计及应用进行介绍。

超深井同井采注安全控制工具设计及应用

同心双管同井采注工艺可实现一井多用、节约钻井成本、提高单井利用效率,但在超深井中使用深井安全阀存在打不开等安全风险问题。对该工艺安全控制工具进行了改进和完善,设计了环空安全阀、小尺寸安全阀等快速关断装置来实现井控安全。该安全控制工艺在南海海上油田超深井同井采注作业中成功应用,在注水和采油2路通道中取得了良好的隔离效果和安全管控,满足海上油田油水井生产安全环保要求。研究结果对国内同井采注工艺技术在超深井中的发展应用具有重要的参考和借鉴意义。

超低渗透砂岩油藏水平井同井同步注采补能方法——以鄂尔多斯盆地长庆油田为例

针对超低渗透砂岩油藏水平井中段难以建立有效水驱驱替压力系统问题,提出在同一口水平井上采用封隔器、密封插管等工具,实现部分压裂缝注水、部分压裂缝采油,在同一水平井内形成分段同步注采的补能新方法,即水平井同井同步注采。该方法可缩小注入端与采出端的距离,快速建立有效水驱驱替系统;该方法将井间驱替转变为水平井段间驱替,将点状水驱转变为线状均匀水驱,可大幅提高水驱波及体积,缩短见效周期。研究表明:①超低渗透砂岩油藏水平井同井同步注采,注水段应选择天然裂缝方向与人工裂缝方向一致或天然裂缝不发育的层段,段间距60~80 m;②水平井同井同步注采除控制注入压力外,采用周期注水可降低随注水时间延长注水压力逐渐上升导致的地层天然裂缝开启、生长或地层破裂风险;③现场试验验证,水平井同井同步注采补能方法可有效提升单井产量且经济效益良好,可大规模应用于超低渗透砂岩油藏的开发。

井下油水分离同井回注技术探讨

井下油水分离同井回注技术是将含水油井的产出液在井下直接进行分离 ,然后将浓缩油液举升到地面 ,而将分离出的水在井下回注到另一地层中。介绍了井下油水分离系统的工作原理及分类 ,并对重力式油水分离分流比的确定进行了试验研究。试验结果表明 ,在 1 39.7mm套管和 73mm油管的井筒环空内 ,油井产液量小于 50m3/d时 ,分流比可小于 0 .7,分离效果较好。另外 ,还介绍了此项技术应用时的选井条件 。

海上水平井同井不同压裂裂缝注采模拟

为高效开发海上低渗透油田,研究了水平井分段压裂后采用远端裂缝注水、近端裂缝采油的同井注采开发模式,建立了物理模型和数学模型。通过对模型的求解、生产动态预测软件的研制和模拟,分析了不同裂缝条数和裂缝导流能力下油井日产油量、累计产油量和含水率的变化。结果表明:随着采油裂缝条数的增加,油井初期日产油量增加、后期日产油量下降,油井含水上升越快、含水率越高;油井日产油量和累计产油量随着裂缝导流能力的增加而增加,但增加幅度会下降。针对给定的油藏参数,水平井分段压裂3条裂缝最好,裂缝导流能力在35μm^2·cm为佳。

有杆泵同井注采系统工况诊断方法研究

与常规的单泵系统相比,有杆泵同井注采系统结构更加复杂,井下工况更加恶劣,现有技术不再适应其井下故障诊断的需要,严重影响了油田的产量和经济效益。鉴于此,根据现场实际工况,从Gibbs模型出发,提出了一种反推计算方法,建立并求解动载模型,进一步结合实测悬点示功图,绘制采出泵和注入泵示功图。现场18口井的应用中,对注入泵故障的判断结果与检泵结果符合度为91.3%,验证了计算模型的正确性。该诊断方法为有杆泵同井注采系统的现场应用提供了必要的理论指导。

同井注水采油工艺数值模拟及参数优化

为掌握分层注水采油井井筒内流体温度分布规律,以井底油温和井口注水温度作为边界条件建立了井筒内流体温度计算模型,以注入流量或温度最低为目标,以产液温度不低于防蜡温度为约束条件,建立了工艺参数优化模型,编写了相应的计算程序。对某采注井进行了模拟,结果表明,对于给定注水工况,产液井口温度随产液量增加而降低;随注水温度升高或注水量增加而上升。对于给定注入水温,优化所得最小注水量下产液沿程温度均不低于防蜡温度,对于给定注入流量,亦满足上述结论。结果保证了工艺参数在避免结蜡的前提下大大降低注水加热成本,对稠油经济开采具有重要指导意义。

井下气液分离及同井回注技术的应用

现有排水采气技术虽然能够有效地将井筒中的地层水采至地面,但也给地面的气液分离带来了困难,不仅需要建设大量的地面气液分离设备,而且对所分离出的地层水的处理也需要投入大量的资金,影响着气田的高效开发。为此,在对分离器的分离效率进行探讨的基础上,对井下气液分离及同井回注技术在胜利油田气井的应用效果、技术优势和存在的问题进行了讨论。现场生产表明:井下气液分离及同井回注技术是在井下经过螺旋气液分离器将出水气井的产出液进行分离,然后将分离出的水在井下回注到另一水层或枯竭气层中,该技术可以减少大量的地面设施、减少环境污染,具有较好的经济效益和社会效益,也为胜利油田现已探明的34个浅层气田的高效开采提供了有效的技术支撑。

水平井同井注采技术

针对中高渗透油藏、致密油藏水平井开采过程中存在注水见效不明显、裂缝水窜等问题,设计了3种致密油藏水平井井下注采控制装置,提出了水平井同井注采工艺,并分析了油藏适应性。对于中高渗透油藏高含水水平井,关闭注水井,采用部分水平井井段注水、部分井段采油的同井注采方法,能够改变水驱方向,充分挖掘剩余油潜力;对于致密油藏,采用数值模拟方法研究了储层物性和压裂工艺对同井缝间异步注采的影响。研究表明,水平井同井注采技术能够显著提高水驱波及面积,实现均匀水驱,控制油井含水率,提高油井产量,同时减少注水井数,具有良好的应用前景。

同井回灌地下水源热泵热力特性分析

同井回灌地下水源热泵抽水和回灌在含水层同一径向位置不同深度处同时发生,增加了热贯通的可能性,其热力特性分析尤为重要.文章首次建立了单一介质承压含水层中定流量同井回灌地下水源热泵冬季运行地下水换热数学模型,并针对典型的细沙含水层进行了数值求解.经过一个冬季的制热运行,抽水平均温度降低了3.6℃.由于对流和热弥散的存在,同井回灌地下水源热泵热影响范围达到了74 m.因此对于地下水初始温度在13℃以上的地区,同井回灌地下水源热泵是适宜的,较大的热影响范围也使得单口抽灌同井具有承担大负荷的能力.

同井注采油水分离器的优化设计

为实现高含水油井同井注采工艺,根据与多杯等流型气锚相似的分离原理,优化设计多杯等流型油水分离器。设计过程中,对分离器由上至下每层开口数目和孔径逐级分段增大,各进液孔进液量相近,且各采出液在分离器内的停留时间足够长;通过不同分段方式、开孔数目以及不同孔径的优化组合分析,考虑到机械加工的要求,利用流体动力学原理,对孔径大小、孔径分级和开孔数目等参数进行了优化设计,在保证各部位沉降杯内采出液的停留时间超过150s的前提下,充分发挥了各沉降杯的作用,有效地缩短了井下油水分离器的长度,节约了生产成本和作业成本。

海上油田同井注采技术开发与应用

针对海上油田开发生产中出现的油田注水水源不足,采油井多层系开发调整要求分层段、分阶段转注及采油井伴生气回注等技术问题,开发了同井采注工艺技术。将有水层注水井的水层打开提供水源,同时保持原注水井正常注水,与平行双管相比,单管大排量同井采水注水技术使同井采水量从800 m3/d提高到2 500 m3/d;对不同目标层位可分别进行采出或注入,即同井采油注气或同井采油注水,相当于把原来的1口井变成2口井使用,提高了单井利用率,实现了一定范围的井网优化。该技术在渤海湾SZ36-1J、Z9-3、LD10-1等油田成功应用8口井,已成为老油田稳产增产的重要技术手段,为新开发油田生产完井开辟了一个新的完井模式。

同井采注电泵机组中倒置泵的研究

一般的增注方法需要建立管网,把管网里的水经地面泵注到井底,这种方法前期的投入量较大,为此,提出把常规电潜泵改装成同井采注电泵机组作为注水设备的方案,把同井中水源层的水注入到目的层中。针对不同的水井,提出了采下注上和采上注下的注水分案,将泵放置在最下方,成为倒置泵,并对倒置泵存在的问题提出了解决方案。现场试验结果表明,倒置泵试验扬程2880m,实际排量30.82m3,实际泵效34.48%,具有显著的经济效益和社会效益。

小断块油藏同井采注水工艺技术研究

针对小断块油藏开采存在的建站注水不经济、注采井网不完善、采收率低等问题,研究应用了同井采注水工艺技术,形成了采上注下的工艺方案,并在南阳新庄油田B167断块配套实施了新的注水工艺。应用情况表明,该区块3口停产井得到重新利用,区块日产油量由4.7t提高到13.4t,升幅达到185%,对应油井液面平均提升156.6m,区块含水质量分数下降17.4%,改善了自然产能低的生产状况。该工艺技术为小断块油藏提供了一种经济、高效的注水开发手段。

井下油水分离同井注采技术对聚驱采出井适应性分析

根据井下油水分离同井注采技术原理,利用室内实验和现场试验分析了该技术对聚驱油田的适应性.现场应用结果表明:采用该技术能够降低产液量,降低含水率,北2-J5-P25井和北2-J5-P27井日产液分别下降25 t和6t,含水率分别下降1.4%和2.7%.北2-J5-P27井日产油由2 t上升为4 t.

水位校测对同井孔水温的影响及机理探讨

以天津高村井和张道口-1井为例,对水温观测受同井孔水位校测影响的特征及机理进行研究。结果表明:(1)测钟撞击水面方式校测水位会对部分同井孔观测的水温产生影响,不同深度水温受影响程度各异,但均表现为数据下降;(2)水温对水位校测的响应时间先后不同,有时为即时,有时则有明显的滞后,并且恢复期差异也较大;(3)水温受同井孔水位校测影响机理为测钟与水面撞击,水体发生震荡并引起水温探头扰动,使井孔内水体上下交替,且水温探头附近水体为正梯度,从而导致水温下降变化。建议在实践中对水温受水位校测影响的井孔以特例对待,若水位仪探头漂移较小且相对稳定,可减少水位校测的频度。