胜利油田低渗透油藏CO2混相驱合理注采井距研究

针对利用组分数值模拟优化井距复杂、常规技术极限井距计算方法不能考虑储层非均质性和CO_2驱原油黏度随空间变化的问题,通过大量室内实验,回归得到胜利油田低渗透油藏启动压力梯度与储层空气渗透率的关系式;基于非达西渗流理论,考虑储层非均质性、CO_2降低原油黏度、对流、扩散、吸附等特性,建立了CO_2混相驱直线井排注采压差数学模型,进而建立了临界流动井距和产量合理井距的确定方法。以胜利油田某低渗透油藏为例,计算其临界流动井距。研究结果表明,当空气渗透率增大到一定值后,随着渗透率的增大,启动压力梯度逐渐减小,且变化平稳,当空气渗透率减小到一定值后,随着渗透率的减小,启动压力梯度急剧增大。对于胜利油田某低渗透油藏,随着注采压差的增大,产量合理井距逐步增大,计算的产量合理井距与实际注采井距较为吻合,验证了本文计算方法的可靠性。     

液态CO2注入混相驱注采井层间产量劈分方法探讨

通过CO2混相驱油可实现提高未动用储量,特别是低渗储量的有效动用率以及高含水油田提高采收率的目的,而液态CO2的注入驱替过程存在相当距离上的液液驱替。在评价注液态CO2驱替过程的储量动用程度和开发效果中,理清注入井和生产井的层位对应关系以及混相驱效应是开发生产管理的主要工作之一。在注液态CO2驱替过程中的混相驱机理基础上,基于液液驱替条件下的渗流理论,提出了注采井分层产量预测计算方法。通过某油田试验区块中的注入剖面和产液剖面,表明该方法可一定程度上分析注采井间动态对应关系,从而为优化注采参数提供理论依据。     

石油技术专利：稠油热采井注采一次管柱

涉及一种用于稠油注蒸汽开采的稠油热采井一次管柱，由注采一体管、热敏封隔器、油管和杆式泵工作筒依次以变径接头螺纹连接组装而成。该管柱集注汽、采油等多种功能于一体，利用它可以在不动油管柱，只需起下抽油杆、杆式泵的情况下交替完成注汽、采油生产，大大减少起下作业工作量，降低生产成本。提高油井生产时效和经济效益，宜于推广应用。     

储气库注采井环空最大允许压力研究分析

随着储气库注采井服役时间的增加,环空带压问题逐渐引起重视.如何计算环空最大允许压力是评价井环空安全性的关键.本文基于API RP90《海上油气井环空压力管理》标准,同时将油套管柱腐蚀因素纳入考虑,提出更加合理科学的计算方法.该计算方法可快速估算出井环空最大允许压力,通过与现场实际环空数据值对比,判断环空风险等级,可有针...     

稠油水驱注采管柱极限寿命预测与安全管控

国内部分稠油油田长期注水造成管柱存在完整性问题,目前主要使用的N80、J55碳钢材质油管腐蚀后剩余强度难以满足需要,管柱穿孔、断裂时有发生。为了确定注采井管柱更换时机,基于CO₂腐蚀预测与O₂腐蚀预测模型,建立了注采井油套管腐蚀预测方法,选取渤海某油田注采井验证了计算方法的适用性与可靠性;参考API 5C3,建立了管柱考虑腐蚀的强度计算方法,在此基础上得到油套管极限寿命预测方法;最后分别对渤海区域的实例采井开展了实例应用,并提出了管控建议。研究结果显示：注水井腐蚀预测结果试验数据平均误差为5.27%,采油井腐蚀预测结果与实测数据平均误差为11.37%,具备较好的适用性;同时确定了实例注水井安全服役时长和溶解氧质量分数安全控制值。研究成果有效指导了稠油水驱井换管柱时机、注水水质合理控制,可为“老井延寿”、注采井安全高效生产提供理论支撑。     

水平井注采井网和注采参数优化研究

水平井注采井网开发低渗透、薄层油藏可以增大注水量、降低注水压力、有效保持地层压力、提高油藏的采出程度。结合M油田油藏地质特征,应用数值模拟和经济评价方法对该油田的水平井注采井网类型、方向、排距以及转注时机与注采比等开发指标进行优化,达到经济、高效地开发目的。结果表明,水平井注采结构采用完全正对排状井网可获得较好的开发效果,优化后的井距为100 m,水平井与最大主渗方向呈45°夹角,注采井排距为300 m,地层压力水平在85%以上时注水保压,推荐注采比为1.0。研究方法和研究结果可为同类型油藏水平井注采井网部署提供参考依据,具有很好的借鉴意义。     

基于层次分析法的CO2驱注采工程安全风险评价

注采工程安全风险管理是CO₂驱油技术现场实施的关键环节。为保障CO₂驱现场注采施工安全和提高注采工程安全风险管理水平,梳理了注采过程中存在的安全风险,同时应用层次分析法对注采工程安全风险进行量化评价,建立了CO₂驱注采工程安全风险层次结构模型。通过构造判断矩阵、一致性检验和权重计算,得出了注采工程安全风险影响因素的排序。CO₂驱注采工程安全风险可分为注采施工风险、CO₂腐蚀风险、安全管理风险、环境保护及人身安全风险等类别。CO₂驱注采安全风险量化评价结果表明,CO₂腐蚀是CO₂驱注采工程安全面临的最大风险,施工人员的安全意识也是影响注采工程安全的重要因素。注采工程安全风险的量化分析与评价为CO₂驱油安全风险决策和管理提供可靠依据,能够有效降低CO₂驱注采安全风险和指导注采安全施工。     

复杂地质条件的注采井提高生产能力的有效方法

为了采出油田开发后期的残余油，研究开发出一套对油水饱和层进行处理的工艺，它是基于用聚合物分散体系增大水淹区渗透阻力。     

注采井网生产井含水率解析计算方法

研究了一种对注采井网水驱前缘突破前后流线分布和生产井含水率的解析计算方法。利用过渡平面和多重施瓦茨 柯里斯托弗变换建立注采井网单元的复势分布,据此描绘出不同时刻井网单元内流线分布。根据井网单元的流线分布特征来计算生产井含水率,得到注采井网水驱前缘突破后生产井含水率随时间和注水倍数变化曲线。含水率对流线条数敏感性分析结果显示,流线条数越少,含水率上升越快,并优选了流线条数方案。该解析方法可用于油藏工程中注采井网注采参数的解析计算。     

储气库注采井环空保护液的研制与性能评价

为了解决大港储气库群注采管柱腐蚀、结垢问题,通过优选密度调节剂、缓蚀剂、除氧剂、阻垢剂及杀菌剂等各种功能添加剂,得备了一种密度在1.0数1.6 g/cm~3可调的环空保护液:基液+5%咪唑啉类缓蚀剂GL-3(主要成分为咪唑啉硫代磷酸酯)+2%肟类除氧剂二甲基酮肟(DMKO)+1%杀菌剂1227(十二烷基二甲基苄基氯化铵)+1.3%有机磷酸类阻垢剂ZC-21(主要成分为氨基三甲叉膦酸ATMP)+0.01%pH调节剂(碳酸钠),研究了该环空保护液的缓蚀性能、除氧性能、杀菌性能、阻垢性能及其对封隔器胶筒性能的影响。研究结果表明:钢片在该环空保护液的腐蚀速率可低至0.045 mm/a,环空保护液中氧含量可降至40 mg/L,杀菌率可达100%,对CaCO_3、CaSO_4、BaSO_4的阻垢率分别高达99%、93%、81%,且对封隔器胶筒几乎无影响。环空保护液可以有效缓解酸性气体产生的腐蚀加速现象,成本合理,可达到有效保护油套管的目的,适宜在含酸性气体的气藏应用。     

杆式抽油井油管应力与强度分析

针对大庆油田高含水期强化开采过程中出现杆式抽油井液位下降严重导致油管频繁断裂的情况，对杆式抽油井油管应力和强度进行了分析，指出由于井液浮力和阻尼减小，油管剧烈的自由振动可引起疲劳损坏，这是大庆某些采油厂频繁发生油管断裂的主要原因。据此，相应提出了预防油管断裂的五条措施。     

气井生产过程中碳钢管柱CO2腐蚀规律

掌握气井稳态生产过程中CO₂对碳钢管柱沿井深方向的腐蚀规律才能更好地确定油气田开发和实施方案,预防和降低管柱腐蚀失效事故。根据质量守恒、动量守恒、能量守恒以及非理想气体状态方程建立了地面稳态生产条件下管柱内热流耦合计算模型,并与实测结果进行了对比研究。以Norsok模型为基础,根据实际生产用管材等建立了相应的修正表达式,并进行了实例验证。研究了CO₂摩尔分数、井筒总体传热系数,管柱内半径和日产量对管柱腐蚀速率的影响。研究表明,建立的热流耦合模型和腐蚀预测模型计算精度满足工程需要;地面日产量越大,井深方向管柱内天然气密度、速度、温度越高,而压力越低;增加CO₂摩尔分数和地面日产气量、降低井筒总体传热系数和管柱内径均可引起管柱最大腐蚀速率出现的位置向井口方向移动,并且日产气量和井筒总体传热系数的影响更为明显;沿井深方向上,管柱腐蚀速率变化分为4个阶段,且不同影响参数变化时,腐蚀速率的影响规律不尽相同。     

渤海油田油管腐蚀规律及剩余强度研究

近年来,部分老油田地层能量衰减,产量持续降低,需要通过注水进行二次开采,导致油田进入高含水开采期。高含水率的产出流体加速了CO2对油管柱的腐蚀,使油管柱壁厚减薄,强度降低,甚至引起油管柱穿孔、断裂,严重威胁了安全生产。为此,考虑含水率、CO2含量、温度、产量、压力等影响因素,基于ECE腐蚀预测模型,计算了不同条件下油管的腐蚀速率,建立了腐蚀后剩余强度及服役寿命计算方法。最后,运用此模型方法对实例井不同的生产阶段腐蚀规律进行了研究,并利用剩余强度理论对该井油管服役寿命进行预测。同时,分析了主控因素对油管柱腐蚀速率的变化规律。结果表明,CO2含量较低时,含水率成为油管腐蚀的主控因素。通过该模型计算得到的腐蚀速率与现场实测油管柱的腐蚀速率较符合,能有效指导安全生产。     

油水井带压作业油管验管堵塞器的研制及应用

为了解决油水井带压作业的实际问题,提高堵塞的成功率及施工效率,研制了油水井带压作用油管验管堵塞器。该堵塞器集验管与封堵于一体,并在检验出油管的漏点位置后,在漏点上方进行封堵,1次即可完成验管与封堵施工,提高了施工效率;利用该堵塞器还能有效解决因油管结垢、结蜡或井口闸门开不全而导致投堵遇阻问题,实现了小直径下液压锚爪的锚定及堵塞器的上提、下放。现场应用表明,该堵塞器可对油管井况进行有效地判断和封堵,应用效果良好。     

油气井管柱完整性技术研究进展与展望

在回顾油气井管柱完整性概念的提出与发展历程的基础上,介绍了我国在钻柱构件适用性评价、"三超"(超深、超高温、超高压)气井油套管柱可靠性设计与完整性评价、"三超"气井油管腐蚀行为与评价、热采井基于应变设计与选材评价技术等方面的最新研究进展及其应用情况。指出现有油气井管材与管柱技术仍不能满足"三超"、严重腐蚀、非常规、特殊工艺和特殊结构井等服役环境,进而提出了进一步加强油气井管柱完整性技术研究与科技攻关的建议:1持续完善和发展中国西部深层油气勘探开发套管柱优化设计与管材选用及完整性评价技术;2急需建立有针对性的非常规页岩气开发套管柱优化设计、选材及完整性评价技术;3建立"三超"高含CO2气井环境及压裂酸化工况复杂油管优化设计、选材选型、完整性评价技术;4深入研究含缺陷油气井管柱缺陷检测、安全评价、风险评估、寿命预测、维修补强等关键技术;5建立油气井管柱完整性管理体系和配套的支撑技术体系。     

深井钻柱疲劳强度计算与分析

钻柱疲劳失效的机理分析表明,钻柱在振动和进动工况下,受到拉、压、弯、扭等组合交变应力作用,发生疲劳破坏是其失效的主要形式。通过钻柱受力分析,给出钻柱轴向应力、弯曲应力、扭转应力、径向和周向应力,以及附加剪应力的计算公式。根据疲劳强度理论,建立了钻柱在不对称循环应力状态下的疲劳强度条件。结合实际算例分析,找出钻柱危险点处疲劳安全系数随井深、转盘转速和钻压的变化规律,有助于钻井参数的调整。     

高效洗井防污染管柱的研究与设计

针对“三低”油井或结蜡油井采用常规加药和周期性热洗井易造成油层污染而影响产量的问题,研究设计了一趟高效洗井防污染管柱。该趟管柱主要由Y441型液压封隔器、侧向旁通补偿器、过压式固定阀等组成。中原油田采油四厂、采油五厂15井次的现场应用表明,试验成功率和合格率均为100%,不仅解决了周期性热洗对油层的伤害问题,而且热洗后排液时间提前了3d,平均单井年节约成本7.2万元。     

影响碳钢CO2腐蚀速率因素的研究

采用某油田现场腐蚀工况环境,选择石油油管最常用材料J55钢,进行温度、CO2分压、试验时间等影响因素的研究。结果发现,在90℃,2.5MPa时,试样的平均腐蚀速率最低,而且平均腐蚀速率随时间的延长而降低。     

试油作业用高强度特种油管的创新研制

针对现代试油作业需要,以及特殊螺纹油管和小钻杆的局限,汲取钻杆螺纹和特殊油管螺纹的设计经验,创新研制了一种试油作业用高强度特种油管。有限元计算、室内试验及现场使用表明,该特种油管兼具特殊螺纹油管和小钻杆的优点,既有与小钻杆类似的强度和连接性能,可完成钻桥塞等旋转作业,不粘扣,重复使用性好,又具有特殊螺纹油管的密封性能。使用高强度特种油管可避免来回倒钻杆和油管而延长工期,加快试油和勘探进度,并降低试油成本,达到了预期目的。     

注水井改为注气井的套管柱安全性研究

结合某油田的H1 2 - 1高压注气井开展了套管柱强度校核方面的研究 ,提出了一套适合于高压注气井套管受力分析和强度安全性校核的步骤和方法。在套管柱强度校核中 ,套管的受力分析应当结合实钻井眼轨迹和实际注气工况 ,充分考虑轴向力、外挤和内压力对套管API强度的影响 ,进行三轴应力强度校核 ,同时应该考虑封隔器的安装与否以及安装高度和注气条件下气体所产生的压力 ,以此来计算套管柱所承受的内压力。提出的套管柱设计方法得到了现场验证