井下旋流分离管柱的振动特性研究

为研究旋流分离管柱在注入泵和采出泵两螺杆泵抽吸条件下的振动特性,对其进行模态分析和瞬态动力响应分析。结果表明,不同工况下,旋流分离管柱的固有频率有所不同;固定注入泵一端和固定采出泵一端相比,固定采出泵一端各阶固有频率较小;螺杆泵转动引起的激振力和内部流量变化都会导致管柱变形,其中螺杆泵转动对旋流分离管柱变形影响较大;相对于固定采出泵,固定注入泵条件下旋流分离管柱产生的振动位移更大,是旋流分离管柱自身结构和注入泵转速产生更大激振力综合作用导致的结果;控制两个螺杆泵工作状态的时间差,理想情况下可以控制旋流分离管柱的总变形。

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。

页岩气井电潜泵排采工艺研究与应用——以涪陵页岩气田为例

针对部分气井出水量大,依靠地层自身能量无法持续生产的问题,选择数口典型高产水气井开展电潜泵排采工艺试验。结果表明:运用井下气液分离技术、变频防气锁技术、远程智能监测技术及防砂设计提高了电潜泵在页岩气井中的适应能力。以JD-2井为例,电潜泵排采工艺有效排除了井筒积液,保证了气井连续稳定生产,且能够满足垂深3500 m以深的排采要求。

振动条件下旋流分离管柱流场特性

旋流分离管柱在井下环境中会发生复杂的振动现象,从而对管柱内流场及管柱自身造成影响。为研究振动对旋流分离的影响情况,在振动耦合条件下对井下旋流分离管柱内的流场特性进行了分析。研究发现,3种速度场有明显变化,切向速度和轴向速度峰值减小,径向速度不对称性加剧;溢流管内部涡量和湍流强度分布规则性变差,其中内锥部分涡量强度明显增强,近壁处湍流强度更高值占据的区域分布范围也更多;油水分离效率会随着螺杆泵转速升高而降低,降低程度均达5%以上,但这种影响会随螺杆泵转速的增大而减弱,因此转速引起的激振影响对流场有个最大限度。

用原油色谱指纹技术确定混采油井分层产能贡献

混采油井分层产能的确定一般是通过生产测井或地层测试 ,但所需时间长 ,费用高。地球化学提供一种简便、经济、快速的确定分层产能技术 ,它是根据单层原油与混合原油的色谱指纹特征 ,配合室内不同比例人工配方实验 ,求得分层产能贡献。研究表明 ,实际配方与原油指纹计算的结果误差较小 ,两层的误差为 5%左右 ,3层的误差小于 7.0 % ,与生产测井的结果也较吻合 ,因此可用来计算混采油井的分层产能贡献 ,监测油层的工作情况。图 2表 2参 4(陈世加摘 )

基于生产测井的多层试井解释技术

致密砂岩气井为了获得工业产气量,常常采取多层分压合采措施,常规试井解释由于采用平均化的单层试井解释模型,容易造成解释结果无法反映各个产层的真实信息。为此,基于鄂尔多斯盆地致密砂岩气田某井4个产层分层压裂后开展的268 h的压降测试、468 h的压力恢复测试和生产测井数据,采用单层试井解释模型和多层试井解释模型分别对其进行解释,其中多层试井解释模型结合生产测井解释成果引入分层产量数据作为新增约束条件,对多层合采气井进行精细试井解释。结果表明:(1)3种单层试井解释模型均等同于将该井4个层位的参数平均化,各项指标均拟合较好,反映了单层试井解释模型具有多解性;(2)多层试井解释录入各层储层物性参数,并引入分层产量作为拟合约束条件,其压力及压力导数双对数曲线拟合、单对数曲线拟合、压力史拟合和分层产量拟合均较好,能够获得各层的表皮系数、裂缝半长、渗透率及边界等数据。结论认为,采用多层试井解释模型降低了合采气井试井解释结果的多解性,定量评价了各储层的参数,为类似储层的针对性措施和动态描述提供了参考。

韩城矿区煤层气井分层合采产能特征及分布模式

为全面评价和认识多层合采煤层气井的开发效果,基于韩城矿区不同层位组合方式下煤层气井产能特征,结合无因次产能阶段划分方法,建立了韩城矿区煤层气井开发组合产能分布模式。结果表明:韩城矿区煤层气井多表现为高产水、低产气特征,产能效果亟待提高。无因次产气率在气井排水阶段结束时约为0.3,不稳定产气阶段结束时约为0.6,气井稳定产气阶段结束时约为0.8;产气高峰出现在稳定产气阶段,产水高峰出现在不稳定产气阶段。多层合采较单层排采效果好,双层合采较三层合采效果好,其中含有3号煤层与5、11号煤层的合采井(3+5、3+11、3+5+11)合采效果比只含有5、11号煤层的合采井(5+11)及含砂层合采井效果好。建议增加含有3号煤层合采井的比例以提高气井产能,井位部署及压裂时应避开断层,尤其注意监测裂缝是否沟通含水层。

两层分层同采工艺管柱的研制

针对非均质、多油层油藏采用常规的合采工艺层间干扰严重的问题,研制了两层分层同采工艺管柱。这种工艺管柱可根据不同的工艺要求,将管柱设计为分采混出工艺管柱和分采分出工艺管柱,并为关键部件配套研制了分采混出泵、分采分出泵和低坐封力封隔器。现场应用表明,采用该工艺管柱后增油效果明显,实现了两层同采,避免了层间干扰,取得较好应用效果。

苏里格气田致密砂岩气藏多层分压开采面临的难题及对策

鄂尔多斯盆地苏里格气田发育二叠系山西组、石盒子组等多套含气层系,具有“一井多层、单层低产、横向非均质性强、渗透率低、压力低、丰度低”等特征,是典型的致密砂岩气藏。虽然历经多年的勘探开发,对该气田的地质认识不断深化,工艺技术创新发展和技术思路不断完善推动了该气田的规模上产,但随着勘探开发工作的持续推进,储层条件更加复杂,对多层分压开采技术提效降本提出了新的挑战。为此,在回顾总结苏里格气田多层连续分压开采技术发展历程的基础上,首先分析总结了攻关取得的认识与启示,认为目前已形成的机械封隔器分压和套管滑套分压两套主体分压技术是经济有效开发该气田的关键技术,压裂作业效率提高1倍以上,应用效果良好。进而把该气田开发面临的技术挑战归纳为“多层动用不充分、钻采工艺不满足气井全生命周期效益开发需要、分压工艺难以兼顾上古生界与下古生界气藏叠合开发需要”。最后结合苏里格气田的开发形势,探讨了解决上述难题的对策以及气藏多层分压开采技术的发展方向:①加强与井网匹配研究,提高储量动用程度及最终采收率;②优选改造层位,优化分压技术,提升多层动用开发效益;③系统优化钻采工艺技术,建立全生命周期小井眼提效降本新模式;④攻关适应于上、下古生界储层分压合求技术,以满足上、下古生界气藏叠合开发的需求。

利用δ函数计算间歇试采井压力分布

δ函数是一个用于描述非连续分布物理量的数学工具,利用δ函数的相关理论和性质,采用密度方程求解瞬时注入或采出δm量流体后(集中分布的物理量)的地层压力分布,对这个集中分布量的地层压力进行叠加,模拟了间歇采油井的压力分布和井底压力。利用井底压力的表达式进行间歇采油井的压力历史拟合,为间歇采油井的试井分析和产能评价提供了依据。对大庆油田一口间歇井进行了实例计算,并与实测数据进行了对比,该方法的计算结果符合间断流动状态地层压力分布的实际情况。

采油井分层监测及产液控制技术研究与应用

针对以往堵水工艺不能满足特高含水期有效分层控制、长期动态调整及产液测调和油藏地质分析对分层含水、分层压力参数的需求问题,创新了机、电一体智能化的设计思路,研究成功了采油井分层监测及产液控制技术,解决了分层产量"均衡开采"的长期有效测控、常规环空含水测试工艺无法实现分层管柱内测试及"停层不停井"分层压力测试问题,形成了完善配套的"测、调、控"一体化分层配产工艺,实现了分层产量调整及多参数动态监测。分层流量测试范围5~160 m^3/d,测试精度3%,压力测试精度0.05%,含水率测试精度3%。为特高含水期复杂油藏精细地质分析提供了更加精准的分层产液、含水和压力等数据,有利于提高剩余油挖潜程度。

苏14井区多薄层分层压裂改造技术研究

针对苏14井区储层低压、低渗、非均质性强的地质特点,开发先导性试验中大规模压裂沟通砂体效果不明显,增产效果不显著,以及80%以上的井钻遇盒8上、盒8下和山1等多层的实际,采用分层压裂沟通多个储层、合层开采提高储层储量纵向的动用程度,达到了提高单井产量,实现经济有效开发的目的。

稠油井分层配汽工艺技术

方法针对油井各小层油层物性的差异，将油层物性相近的小层划为一个注汽单元，各注汽单元之间用热力封隔器封隔开，然后采用蒸汽分配器对各单元进行定量注汽。目的解决高周期吞吐后，渗透性好的油层在注汽时重复利用，而渗透性差的油层在注汽时吸汽量较少或不吸汽，从而导致油井含水上升和产油量下降的问题。结果1995年在欢喜岭油田齐40块共进行了3口井的分层配汽工艺试验，有效率达100％，累计增产原油2036．1t。结论分层配汽工艺可以做到在注汽时一次管柱按地层需要合理注汽，既发挥中、低渗透层的作用，又发挥高渗透层的剩余能量，提高油层的动用程度。

长庆油田分采泵分层采油工艺技术研究与应用

三叠系延长组是长庆油田主力开发层系,油藏在纵向上表现为多套小层叠合,受到超前注水、笼统注水等因素影响,两层笼统合采油井层间压差较大,层间矛盾突出,因此用分采泵分层采油是消除合采油井层级间干扰矛盾的主要方式之一。鉴于长庆油田三叠系油藏饱和压力低,地饱压差小,油井气油比高,研发了一种"上泵抽下层,下泵抽上层"的防气式分采泵。现场试验应用表明,该防气式分采泵分采效果明显,对高气油比油井适应性强。

新型井下轴流式入口旋流器分析及优选

在国内陆地油田井下油水分离同井注采技术应用中,常规井下旋流器由于径向尺寸较大而经常受到限制,影响分离效率。为此,研发了2种新型井下轴流式入口旋流器,在降低旋流器径向尺寸的基础上,提高旋流器的分离性能。在明确新型轴流式旋流器结构特点、分离机理后,通过数值模拟分析,利用油相体积分布云图阐明不同结构旋流器内油相分布特点,指出循环流对旋流器分离性能的影响。研究速度矢量变化特点,掌握轴流式入口结构的作用及流体分布规律,利用压力降曲线,明确能耗、压力损失的关系。模拟分析结果表明,导流叶片轴流式旋流器切向速度差值为1.2 m/s、轴向速度差值1.5 m/s,溢流压力仅为0.02 MPa,分离效率高、能耗低,为特高含水区块的经济性开发提供技术支持。

轴向力平衡式螺杆泵井下油水分离系统设计

鉴于目前井下油水分离技术尚存不足,将井下油水分离技术与地面驱动螺杆泵采油技术相结合,设计出一套轴向力平衡式螺杆泵井下油水分离系统。介绍了系统的总体结构及工作原理,提出了轴向力平衡式螺杆泵的设计方法,给出了螺杆泵基本参数及油水分离装置结构参数的确定方法。以某油区的生产数据为例,对系统主要装置结构参数和工作参数进行了分析与计算。试制的油水分离装置室内试验结果表明,样机能够满足井下油水分离性能要求。

薄层疏松砂岩稠油油藏有效开发技术

目的研究薄层疏松砂岩稠油油藏的有效开发技术。方法针对苏北盆地溱潼凹陷薄层疏松稠油油藏埋深浅、油层薄、岩性疏松、原油黏度高等地质特征,运用水平井技术增大井眼与油藏的接触面积,减小渗流阻力;采取绕丝筛管完井方式,由先前产后被动防砂为完井主动防砂,储层不受固井水泥浆污染,提高完善程度;采用泡沫酸化技术避免酸液大量进入高渗部位,引起地层坍塌,达到改善低渗储层渗流条件;引用螺杆泵采油技术解决地下原油举升过程中的砂卡问题;添加合适的降黏剂,促使油包水乳化液转化为水包油乳化液,使原油与管壁的摩擦变成水与管壁的摩擦,降低流动阻力。结果运用水平井开发技术配套,从水平井设计、完井方式、酸化解堵、举升工艺及降黏技术等方面进行系统改进,成功实现华港—北汉庄区块垛一段稠油藏的有效开发,在采油速度达2.1%的稳定开发的状况下,含水上升率仅为0.41%,形成了一套适应此类油藏开发技术系列,并得到了较好的推广应用。结论水平井开发薄层疏松稠油油藏,适应性好,较普通直井、定向井具显著优势,是开发难动用薄层稠油油藏的有效方法。通过北汉庄—华港区块的成功应用,可带动溱潼凹陷斜坡带的滚动勘探开发。

恒排量分层采油工艺技术

针对非均质油藏多层合采油井开采层间干扰严重、低压层产油潜力动用低的问题,开展了恒排量分层采油工艺技术研究。详述了恒排量分层采油工艺技术的设计思路、结构原理,对技术的核心配套工具——恒排量采油装置的工作原理、室内实验等做了详细的阐述。该技术通过对高压高产层的出液量控制,实现了对井下各层的恒排量配产,降低了井底流压,保证了低压层的有效动用。

苏里格气田西区高含水致密砂岩气藏差异化开发技术对策

苏里格气田是典型的致密砂岩气田,年产气量达250×10^(8)m^(3),气田西区是苏里格气田长期稳产的重要后备储量区。由于该区低阻气层和富集区识别困难,生产井气水同产、携液能力弱,制约了该区天然气的有效开发。为此,以气藏地质特征为基础,从动、静态结合角度出发,开展了产层测井识别、气水分布控制因素、富集区优选及不同天然气富集级别区差异化开发技术对策等研究。结果表明:①西区具有气水分异差,气、水层混杂分布,无统一气水界面的气水分布特征;②生烃强度、储集层非均质性对气水分布具有主控作用,生烃强度控制了气、水分布的宏观格局,区域生烃强度越大,气层相对越发育,储层非均质性则控制天然气的局部充注和聚集成藏;③气水分布模式纵向上可划分为上水下气型、上气下水型、上下水夹气型、巨厚储层气水混存型及纯气型5种类型;④针对气田开发主要面临的4个方面的挑战,提出了以产层测井识别、富集区优选、产水劈分、生产制度及排采周期优化为核心的高含水致密砂岩气藏差异化开发技术对策。结论认为,形成的高含水致密砂岩气藏差异化开发技术对策能够解决苏里格气田开发面临的4个挑战,可为气田持续稳产提供技术支撑,且对同类型气藏开发具有参考和借鉴意义。

两层分采有杆抽油井示功图预测

简要介绍了两层分采有杆抽油技术的应用价值和工作原理 ,研究了在实心抽油杆与空心抽油杆的界面处 ,空心泵对应力波的影响 ,得出了两层分采有杆抽油井预测模型的有限差分方程 ,并对空心泵的受力状态进行了分析。在计算机上编程运算得到预测模型的数值解 ,并绘制出两层分采有杆抽油系统的地面示功图和井下示功图。此计算方法可成为预测两层分采有杆抽油系统的动参数及进行故障诊断的参考依据。