井下液-砂分离器的研制及应用

针对油井生产过程中出砂造成抽油泵磨损的问题,设计了井下液-砂分离器,采用流场数值模拟的方法对其流场进行了计算。在流场模拟的基础上分析了井下液-砂分离器尾管在液砂分离过程中的作用和液-砂分离器的结构参数对其分离性能的影响,筛选出合理的结构参数。现场应用情况表明,井下液-砂分离器能有效降低砂粒对抽油泵的磨损,提高泵效,平均延长抽油泵寿命60d,取得了良好的应用效果。     

井下复合式气液分离器的研制与应用

为了减少气体对泵的影响,提高抽油泵泵效,研制了井下复合式气液分离器。该气液分离器将重力分离和旋流分离有机地结合在一起,能使含溶解气的油流产生搅拌、转向和速度突然增加等效果,有助于游离气的析出,实现油气的高效分离,可大大减少气体对泵的影响。现场应用表明,复合式气液分离器可使油流中的自由气在进泵前分离出来,通过油套环形空间排到地面,减少气体对抽油泵的影响,特别对高含气井有较好的气液分离效果。     

井下离心旋流式高效油气分离器性能模拟试验

现有井下油气分离器效率较低,已不能满足高油气比油井的生产需要,为了解决高含气井中井下多相混抽泵或电潜泵的使用与效率低等问题,开展了井下离心旋流式高效油气分离器的研究。该分离器采用2级串联结构,以水力旋流器为第1级;以对结构进行了优化改造的离心旋转式分离器为第2级。通过试制样机的室内模拟试验,验证了新设计的井下离心旋流式高效油气分离器的分离效率,总分离效率可达95%以上,其对含气体积分数的适应范围由原分离器的0～36%提高到0～50%,能够满足较高含气井井下油气分离的要求。     

有杆泵井下油水旋流分离效率影响因素

对高含水生产井存在的问题,应用井下油水旋流分离与回注技术可降低生产成本。由双液流泵、油水旋流分离器和原油提升泵组成的有杆泵井下油水旋流分离系统在现场试验中取得了显著效果。分析现场试验数据发现,溢流管直径和不连续流是影响有杆泵井下油水旋流分离性能的重要因素。实验结果表明,旋流分离器最佳溢流管直径要与分流比和入口含油浓度相匹配;不连续流引起分离效率的下降率不超过0.5%,且下降率随着分流比与入口含油浓度比值的增加而减小。     

滤砂除气装置现场应用及效果评价

针对原油开采生产中,井下液体中含气过多会严重影响泵效,地层产出液含砂,进入抽油泵后,会加剧抽油泵的磨损,缩短使用寿命,缩短检泵作业周期,有的甚至砂卡,频繁检泵作业,增加油井维护成本等问题。本文主要对滤砂除气装置的构成、装置原理和使用的方法进行介绍,并对使用效果进行分析评价,探求解决砂、气影响的方法。     

KPX系列井下偏心气体分离器

鉴于目前常用的重力和惯性分气原理的气体分离器和重力式气锚 ,均不能很好地解决吐哈油田高气油井有杆泵采油气体对泵效的影响 ,研制了一种适合不同高气油比、不同产量的系列KPX偏心气体分离器。这种分离器的特点是利用偏心流道压降及速度分布差异的特点 ,来提高气液分离效率 ,达到提高泵效的目的。吐哈油田 70口井次的应用表明 ,使用该分离器可减小气体对抽油泵泵效的影响程度或完全消除 ,在常规井下气体分离器的基础上 ,平均单井泵效又提高 8 2 1%。     

海上高含气井新型井下气液分离器设计及性能评价北大核心CSCD

为了解决海上油田高含气井电泵举升效率低、检泵周期短等难题,设计了一种适用于高含气井的新型井下气液分离器。采用多相流实验方法,分析了新型井下气液分离器在不同运行分流比、入口含气率、旋流离心加速度及倾角条件下的分离性能,并对其分离效率进行了评价。研究结果表明,在合理的运行分流比、高入口含气率、低旋流离心加速度、低倾角等条件下,新型气液分离器具有较高的分离效率,分离性能曲线形态呈现"半交叉X形状";验证了新型气液分离器具有较宽的自适应入口含气率变化能力。本文所设计的新型井下气液分离器可为海上高含气井电泵井的平稳运行提供有效的解决思路。     

绕轴旋转旋流分离器正交试验研究

旋流分离器在应用于井下油水分离过程中,要求绕其自身轴线旋转,针对这一问题,对绕轴旋转旋流分离器进行正交试验,研究流量、壁面旋转速度和分流比对分离效率和系统压降的影响,得出其主次影响因素和操作参数最优方案,为井下油水分离旋流器在应用过程中的操作参数选配提供理论依据,从而指导油井生产。     

液-液水力旋流分离器结构筛选实验研究

对四段式旋流分离器的结构尺寸对性能的影响进行了实验研究,结果表明减小溢流孔径可提高分离效率,但会增加压力降;入口尺寸对旋流分离器性能的影响非常明显,随着人口截面的长宽比增加,旋流分离器的压力降减小,但分离效果也降低;旋流分离器入口当量直径越大,压力降越低,效果越差。随着小锥段角度增大,旋流分离器的压力降增大;小锥角变化对18μm以上的油滴的分离效果基本相同,对小于18μm以下油滴的分离效果有较大的影响。减小直径、延长尾管段能够提高旋流分离器的分离效率;但压力降相应增大。     

井下油水分离系统及往复式双液流泵设计

井下油水分离系统由双液流泵、旋流分离器和原油提升泵三大部分组成。工作时 ,利用双液流泵和旋流分离器将井下产出的高含水原油增压后经旋流分离 ,含油浓度极低的水相介质被直接注入注水层 ,经旋流分离器浓缩后的原油相介质经原油提升泵采出地面。在分析井下油水分离系统工作原理的基础上 ,介绍了双液流泵的结构设计 ,泵流量的理论计算公式 ,并给出了双液流泵单向阀阀球的运动微分方程。试制的井下油水分离系统在辽河石油勘探局曙光、兴隆台和金马等采油厂的现场试验中 ,收到了显著的降水稳油效果。     

煤层气L型井隔膜泵举升及配套技术研究

针对国内外未见隔膜泵在煤层气田试验的现状,开展了煤层气井隔膜泵举升及配套工艺技术研究。分析了地面举升工艺的设计,介绍了关键技术组成,并在沁南盆地2口煤层气L型井中实现首次成功应用。该工艺中的井下三相分离装置不仅具有气液分离功能,还创新设计了沉砂功能,结合隔膜泵工作原理和特点,将沉砂功能设计在筛管之上,还设计了结构简单的防砂导流罩,实现了气液固分离及固体分离后的储存,保障了煤层气井的正常生产。该技术在现场应用中,年节电量达4.8×10⁴～6.9×10⁴ kW·h,节能降耗效果显著。该隔膜泵举升及配套技术适用于大斜度、产水量小及煤粉含量大的煤层气井,可以为煤层气大斜度井的开采提供重要技术支撑。     

江汉油区井筒负压清砂技术的应用

江汉油区历经多年开采,受油井含水高、地层压降大等不利因素的影响,地层亏空、负压严重,油井普遍严重出砂。而常规水力冲砂技术往往造成入井液大量漏失进入地层,使冲砂液不能建立循环,同时还可能造成严重的地层伤害。低密度泡沫液冲砂技术的使用受到地层压力系数的限制,压力超低井冲砂成功率不高。鉴于此,江汉油区改进了水力喷射负压冲砂工艺技术,通过优选封隔器及优化设计同心双管结构等,实现了地层压力超低油井的有效清砂。同时,通过自主攻关研究机械负压捞砂工艺技术,设计了Ф90mm小口径捞砂泵以及多种捞砂锥,在负压、水敏等出砂油井应用效果良好,有效克服了这类井的井筒清砂难题,同时取得了多项捞砂技术突破。     

辗辊式井下采油筛管的研制及应用

针对油田在用井下采油筛管防砂过程中出现的砂堵等问题,依据能量转换原理,研制出一种辗辊式井下采油筛管。辗辊式筛管利用井下流体动能,通过机械传动装置,驱动辗辊转动,调整转动的辗辊间的间隙,既达到了防砂、过滤的目的,又避免了砂堵的发生。检测和现场应用表明,辗辊式筛管既防砂又不发生砂堵,还具有穿透性好和节能效果明显等特点,不仅可用于一般的采油井、含砂量大和压裂的井,还可用于污水泵的保护。     

复产井防砂卡新工艺技术分析与应用

针对油井出砂造成卡泵或砂埋油层等制约区块开发效果等问题,研究应用了油井防砂卡分段举升工艺。该工艺通过在井下使用若干杆式举液器而无需抽油泵来完成举升过程,在整个流程中,若干个均匀分布的举液器相当于柱塞,整体油管相当于泵筒,在抽油机上下运行过程中,带动抽油杆联动举液器工作。此项工艺技术解决了大港油田第一采油厂出砂井复产的难题,其中有8口长停井得以恢复,有效率达100%。平均恢复单井日产液32.1m3,日产油3.0t,至2010年4月底累计增油2848t。     

海上直线潜油电泵的开发及在渤海油田的应用

随着中海油部分油田的开采进入中后期,一部分低液量井由于没有合适的人工举升方式而面临开采难题。为解决该类井开采问题,针对海上油田低产井井斜大、出砂、功率大等特点设计开发了带有平衡缓冲器、刮砂装置、带轨道弹簧复位双固定凡尔的适合海上油田的直线潜油电泵。所开发的直线潜油电泵包括直线电机、往复泵、电缆及直线电机专用变频柜,承载能力达到60 kN。通过在渤海油田应用表明,所开发的海上直线潜油电泵适合海上油田低产井的开采,成功解决了低产液井的开采问题。     

纳维泵测试技术在大港油田的应用

纳维泵测试试油周期短 ,排液能力强 ,录取资料全。对高粘度、高密度、地层压力低、易出砂的井 ,可采用纳维泵井下开关井、不加MFE多流测试阀的管串结构。介绍了纳维泵测试技术在大港油田板桥地区浅层勘探中的应用效果 ,并建议在钻井过程中及时采用原钻机纳维泵测试技术 ,以便及早发现油气层。     

小直径电潜泵排水采气技术的研究与应用

气藏进入开发中后期后,由于井筒积液的影响,目前采用的分离器等井下设备及常规电潜泵排水采气技术无法满足小直径套管完井气井生产的需要,造成气藏报废压力过高.对现有的电潜泵和分离器等井下设备进行了分析,并结合井下气水分离技术,研制了新型的小直径旋流分离器;通过分析气水分离系统的压力与流量的协调关系,采用节点分析方法,设计了气水分离的系统参数,并完善了配套工艺.利用小直径电潜泵排水采气技术成功地将φ107mm×φ98mm机组下入生产层下部,使太7井的报废压力从4.5MPa降至2.5MPa以下,至2007年12月底,该井累积产气量为160.74×104m3,累积产水量为35 514m3,正常生产380d.现场应用证实,小直径电潜泵排水采气技术降低了气藏的报废压力,形成了一套提高气井产量和气藏最终采收率的新技术.     

低压井捞砂配套设备

为解决低压井的捞砂问题,研究开发了主要包括地面提捞车和井下抽砂泵的低压井捞砂配套设备,在井架及作业机的配合下实施捞砂作业。现场使用结果表明,采用捞砂配套设备,清砂彻底,可延长油井生产周期,增加原油产量;消除了水力冲砂时冲砂液向地层漏失对油层造成的伤害和对稠油井注汽效果的不利的影响;降低了清砂成本,与冲砂法相比,平均单井可节约总费用3．32万元。为了更好应用捞砂配套设备,应该优选性能更佳的钢丝绳,实现抽砂泵系列化和配备井口防喷装置。     

电潜螺杆泵采油系统及其现场应用

电潜螺杆泵采油系统(ESPCP)是稠油冷采领域的一项新技术,它利用井下潜油电机直接驱动螺杆泵举升液体,综合了无杆采油系统、井下电机驱动和螺杆泵的优点,与有杆泵相比节能可达30%～60%,并可突破有杆泵下泵深度,可应用于稠油井、出砂井、含气井、斜井和水平井.对避免因出砂导致的泵砂卡、抽油杆断脱、卡杆等现象效果显著.同时,ESPCP不会对油层产生激动,具有防砂、降低含水的作用.     

井下存储式浮子流量计在水平井产液剖面测试中的应用

水平井产液剖面测试使用的涡轮流量计受启动流量影响,不适应于低液量水平井测试。研制了适用于小流量测试的井下存储式浮子流量计,并与温度、压力、含水测试传感器组成井下存储式水平井产液剖面测试仪,该仪器随油管下入水平井段,无需电缆和爬行器,可在油井正常生产的情况下连续工作一个月,提高了低液量水平井产液剖面测试的准确率和成功率。室内实验和现场先导性试验表明,井下浮子流量计应用于水平井产液剖面测试可行,为低渗透油田水平井产液剖面的流量测试提供了新途径。