适合配产器内部通道测试的油水两相测井仪研制

油井多级井下测控配产技术研究的一个主要目的是研制出能准确、及时地为精细地质分析与挖潜提供依据的测量含水、流量的仪器.关键技术是如何做到在特定测量条件下的定位和单层含水、流量测试,该测量条件为在采油井内预先下入的3-7组由上封隔器、配产器、下封隔器组成的工具的配产器内部特定位置,其中的配产器最小通径为27.5mm.单层测试要求在配产器中特定位置对配产器的进液口上下进行有效的密封.实践证明,研制出的仪器满足了项目要求.在含水的全水值测量、线切割筒提高流量上限以及皮瓦胀封技术等方面有所创新.文章主要论述了仪器的基本设计思路、样机室内实验情况及现场试验情况.     

海上油田电控智能控水采油工具研制及性能评价

为了解决渤海油田高含水阶段生产井分层控水采油难题,提高生产井的稳油开发效果,研制了电控智能控水采油工具。工具采用单芯电缆实现井下供电和通讯,设计采用多测试通道并列结构,配备流量、含水率、温度和压力实时测试功能;采用超声波时差法测量单层产液量,采用射频法测量单层产液含水率,能够根据各层含水情况进行实时控制,实现生产井生产时的控水稳油。工具性能试验结果表明,电控智能控水采油工具在60 MPa压力下密封性能可靠,120 ℃温度下工作正常,含水率测量范围0~100％,在流量高时流量测量精度高,满足海上油田现场应用要求。电控智能控水采油工具为海上生产井实现分层采油、高效稳产开发提供了新的控水工具,也为下一步海上油田现场应用奠定了技术基础。      

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。     

桥式偏心分层注水及测试新技术

在研究总结常规水井分层测试技术的基础上，研发了桥式偏心注水及测试新工艺，在原偏心配产器具有桥式通道可实现单层分测优点的基础上，对其进行改进，使其满足了分层流量调配的需要。消除了原偏心配水技术采用递减法进行流量测试时存在的问题，是偏心分层注水技术的完善和突破；测分层压力时，不但可以实现单层分测，而且不用投捞偏心堵塞器，既提高了分层资料的准确度，又提高了分层测试效率。同时采用射流洗井器和水力压缩式不可洗井封隔器组成的管柱组合，提高了封隔器的密封率。     

水平井缆控分层采油及测试一体化工艺

针对目前控水技术无法长期有效控水,造成重复施工等问题,研制了测控一体配产器,操作地面工控机对各层配产器的阀门开度进行分别控制,连续监测分层流量、压力、温度等数据,实现不动管柱随产随测、随测随调的分层采油。通过设计优选小直径井下配套工具及水平段电缆保护措施,优化工艺管柱实现防卡解卡,形成了水平井电缆直控式分层采油及测试一体化工艺。现场4口井试验,管柱顺利下入,获取了分层压力、流量等资料,4口井平均日产液2.0 t,日产油0.5 t,累计增油123.0 t,累计降液1 900.0 m~3。该工艺操作简单,可提高水平井工作效率,对水平井控水提供技术借鉴。     

海上油田多功能压控式智能分采工艺技术研究

蓬莱19-3油田大部分生产井存在井斜大和完井井眼小等问题,限制了常规分采工艺的实施,无法实现分层控水采油和定点酸化。为此,开发了多功能压控式智能分采工艺技术。该技术的压控配产器具有独立采油通道和注酸通道,可通过上位机预先设置开关时序,或接收地面压力波指令,只需1趟丢手分层管柱即可实现分层开采、找水调层和定点注酸一体化作业。室内试验和井下模拟试验结果表明:压控配产器能够按照动作指令执行设定动作,且互不干扰,工作性能良好,施工可靠性高,各项性能指标均满足现场使用要求。多功能压控式智能分采工艺技术可实现蓬莱19-3油田在生产井的分层开采和定点酸化。     

用于φ177.8mm套管井的Y形生产管柱及配套工具

Y形电潜泵生产管柱在海上油田应用广泛,具有不动管柱实现生产、测试和分层采油等多种功能,但是由于技术的局限性,该工艺只能应用于φ244.5 mm井筒。针对海上部分油田φ177.8 mm井筒对该工艺的需求,设计了适用于φ177.8 mm井的Y形生产管柱,同时配套了生产堵塞器、测试堵塞器和锁定式堵塞器等井下工具。通过优化生产堵塞器密封结构,提高了堵塞器的使用性能;测试堵塞器通过金属流管密封性能研究,解决了密封件不耐磨以及寿命短的问题。2011年在渤海油田2口井的现场应用结果表明,在φ177.8 mm套管井中可以通过Y形生产管柱实现不动管柱条件下电潜泵生产与分层测试、分层采油等多项工艺。     

潜油电泵井分层配产技术

潜油电泵井电动分层配产技术是采油生产中重要的开发应用技术.潜油电泵井分层配产器测控系统由井下测试控制系统和地面操作系统两部分组成.在分层配产器的尾部密封安装了井下测控电路板；在地面控制计算机,通过信号耦合装置完成控制信号的耦合及测量信号的解耦,再通过动力电缆载波传递测控信号,从而进行实时监测与控制；同时在井下利用分层配产器对分层产量进行调节.潜油电泵井电动分层配产技术主要应用在分层配产与多层配产上,其采用的管柱结构是平衡式堵水管柱.     

桥式偏心分层注水技术在油田应用中的发展与完善

针对大庆油田广泛应用的665型常规偏心分层注水技术在分层流量测试上存在误差较大，在多层且单层注入量小的注水井中调配困难和分层压力测试工作量大、效率低、资料不准的问题，研制了桥式偏心分层注水及配套测试技术。该工艺既能满足分层注水要求，又能实现高效、准确分层压力测试。由于该工艺中配水器具有桥式通道，使本层段进行测试时不影响其它层的正常注水，可实现分层流量直接测试，有效的减小了测试时的层间干扰；分层压力测试不用投捞配水堵塞器，不改变工作状态．实现了真正意义上的井下关井直接测单层压力．     

过环空测调控一体化分层配产测试技术改进

过环空测调控一体化分层配产技术环空下入仪器,进行井下分层数据录取及分层产液量调整,在测试过程中,易出现仪器遇卡、配产器调节困难、测量仪器测量不准等问题,影响采出井数据监测和分层配产效果.从环空测试特点、分层配产仪器和配产工具等出发,通过优化仪器结构、减少配产器开启力、提高标定频率等几个方面的改进,降低了配产器调节扭矩,...     

一种适用于普通PDC钻头的新型超高压流道设计

为了突破井下水力增压器只能与特制钻头配套使用的局限性,进行了适用于普通PDC钻头的新型超高压流道设计。根据高压管压力损耗计算,设计了新型分流结构,确定了导流管直径和长度;通过超高压水射流分析,优化了喷嘴结构、喷嘴圆锥段收缩角、喷嘴尺寸参数;通过室内系统测试,验证了不同压力下各部件及连接处的密封性能。由理论分析得知,分流机构上端的理论壁厚下限为3.1 mm,综合考虑施工流量和压力影响,设计超高压管道直径8 mm,配合高压软管长度400 mm,高压水射流喷嘴最大流量系数下的收缩角为13°,高压喷嘴出口段圆柱段的长度选取喷嘴出口直径的2~4倍。现场试验表明,新型超高压流道使平均机械钻速提高71.95%。研究得出,超高压双流道直联式流道系统的分流装置、导流装置、超高压喷嘴满足了现场作业要求,井下增压器直接与普通PDC钻头配合使用拓宽了其应用范围。      

油水预分离设备的模拟设计及优化

目的 石油开采及运输过程中产生的含油污水中大多含有泥-砂等固体颗粒，为了提高油、水、砂混合液的分离速率，设计了一种一体化的油、水、砂预分离设备，并对其进行实际能力测试。方法 基于正交试验使用数值模拟方法对设备的旋流油水分离单元进行了结构参数优化，并探究了最佳操作条件，通过实例验证模拟的结果是否准确、设计的设备尺寸是否可行。结果 通过正交试验模拟优化出的旋流器主直径为66.5 mm,溢流口直径为4.6 mm,底流口直径为14 mm,大锥角为20°。在该尺寸下进行了最佳操作条件的探究，当油相体积分数为10%时：模拟得到最佳入口流速为15 m/s,溢流分流比为15%,除油效率为83.1%;实例试验的最佳入口流速为15 m/s,溢流分流比在15%～20%之间，除油效率为79%。结论 数值模拟的结果与实验结果基本一致，优化的设备能够满足油水分离预处理的要求，具有良好的应用前景。     

基于含水变化规律的聚合物驱注入参数优化

目前聚合物驱调整措施和参数优化的具体研究方法中,很少有针对单井注聚效果开展的研究,缺乏可借鉴的技术经验。将聚驱含水变化曲线划分为4个阶段,分别为未见效期、含水下降期、持续见效期和含水回返期;同时利用见效时间、含水降低幅度和见效有效期3个参数,定量表征含水规律。通过综合数值模拟和数理统计学方法找到不同含水阶段的主控因素,并且基于多元回归方法,得到主控因素与含水定量表征参数的数学模型,从而建立了不同含水阶段聚合物注入参数的优化决策模型。研究结果表明,未见效期,要以建立阻力系数为核心,开展均衡注采措施;含水下降期,要以提高注入速度为核心,开展引效促效措施;持续见效期和含水回返期,要以改变聚合物浓度为核心,开展差异化注入。渤海SZ油田根据每口油井含水所处的阶段,实施“一井一策”,2019年实施了10井次聚驱参数优化,累增油2.4×104 m3。     

永安镇油田永12断块开发后期水平井整体调整方案优化设计

永安镇油田12断块属边底水活跃的层状断块“屋脊”油藏，目前已进入高含水、高可采储量采出程度、高剩余可采储量采油速度开发阶段。其数值模拟结果和新井及侧钻井生产动态均表明，油藏构造各部位仍有剩余油分布。为进一步提高采收率，开展了水平井整体挖潜方案优化研究，借助数值模拟技术对水平井距油层顶距离、井段长度、液量保持水平、轨迹等进行了优化设计，确定了最佳方案。     

分层配注器波纹环空流场的数值模拟

用3D Max建立了分层配注器波纹环空流场的计算模型,调入PHOENICS的VR编辑环境中,根据实际配注器的几何尺寸,在柱坐标系下,采用局部加密正交网格,应用k-ε湍流计算模型对水介质流场进行了数值计算,给出流场的速度分布与压力分布曲线,并对比分析了3种形状的波纹环空流场的数值计算结果。结果表明,波纹环空流场特性与流道的形状有密切关系。     

等孔径射孔弹数值模拟与试验研究

采用数值模拟对比了3 1/2 in*型等孔径射孔弹与同规格常规深穿透射孔弹在井筒内装枪极限情况下的射流形态,并采用地面模拟试验对比了两者孔眼一致性.数值模拟结果表明,后者药型罩在压垮过程中形成了细长的锥形射流,尾部形成了粗大的杵体,而前者能够形成一段高速的杆式射流,不易受炸高的影响;地面模拟装枪侵彻钢靶结果表明,前者射孔后在套管上形成的平均孔径为12.3 mm,孔径稳定性为96.7%,比后者平均孔径提高了2.3 mm,孔径稳定性提高了20.4%,说明其具有较大的孔径和好的孔眼一致性,同时也验证了数值模拟结果与实验值相符.3 1/2 in型等孔径射孔弹地面模拟装枪侵彻混凝土靶平均穿深为810 mm,表明其具有深穿透特点.     

长庆油田特低渗透油藏中高含水井调堵压裂技术

长庆油田特低渗透油藏进入中高含水期后受储层高渗带影响,常规重复压裂存在含水率上升、增产幅度低等问题。为解决该问题,根据典型油藏长期注采开发实际,采用油藏三维地质建模方法,结合加密井生产资料,研究了中高含水油井调堵压裂增产机理,分析了不同调堵压裂参数对油井重复改造效果的影响,提出了“前置调堵控含水、动态多级暂堵压裂提单产”的重复压裂技术思路。通过室内试验,研发了PEG-1凝胶,凝胶主剂质量分数为5%～10%时,可保持较高水平的凝胶强度;优化注入排量为1.5 m3/min,注入量为300～600 m3,可在裂缝深部40～80 m处封堵高渗条带;优化动态多级暂堵压裂技术,缝内净压力提高到5.0 MPa以上,实现了压裂裂缝由低应力区向高应力区扩展,以动用侧向剩余油。现场试验结果表明,实施调堵压裂后单井日产油量平均增加1.07 t,含水率降低9.0百分点,实现了中高含水井重复压裂“增油控水”的目的。该调堵压裂技术为长庆油田特低渗透油藏中高含水井重复改造提供了新的技术途径。      

储层岩心室内出砂模拟实验研究

采用疏松砂岩油藏Z43断块岩心，通过室内出砂模拟实验，分析了流体流速、含水率、累积驱替液量和矿化度对岩心渗透率和出砂状况的影响。结果表明，在无水采油期，骨架砂未遭破坏，出砂轻微，可以携砂生产；在含水采油期，含水率对油藏出砂影响较大，应及时采取防砂措施。此外，注入水矿化度也会影响地层出砂量。     

裂缝性底水潜山油藏注气数值模拟研究

碳酸盐岩存在裂缝发育,先期水驱时,裂缝的高导流能力致使注入水充满了大部分裂缝,高含水与高效开发产生了深刻的矛盾。注气能够保持地层压力,波及效率较水驱高。为评价CO2的驱油效果,用正五点法单元井网,应用数值模拟软件,对华北任丘裂缝性底水潜山油藏CO2驱注气参数进行优化,主要包括段塞大小优化、注气速度优化、气水交替中的小段...     

分层注聚配注器环空聚合物流动研究

基于Fluent软件,模拟了聚合物溶液在分层注聚配注器环形空间的流动过程及流动场。计算结果显示建立的分层注聚配注器环空流道模型能很好地反映实际工作状态。带环切槽的环形空间进、出口端具有较好的节流作用,对聚合物的限流阻力大,随着配注心长度的增加,节流压差增大,可满足不同层、不同配注量的要求。聚合物溶液在所设计的配注器内的流动比较平稳,可很好地防止机械剪切作用,有效地减少了聚合物溶液的粘度损失,确保注聚过程的粘度保留率。