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。

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。

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。

海上埕岛油田同井采注工艺研究及应用

针对胜利海上油田平台空间有限、井槽数量少、开发投资成本高的特点,在充分进行国内外调研的基础上,结合胜利海上油田开发现状及现有开采工艺管柱技术,研发了同井采注工艺技术,将油井油层采出液经地面分离处理后回注到同井水层,在不增加新井的前提下成功缓解了海上油井数量对油田增产的制约,节省了油田钻井和平台建设的开发成本,降低了分离水对海洋的污染风险,为油田产量快速增长和节能减排等方面做出了贡献,并在现场应用中获得显著的经济效益。

倒置电泵同井采注水技术在大港油田的应用

大港油田K46-1断块目前有采油井5口,由于离注水泵站远,无法注水,长期降压开采。为了提高该断块油井产能,设计应用倒置电泵同井采注水工艺技术给K46-1断块补充能量,日配注50m^3。现场实验结果表明:K46-2井日注入量50m^3,受益井见到了明显效果,该技术的应用成功为小段块油田注水开发提供了新途径。

电潜泵同井采注水工艺及关键技术研究

油田边缘区块和零散单元区块注水开发受到现有管网设计及管输距离等条件的制约,为提高此类区块的开发效果,利用电潜泵的扬程高、排量范围广、技术日趋成熟的优势,开展电潜泵同井采注水技术的研究,解决了防砂、密封、工艺参数井下监测及结构设计等关键技术问题,形成了采上注下、采下注上和井下增压注水3种工艺方案,并在现场应用中取得了良好的效果。该技术的研究成功为油田开发提供了一种经济、可靠的能量补充技术,具有广阔的市场前景。

海上稠油油藏同井采注热水驱完井设计与应用

南海X油田为普通稠油油藏,属于边水驱动,储层面积大但厚度薄,投产后存在地层能量快速衰竭、产液量迅速递减的问题。海上油田具有油井投资高、平台面积受限、井槽数量少的特点,不适宜采用地面注水工艺。为解决地层能量补充难题,在调研国内外同井采注技术和经验的基础上,优化设计了一套适合稠油油藏的同井采注热水驱完井管柱,可以将深部高温地层水加压注入至油层,补充油层驱动能量,提高储层温度,降低油水流度比,提高波及系数和驱油效率。现场试验结果表明,该同井采注水完井管柱稳定可靠,以较低成本解决了稠油油藏地层能量补充的难题,邻近油井增产效果明显,为类似油田高效开发提供经验。

同井采注令大牛地气田稳产增添“底气”

2020年12月9日,中国石化华北油气分公司采气一厂(以下简称采气一厂)厂长计曙东在鄂尔多斯盆地大牛地气田DPH-27井场介绍:2020年10月,运用同井采注技术救活了这口不能连续生产的高含水气井,目前稳定日产气4000 m^3,日回注水30 m^3,有效支撑了气田高产液气井的产能释放。这项技术的运用,破解了气田开发的瓶颈难题,为气田长期稳产天然气30×10^8 m^3以上增添了“底气”。

电动潜油泵同井采注技术

为了解决边缘区块规模化注水成本高及降低地面管线建设费用等实际问题,近年来单井注采技术得到了应用和发展。单井注采技术主要是通过井下封隔工具、旁通工具与电动潜油泵结合使用,将水层产水直接转注到注水层,用井下传感器实时监控井下井况,通过地面调整参数来精确地控制注水量和压力。由于是单井注采,没有地面管线建设,减少了配套设施,节省了地面泵站和水处理设施的费用。此技术具有广阔的应用前景,将为油田产量快速增长及节能减排等方面提供借鉴作用。

旋流式井下二次油水分离同井注采技术适用性分析

针对含水率已达99%、超过经济开采极限的采油井,为进一步降低地面产出液量,在旋流式井下一次油水分离同井注采技术基础上,通过采用井下水力旋流器串联的方式,将采出液在井下再浓缩,形成旋流式井下二次油水分离同井注采技术。室内实验表明,两个水力旋流器串联后,分流比在15%~45%时,最大分离效率达到98.5%。通过现场试验,验证了旋流式井下二次油水分离同井注采技术的可行性,可将地面日产液量降幅提高至85%以上,实现了因特高含水关停的井组再利用,提高了油井采收率,为特高含水油田后期经济、有效开发探索一种新的模式。

同井注采技术与油藏工程一体化应用及效果评价

正当常规油气资源有限之时,同井注采技术却在各方面有所发光发热,它被越来越多的人所承认,是一种产生能效的技术方法。试想将注入和抽取过程交替进行,在同一的油井里,结果竟是低渗透存储层得到改善,油藏能量增加,可移动性提升。但需知道,实际应用的效能多取决于原油工程设计的科学与合理性。此文就阐述了同井注采技术与原油工程整合设计的理论依据,并侧重关于如何在实践应用中整合关键技术、分析生产数据和评估效果的方法,去充实同井注采技术在遇复杂原油缓存条件时的运用指南。

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。

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。

同井注采用旋流分离器压力特性研究

考虑旋流分离器应用于井下,径向尺寸受限,影响其能量损耗。针对井下同井注采系统中旋流分离器的结构形式,建立了室内试验工艺流程。通过试验研究发现流量和分流比增加,旋流分离器的压力损失增大,但小锥段仍为主要分离段,仍可保证旋流分离器的分离性能。在满足工艺要求的前提下,分流比越小越好。对比不同流道型式的入口得出,当径向尺寸减小时,渐变截面直线型入口更利于旋流器能量的分配,降低了不必要的压力损失。

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。

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。

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。