新疆油田公司采油工艺研究院同心管分层注汽管柱工艺技术进入现场试验

采油工艺研究院同心管分层注汽管柱工艺技术首次进入新疆油田现场试验。     

注蒸注井套管热应力分析及管柱强度设计

介绍了适合注蒸汽井温度场，套管三维热应力分析的有限元计算理论和方法，经过大量的计算，得出了注汽井四种工况下的温度场，套管三维热应力分布规律，考虑套管的受热，受力特点，研制出了相应的套管柱设计软件，现场实践证明，该理论和方法符合注汽井实际。结论认为，隔热管要居中且接箍处隔热，水泥需返井口；Ｎ８０套管需提拉预应力；油层部位套管应采取高钢级耐热套管。     

水平井均衡注汽技术

水平井泄油面积大,是提高稠油油藏单井产量的有效技术。但由于注汽参数及储层非均质性的影响,常规注汽管柱注汽时水平井的吸汽井段长度只有50~70 m,而目前热采水平井的完井长度一般为200 m左右,因此常规的注汽工艺使130~150 m水平井段控制的储量不能有效动用。为了提高热采水平井的开采效果,胜利油田研究了水平井自动均匀注汽工艺,该工艺在研究设计自动均匀配汽器的基础上,根据注汽设备的能力和油藏 物性优化设计注汽参数及自动均匀配汽器的位置和个数,实现长水平井段的均匀吸汽,保证了热采水平井全井段的有效动用,提高了水平井控制储量的动用程度,不但提高了热采水平井的采油速度,也提高了采收率。     

注汽工艺管柱对热采井套损的影响

针对多轮次蒸汽吞吐的情况下 ,胜利油田热采区块套损井数逐年增多的问题 ,分析了不同隔热性能的隔热管对套管温度、热应力分布的影响 ,表明提高隔热管的隔热性能可有效降低套管温度和热应力 ;对隔热管接箍区和封隔器附近套管的温度和热应力进行了计算分析 ,发现在这两个区域套管壁的温度和热应力均大大高于管体区平均值 ,该段套管容易损坏。在此基础上 ,提出采用新型注汽工艺管柱结构、采用高真空隔热油管和改进接箍结构等防止套损技术措施     

深层稠油超临界压力注汽管柱设计

深层稠油油藏埋藏深、注汽压力高、注汽井筒热损失大，同时由于直井中隔热油管的最大下深只有1400m，目前常用的注汽管柱对于埋深超过2000m的深层稠油油藏不能实现全井筒隔热注汽，这会使注汽井筒热损失更大。为了提高深层稠油注汽井井筒隔热效果，在分析了超临界压力奈件下深层稠油注汽井的井筒热损失的基础上，研究设计了分段组合式注汽管柱，实现了深层稠油全井筒隔热注汽，井筒热损失小于8％，达到了目前1000m井深油井的井筒隔热水平；设计的注汽配套工具保证了注汽工艺管柱的安全可靠。现场试验表明，深层稠油超临界压力注汽管柱隔热效果好，安全可靠，可以保证深层稠油的注汽质量，满足深层稠油的热采要求。     

热采管柱的应力分析

稠油开采中注入热蒸汽时,套管柱除受正常应力外,还由于套管柱与水泥环地层热胀系数不同而产生很大的热应力。采用弹性力学的位移解法对该问题进行求解,得到了管柱的应力解析式,为进行管柱设计和选择提供了理论依据。     

蒸汽驱高温长效隔热注汽管柱的研制

从蒸汽驱井筒隔热机理入手,对蒸汽驱注汽过程中注汽管柱热能损失环节及其影响因素进行了详细的理论分析.在此基础上,围绕进一步提高中、深层蒸汽驱注汽管柱的长效隔热性能进行了全面、深入的研究和探索,研制出以隔热管接箍密封器、压力补偿式隔热型伸缩管、Y441强制解封蒸汽驱封隔器及多级长效汽驱密封器为核心的蒸汽驱注汽管柱,使稠油油藏蒸汽驱开采的配套工艺技术得到了进一步完善与提高.     

悬挂内衬管、注水泥封固的套损井修复方法

针对油水井套管在中、下部损坏或损坏部位是套管错断、变形等情况时,不适合使用膨胀管进行修复的问题,给出了一种使用引导锥、悬挂内衬管和注水泥封固的套管损坏修复工艺。该工艺与传统套管修复工艺相比,有以下特点:①解决了传统膨胀管补贴工艺膨胀头无法通过套管严重变形位置的问题;②修复后内衬管的强度较大,可满足后期施工要求;③修复套管可获得较大的内通径,为后期生产提供方便;④解决了传统内衬管无固井段贴补不牢固的问题。2口井的修复实例表明,采用该工艺修复的套管,恢复油井正常生产,表明套管修复成功。该工艺和方法可为同类油水井套管修复提供借鉴。     

注蒸汽热力采油理论的发展及现状

随着国内外注蒸汽工艺技术的进步，注蒸汽理论也得以发展和完善。本文着重在对解析模型的论述基础上，从注蒸汽热力采油理论发展的角度阐述了包括注蒸汽热采过程和机理、井筒热损失、蒸汽超覆现象、地层中能量平衡以及关于蒸汽吞吐和蒸汽驱动态预测等方面的认识。以求能为在已知油藏和作业情况的基础上，选择合适的模型方面提供依据。     

注蒸汽井套管的热应力数值分析

利用ANSYS有限元软件的耦合场分析功能,通过模拟现场热采工况,开展了稠油注蒸汽井井筒的温度场、应力场数值模拟研究。结果表明,采用隔热性能较好的隔热油管不仅能够大大减少井筒的热损失,增加注汽效果,而且可以使套管壁温度和套管Mises应力大幅降低,从而有效地保护套管,使其不发生强度破坏;注汽过程中施加预应力,可使套管达到屈服时的注汽温度升高,这对套管具有一定的保护作用。模拟研究结果为制定合理的注蒸汽井套管损坏预防措施提供了依据。     

稠油井大通径大跨度调层注汽开采技术

对开采油层的封堵通常采用注水泥方法 ,这种方法施工时间长 ,工作量大 (需要钻磨作业 ) ,施工费用较高。为此 ,开发了大通径大跨度封上采下开采技术。这项技术所采用的管柱主要由喇叭口、DY2 4 5型封隔器、Y331型封隔器及补偿器组成。这项技术实现了大通径 ( 10 0mm)、大跨度 (任意跨度 )封上采下工艺 ,现场操作简单 ,一次加压就可完成管柱串释放、悬挂和密封过程 ,节省了施工费用及作业时间。且内通径较大 ,能进行过管注汽、冲砂及过泵生产     

稠油热采井注汽及油层出砂对套管的影响

对胜利油田单二区块稠油热采井注汽及油层出砂进行了有限元数值模拟研究,得出如下结论:(1)油层注汽引起岩层温度升高,套管应力增加,易造成套管轴线偏离,发生错断;(2)热采井出砂严重时,出砂区域地层软化,地层骨架失去承载能力,出砂区域内套管轴向应力为压应力,当超过极限应力时,易发生套管弯曲变形、错断和缩径;(3)随着出砂量的增大,套管射孔孔眼应力集中系数增大,当孔边应力达到套管材料的屈服极限时,会导致孔眼塑性破坏。     

海上热采注汽管柱设计方法及应用

渤海油田石油资源以稠油为主,多元热流体吞吐是动用海上稠油资源的有效技术手段.现场注汽井多以水平井、大斜度井为主,井身结构复杂.注汽管柱在下入、注汽生产以及上提解封过程风险大.热采井注汽管柱设计是保证管柱下井安全及顺利施工的关键.本文通过空间双向弹簧元模型建立了海上热采井注汽管柱力学模型,并针对渤海油田某区块注汽井进行了...     

机械防砂与分层采油一体化管柱研究与应用

针对胜利油田疏松砂岩油藏机械防砂后井筒内径变小,现有分采工艺均无法实施的问题,研制了适合小直径套管的机械分层防砂与分层采油一体化管柱。该管柱采用1套换层工具控制2层采油,打破了以往的每个油层都需要1个换层工具进行分采的做法,简化了管柱结构,并可与多种机械分层防砂工艺管柱配套。该项工艺技术现场实施30井次,成功率100%。该技术可使疏松砂岩油藏各油层均衡生产,能较大限度地发挥中、低渗透层产能,并延长油井工作寿命。     

长柱塞注汽转抽两用抽油泵的设计与应用

为满足稠油单井吞吐注汽工艺的需要 ,设计了长柱塞注汽转抽两用抽油泵。这种泵采用在中间接箍上开槽的结构实现注汽转抽 ,注抽转换简单 ,需要注汽时只要下放柱塞 ,露出注汽孔 ,即可注汽 ,抽油时上提柱塞即可正常工作 ,结构简单 ,操作方便 ,大大节约了作业费用和时间 ;同时针对稠油含砂严重 ,在结构设计上还使泵具备防砂功能。这种泵在新疆克拉玛依油田采油一厂和采油五厂获成功使用 ,取得了良好效果     

双管注汽技术在稠油水平井开发中的研究应用

辽河油田稠油水平井均采用筛管完井,注汽过程中采用笼统方式注汽,受油层非均质及周边采出影响。蒸汽局部突进、水平段动用不均,测试资料显示水平井水平段动用不均的井约占80%.水平井段动用较好的约占总井段的1/3—1/2。针对辽河油田的中深层稠油油藏,为了减少热损失、提高隔热效果.采用同心管双管注汽,井口实现配汽量的调整。实施效果表明,采用双管注汽后.水平段动用得到较大幅度的改善。生产效益也得到了较大幅度的提高。     

油页岩原位注蒸汽开采油气中试与多模式原位热采技术的适用性分析

油页岩是中国储量巨大的重要战略资源,也是国际公认的重要非常规石油资源.对油页岩进行地下原位干馏是目前实现其大规模工业开发的唯一可行技术方案.太原理工大学于2010年获得油页岩原位注蒸汽开采油气技术(MTI)的发明专利授权.基于MTI技术原理,对大尺寸油页岩试件实施原位注蒸汽开采油气的中试实验,并对多模式油页岩原位干馏技...     

21MPa亚临界湿蒸汽发生器在超稠油试采中的应用

有一些超稠油区块和深层稠油区块已无法用现有普通蒸汽发生器进行注汽开采,为此,胜利油田研制了一台２１ＭＰａ 亚临界湿蒸汽发生器。自１９９８ 年２ 月开始,用该蒸汽发生器在８ 口稠油井（其中６ 口为超稠油井）进行注汽试采,最大注汽压力达２０．５ＭＰａ,均取得了良好效果。为超稠油和深层稠油区块探明地质储量及进行工业化开采提供了有效设备。     

稠油油藏蒸汽吞吐后转注CO2吞吐开采研究

利用物理模拟技术,对蒸汽吞吐后期的稠油油藏转注CO₂吞吐技术以改善其开采效果的机理进行了研究,结果表明,蒸汽吞吐后期油藏转注CO₂吞吐开采:1增加了弹性驱能量;2CO₂溶解于稠油中,使原油粘度降低;3乳化液破乳:高轮次吞吐使原油物性变差,粘度大幅度增高;而CO₂溶解于稠油和水中降低了油水界面张力,使原油粘度大幅度下降;4油水相对渗透率曲线特征得到改善,残余油饱和度降低.实验研究及现场试验结果表明,稠油油藏蒸汽吞吐后期转注CO₂吞吐开采在技术上和经济上都是可行的.该技术改善了稠油油藏蒸汽吞吐后期的开发效果.