气井井下双节流油嘴设计方法

安装一个节流油嘴存在的最大弊端是节流前后压差很大，造成节流油嘴密封部件很容易失效，这就是目前井下节流仅在浅井中得到广泛应用，而在中深井中应用受到限制的原因之一。为了解决此问题，提出了安装双节流油嘴，并建立了双节流油嘴的设计模型。研究结果表明，该模型能真实反映双节流油嘴井下节流井筒流动动态；双节流油嘴可以减少每个节流油嘴的压差，从而减少损坏的可能性；双节流油嘴位置必须满足节流后不生成水合物，较浅一个节流油嘴下入位置必须在较深那个节流油嘴温降基本恢复的位置才能进行节流。     

井下油嘴在深层高压凝析气井中的研究与应用

气井在开采过程中易在井筒、节流处及地面集输管线内形成天然气水合物,堵塞气井的生产通道,影响气井的正常生产。井下油嘴将气井地面节流转移至井下节流,使天然气的节流、降压、膨胀和吸热过程发生在井筒内,防止天然气水合物的形成。通过分析水合物生成的影响因素,研究井下油嘴的合理下入深度和油嘴直径,形成了凝析气井井下油嘴设计技术。并通过改进井下油嘴的密封材料和工具结构,提高了其稳定性和耐压差能力,克服了深层凝析气井含液量高、压差大的难题,并在凝析气田成功推广应用6井次,取得了良好的效果和经济效益。      

高气液比气井井下节流携液分析

针对井下节流是否有利于携液这一热点问题,以高气液比井下节流气井为研究对象,建立了以油嘴为函数节点的井下节流气井井筒压力温度数学模型,并引入李闽教授提出的椭球体携液临界气量模型来定量分析其携液能力,耦合得到了井下节流气井携液临界气量剖面。实例分析表明：井下节流气井携液临界气量呈典型3 段分布,可能存在3 个极大值,应取其最大值配产。产层至节流油嘴上游的临界气量明显大于节流下游至井口的值,表明节流后在较小的气量下就可携液生产,利于携液,而节流油嘴处存在一临界气量极大值,说明气体通过油嘴形成高速射流,与周围流速差增大,携液所需气量增加,不利于携液。     

RD井下节流阀(井下油嘴)的研究与应用

通过投放井下油嘴限流解决凝析气在试油和开采过程中油管内水合物冻堵现象,也会遇到油管内壁结蜡而遇阻,以及节流前后压差太大造成密封失效等问题。设计的RD井下节流阀(井下油嘴)随生产管柱下至水合物防治预测深度,井口加压改变其状态,调节井下油嘴尺寸,达到节流目的。该节流阀可单独使用,也可根据实际情况,选择合适的多组串联使用,使天然气节流、降压,膨胀和吸热过程发生在井筒内,避免开采过程中在井筒、节流处形成天然气水合物,堵塞气中生产通道。     

井下节流泡沫排水采气机理室内研究

井下节流技术可充分利用地层热能有效防止井筒水合物堵塞,不仅降低了生产成本,同时也提高了生产安全系数。然而,采用井下节流工艺的产水气井实施泡沫排水采气工艺的效果普遍差于常规气井。在此,主要通过可视化井下节流模型进行了多组试验,观察了泡沫通过节流器时的现象,并对节流井泡沫排水规律进行了分析。研究发现,泡沫通过油嘴时会产生泡沫堆积、桥堵、破裂以及适当条件下二次起泡等现象,且节流后油嘴上下游起泡能力、含水率以及携液能力呈一定的变化趋势。该研究对井下节流泡沫排水采气工艺的实施具有一定的参考价值。     

井下节流技术在塔里木油田的应用评价

文章介绍了井下节流技术在塔里木油田的应用情况,从最大节流压力、节流油嘴尺寸、节流器下深等方面总结了塔里木油田涉及的主要技术参数,还从井下节流工具选择、嘴流相关式拟合、井下节流设计等方面进行了分析,发现活动式井下节流器能够满足塔里木油田高温高温的井况,Mechanistic嘴流相关式适用于临界态和亚临界态,Cd取0.85比较合适。文章最后提出了两点需要攻关的、在现场应用中遇到的技术难题。     

合川气田井下节流气井动态分析新方法

合川气田属于我国典型的低渗透、低产气田,为提高开发效益,合川气田气井绝大多数已应用了井下节流工艺。但是,井下节流阻断了井口油压与井底流压的自然联系,给合川气田气井生产动态分析带来了极大挑战。为实现对井下节流气井井口动态监测资料的有效分析,文中以单井开采系统为研究对象,根据气藏、气水两相井筒管流和油嘴节流理论模型及动态分析特征化方法,建立了新型井下节流气井系统综合生产动态分析方法。该方法将传统动态特征化分析法扩展到井下节流气井,并通过对合川气田实际井下节流气井生产数据的拟合分析,验证了新方法的可靠性和实用性。     

低渗透高含水砂岩气藏产能评价

针对目前低渗透气藏气水同产井产能评价时遇到的问题,依据渗流力学中气水两相不稳定渗流的基本方程,采用气藏工程方法和改进的修正等时试井方法及热力学原理,并考虑井下油嘴节流及气体高速非达西和滑脱效应的影响,提出了低渗透高含水气藏的产能评价方法。该方法在理论推导的基础上,对气水两相广义拟压力和修正等时试井方法进行了改进,最后结合井下油嘴节流原理和气体通过油嘴时的滑脱效应方程,利用热力学方法和数值分析方法,求出气水同产井的产气能力及最大携液流量。根据模拟井数据,分别用传统产能评价方法和上述方法进行了计算,计算结果表明：传统方法的计算值偏高,而上方法的计算结果比较符合实际。这为低渗透高含水气藏下入井下节流器的气井的产能评价提供了新的思路。     

分层采油井下油嘴直径的设计方法

为有效控制储层物性不同的2套含油系各油层产液量,达到抑制高含水油层、释放低含水油层的目的,借鉴气井井下节流器和注水井分层注水水嘴的设计方法及工作原理,提出了应用井下油嘴控制各油层产液量的技术思路。依据不同油层渗透率、有效厚度、地层压力的差别建立数学模型,首先按达西定律计算不同油层的产液量,然后按不同产液量井下油嘴的过流面积计算其前后压差,再通过控制2个油层的合理生产压差,得到高渗层、低渗层的能量守恒方程,从而优化分层采油井下油嘴的直径。现场应用12口分层采油井,单井平均日增油3.6 t,含水平均下降22.1百分点,为分层采油提供了新的技术手段。     

井下节流防治气井水合物技术研究与应用

通过对中浅层气田水合物生成机理及产生规律的研究与实验,得出了气井水合物生成的温度、压力界限;利用气井水合物生成规律得出了水合物在井筒中生成的界限.研究设计了井下节流防治气井水合物工艺,并通过井下油嘴节流、降低井筒内天然气压力及破坏水合物的生成条件达到防止水合物生成的目的.在研究过程中,推导出气嘴的最小下入深度、最佳嘴径关系式并用于井下节流工艺参数的计算、优化,现场应用效果较好.     

油气井井下节流工艺研究综述

对于井下节流工艺,研究的重点主要在于确定节流的天然气温度、压力、流速、气体密度等有关参数的变化情况。通过对天然气水合物预测模型、节流温降压降模型、井下节流器的结构优化方面相关文献资料的研究,阐述了井下节流工艺的发展历程及成果,提出了研究中目前存在的问题,为下一步的研究工作指明方向。     

榆林气田井下节流工艺优化研究

榆林气田从2003年开始应用井下节流工艺技术,截止2012年7月底,已推广应用井下节流器47口井,目前有12口气井井下节流器失效。基于对榆林气田井下节流工艺现状分析的基础上,通过深入查找井下节流器运行及投捞过程中存在的问题,从工艺与结构两方面进行优化研究,为井下节流器配产等工艺提供有效手段,并从结构上提高井下节流器工作寿命。     

苏里格气田节流器气井泡沫排水采气工艺探讨

随着井下节流工艺在苏里格低压、低产气田的普遍应用,节流气井的泡排工艺已成为泡沫排水亟待解决的问题之一。介绍了节流器井的特点及判断积液的方法,开展了井筒液面测试分析,总结出了适合苏里格气田节流器井的泡沫排水采气工艺。     

井下节流工艺技术在双坨子气田开发中的应用

介绍了井下节流工艺原理、工具技术指标及适用范围,给出了具体实施方案设计在双坨子气田开发中的应用.结果表明,应用井下节流工艺技术,可达到控制气井产量、取消地面加热设备、节约加热用气、降低集气支线管线压力等级和降低气井开采成本的作用,取得了明显的经济和社会效益.     

利用井下节流技术防止水合物形成

井下节流技术是将节流嘴置于油管某一适当位置,使井筒压力降低,改变水合物形成条件,防止井筒水合物堵塞,同时可有效降低井口装置的压力,使井口装置更加安全可靠,使用寿命延长。为准确预测井下节流后气井井筒温度、压力分布．判断水合物形成条件,将井筒节流温压分布模型与水合物预测模型相结合,建立了气井井下节流水合物预测模型。结合油田实例．预测了气井节流后温度、压力沿井筒的分布,计算了节流后温度、压力条件下井筒内水合物的形成温度,为气井井筒水合物的防治提供了重要依据。,在气井中,利用井下节流技术能够有效地防止水合物的形成,研究成果已用于指导双家坝气田采气工程设计。     

井下节流泡沫排水采气工艺适用性探讨

井下节流技术是长庆油田低成本战略路线十大关键技术之一,不仅提高了生产安全系数,同时也降低了生产成本。但节流器具有严重的剪切消泡现象,使得泡沫排水效果降低,甚至失败。为此,首先对苏里格西区气井产液、井筒积液以及泡沫效果进行分析,并结合相关资料,对井下节流条件下影响泡沫排水效果的主要因素进行探讨。研究发现,气井产能越高、积液高度越小以及积液面与节流器相对位置越近,则泡沫排液效果越明显;反之,效果较差。在此基础上,根据现场试采资料,归纳了泡沫排水工艺在井下节流条件下的适用条件及范围,为现场井下节流条件下排水采气工艺选择提供指导作用。     

井下节流气井的生产动态模拟新方法

为了防止天然气水合物的生成以及井底积液的产生,鄂尔多斯盆地苏里格气田很多气井在井底都安装了井下节流装置,此类气井的产气量和井底流压均随着生产时间的增长而逐渐下降,没有一个绝对稳定阶段,故如何利用数值模拟的方法来实现对安装井下节流装置气井的动态模拟,是当前亟待解决的问题。为此,从油藏流动模型和井下节流气嘴流动模型出发,以井底为求解节点,通过耦合处理,提出了定气嘴尺寸生产的新理念;建立了气藏渗流、井下节流装置嘴流的计算模型,推导了新的数值模拟源汇项方程,实现了气藏渗流与井下节流装置嘴流的相互耦合。实例计算结果表明:新的数值模拟方法能够更加准确地体现安装井下节流装置气井的生产动态特征,能有效地应用于产能预测和稳产期评价,同时也为类似气井的产能计算提供了技术支撑。     

气井井下节流动态预测

气井井下节流工艺将节流器安装于油管的适当位置来实现井下调压，能充分利用地热对节流后的天然气加热，从而改变天然气水合物的生成条件，对于防止水合物生成起到了积极的作用。井下节流后，气体由于压力降低而膨胀，气体的压能转变成动能，促使气流速度增大，有利于提高气井的携液能力。文章应用节点系统分析方法，以井下节流器为节点，建立了气井井下节流过程井筒压力温度动态预测模型。该模型综合考虑了流入动态和井筒径向传热机理，能够预测井下节流压力、温度等重要参数，为井下节流动态分析、井下节流器工艺参数设计、水合物防治、排液采气工艺提供了必要的技术手段。     

泡沫排水采气井井下节流压降规律实验及模型修正

气井井下节流是气田低成本开发的一项关键技术,“井下节流+泡沫排水采气”工艺在适宜条件下可提高气井带液能力。采用传统气液两相嘴流压降模型开展泡排井井下节流气嘴尺寸设计不能满足气井配产要求,通过节流压降规律测试并建立或者完善数学模型有助于提高泡排井井下节流设计水平。设计并搭建了泡沫排水采气井井下节流物理模拟实验装置,利用泡排剂UT-11开展了在不同泡排剂质量分数情况下的节流压降规律测试,利用实验数据对4个常用气液两相嘴流机理模型(Sachdeva模型、Perkins模型、Ashford模型、滑脱数值模型)进行了嘴流流态过渡预测能力评价、质量流速及嘴前压力的预测能力评价。基于实验数据构建了泡沫流滑脱因子计算关系式,提高滑脱数值模型的准确性,质量流速的绝对百分误差从13.7%降至7.69%,嘴前压力的绝对百分误差从16.5%降至8.01%。该研究为泡沫排水采气井井下节流嘴径设计和嘴前压力预测提供了重要理论依据。     

塔里木油田高压气井井下节流防治水合物技术

塔里木油田高压气井开采过程中水合物堵塞问题严重,影响了气井的正常生产,因而研究应用了合理的井下节流防治水合物技术。利用水合物生成预测模型与气井井筒压力温度预测模型,对高压气井的水合物生成温度和生成位置进行了预测;采用节点系统分析方法,以节流器为节点预测气井井下节流后的温度压力分布,对比节流前后的井筒压力和温度分布,分析高压气井井下节流防治水合物效果。根据高压气井LN422井的水合物相态曲线和井筒内温度压力场,认为水合物形成风险区为500 m以浅井段。应用井下节流技术后,LN422井的井口压力由29.2 MPa降至12.0 MPa,井口温度由21.0 ℃升至23.7 ℃,且井筒中各处的温度均高于该处的水合物生成临界温度。研究结果表明,井下节流技术可显著降低高压气井的井筒压力和水合物生成风险,延长生产免修期。