CO2分注井气嘴节流特性及矿场应用

为了解决CO₂分注井节流压差建立困难，气嘴易冲蚀的技术难题，通过构建CO₂物性变化的流动-传热耦合模型，揭示2级和3级节流气嘴的流场演化机制，优化设计气嘴结构、建立了绕流气嘴节流图版并开展现场应用。结果表明：流量为10 m³/d时，2级嘴径1.4 mm和3级嘴径1.6 mm的绕流气嘴分别能产生将近6 MPa和8 MPa的节流压差，证明绕流气嘴结构合理、性能可靠、能够达到调整层间压差的技术要求；参照气嘴图版优选的节流气嘴，现场应用20口井，节流压差可达4 MPa左右，调整后注入压力上升2.4 MPa，加强层相对吸气比例由9.7%上升至50.7%，有效调整了层间差异，解决了分注井小层吸气不均的问题。研究结果指导现场测调，为CO₂分注规模化应用提供技术支撑。     

三元复合驱单管多层分注技术

大庆油田三元复合驱注入过程中,尽管采取了单井个性化注入方案,油层动用程度有所提高,但是由于采用笼统注入方式,动用状况仍然差异较大,有近20%的油层不能得到动用,并出现了沿高渗透油层三元体系突破现象,大大影响了驱油效果.由于三元体系的特殊性,原有的聚合物驱分注工艺存在剪切降解率高、管柱易结垢、堵塞等问题,不能满足三元复合驱分层注入工艺要求.为此,针对三元复合体系的特点进行了三元复合驱分层注入技术研究,通过调节偏心配注器上的节流元件来改变注入压力,控制高渗透层注入量,加强中、低渗透层注入量,在井口同一压力下实现三元复合驱多层分注.介绍了该分注技术的工艺原理、管柱结构,水力特性试验及现场试验效果.现场试验表明,分注后注入剖面得到明显提高,三元复合体系低效无效循环状况得到改善.     

大庆油田聚合物驱分注工艺现状

根据大庆油田不同开发阶段的需要,形成了3种成熟配套的聚合物驱分注工艺技术。同心分注技术,其井下管柱采用单管同心分注形式,通过同心配注器对分层注入压力的调节,控制各个层段的注入量。偏心分注工艺,其井下管柱采用单管偏心分注形式,通过偏心配注器形成足够的节流压差,调节注入压力,控制限制层注入量。分层分质注入工艺,其井下管柱采用单管偏心形式,通过分子量调节器或压力调节器,控制注入层段的分子量或注入量。同时,详细阐述了这3种分注工艺技术的工艺原理、技术参数、应用规模以及效果等。依据油田实际的注聚阶段,提出了合理的分注时机与原则,并制定了不同的测试周期。此外,针对不同的油层类型,指出了选择分注技术的原则。最后,根据大庆油田的实际情况,对聚合物驱分注工艺技术未来发展方向与攻关思路进行了探讨,认为小卡距聚合物分注技术与聚合物驱分注井高效测调技术应是重点攻关方向。     

低注入量条件下聚合物驱分层注入工具结构优化研究

针对三类油层化学驱分注井在全井或单层所需注入量较低时,采用原有分注工具较难建立有效节流压差,且黏度损失过大的问题,对常用化学驱分注工具节流槽的结构参数进行分析。以圆弧形节流槽分注工具为例,通过有限元模拟仿真,结合综合平衡分析法对分注工具的结构参数进行优选,选用节流槽与外筒间距0.5 mm、凸起圆半径1.5 mm、凹陷圆半径0.5 mm时效果最佳。试验结果显示,经结构优化后的分注工具在低注入量情况下能有效增大节流压差,降低黏度损失,在单层注入量10 m³/d时,其节流压差能达到1.0 MPa,聚合物溶液黏损率小于6%。     

聚驱单管分注工艺技术

单管分注工艺。聚驱单管分注工艺实现了在井口同一注入压力下,对中、低渗透层加强注聚,又可利用配注器产生节流损失,降低高渗透层的注入压力,限制注入量,从而达到了分层配注的要求。管柱主要由封隔器、配注器等井下工具组成。单管双层分注管柱。在井口同一压力下实现单管双层分注。通过配注器控制高渗透层的注入量,加强中、低渗透层的注入量。单管三层分注管柱。在井口同一压力下实现三层同时注入。管柱通过配注器对三个层段进行分层控制。工艺特点是配注器节流损失可达到2 5MPa ,对聚合物溶液的黏度损失率小于5 %。聚驱单管分注工艺技术@…     

产液水平气井井下节流工艺参数优化及应用

东胜气田现用井下节流工艺参数设计方法仅适用于气体计算,没有考虑含水对节流压差的影响,导致产液水平井采用井下节流工艺后节流器气嘴直径设计出现较大偏差,影响了产液水平井的连续稳定生产。鉴于此,通过引入滑脱因子K表征气液两相间滑脱效应,优化了气液两相嘴流压降模型,建立了产液水平井井下节流工艺参数优化方法。评价表明,新方法预测节流器入口压力与实测值非常接近,误差为6.23%,满足工程设计精度要求。现场应用结果表明:对于单井产液量低于5 m~3/d的水平井,井口压力控制在3 MPa左右,优化节流器嘴径和下深后,气井在井下节流+增压外输条件下防堵和排液效果明显改善,有效降低了气井临界携液流量,提高了气体举液能力,生产时率达99.2%,实现了产液水平井不注醇清洁开发。研究结果可为产液水平井井下节流工艺的现场应用提供参考。     

东胜气田井下节流参数优化方法及其应用

鄂尔多斯盆地东胜气田普遍产水,井口温度低,气井井筒和地面管线容易产生水合物发生堵塞,采用井下节流技术可实现有效防堵。但是,现用井下节流工艺参数设计方法仅适用于单相气体的计算,没有考虑含水对节流压差的影响,导致节流器气嘴直径设计出现较大偏差,影响了产液气井的连续稳定生产。通过引入滑脱因子表征气液两相间滑脱效应,根据力平衡原理建立气液两相嘴流耦合模型,提出井下节流气井井筒参数动态预测方法。该方法评价表明,针对实施井下节流工艺的产液气井,新方法计算的井口油压、井口温度与实际值较吻合,基本满足工程设计精度要求。现场应用表明,优化井下节流工艺参数后,能够有效防治气井中水合物的生成,实现水合物抑制剂"零注入"和井筒及管线"零堵塞",还能有效降低气井临界携液气流量,提升气井的举液能力,改善排液效果,实现气井的连续清洁生产。     

三元复合驱偏心双层管多层分注技术研究

针对单管分注工艺无法解决层间压差大于2 MPa井的分注问题,研制了偏心双层管封隔器、偏心双层管配注器、井下堵塞器、地面压力调节器及分子质量调节器等配套装置,形成了三元复合驱偏心双层管多层分注技术。根据油层渗透率将油层划分为高渗透、低渗透2组油层,利用偏心双层管封隔器和偏心双层管配注器可形成井下独立的2个注入通道,通过使用地面压力调节器,解决了高、低渗透层注入压力差异大的问题;通过地面相对分子质量调节器,解决了相同三元液相对分子质量无法适用高、低渗透率的问题;通过更换井下堵塞器,可实现某一油层的分组变换。室内试验及现场应用结果表明:流量70m3/d时,该技术分子量调节上限为50%,节流压差最大可达3.0MPa,油层动用程度明显提高。该技术为提高低渗透油层动用程度提供了技术保障。     

苏北油田CO2驱油同心双管分层注气技术

为了解决苏北油田CO₂驱油常规笼统注气工艺在实际应用中存在的吸气剖面不均匀、高渗层气窜严重和低渗层动用程度低等问题,在分析常规分层注气工艺特点的基础上,通过设计双级锚定式管柱、优选防腐蚀材质和质量流量计、改进分注器等井下工具,形成了CO₂驱油同心双管分层注气技术。根据现场实际情况,研究解决了管柱失稳、封隔器失效等问题,实现了准确分层注气。该技术在草舍油田C1井进行了现场试验,利用地面装置调节分层注入量,各项指标均满足分层配注要求,取得了良好的现场应用效果。试验结果表明,该技术具有操作简单、可靠性高和调配精度高等优点,可有效实现精细注气,为苏北油田CO₂驱油有效开发提供了新的技术手段。     

海上油田分层防砂分层注聚工艺技术研究

在海上油田聚合物驱油过程中,采用笼统注入方式和传统分层注聚方式驱油效果差,严重影响聚合物驱的开发效果.鉴于此,研究了海上油田分层防砂分层注聚工艺技术——大通径分层防砂工艺和注聚井双管分层注聚工艺,其核心工具为低剪切防堵塞滤砂管和同心双管分层注聚管柱.双管分注具有独立的配注通道,配注准确,通径大,适合大排量注入,且无投捞作业风险,地面测调工作量小;无井下配聚器,井况相对简单,注入聚合物的机械剪切降解小.海上油田4口注聚井的现场试验结果表明,应用分层防砂分层注聚工艺施工成功率100％,聚合物黏度保留率85％以上,并且井口注入压力低.     

二、三类油层聚合物驱全过程一体化分注技术

随着大庆油田聚合物驱的不断深入,渗透率低、层间矛盾大的二、三类油层已成为油田开发的主要对象.原有聚驱分层注入技术存在投捞测试难度大、投捞成功率较低、水驱聚驱转换需更换管柱投入成本高等问题,无法进行规模应用.为解决上述问题,发展研究了聚合物驱全过程一体化分注技术,设计研究了全过程一体化偏心配注器、低黏损高节流压力调节器和高黏损低压力损失相对分子质量调节器,实现了高渗透层段注入量及中、低渗透层段相对分子质量的双重控制；分注管柱与水驱工艺完全兼容,管柱可同时满足空白水驱、聚合物驱及后续水驱全过程分注需要,降低投资和施工成本.1 136口井现场应用表明:应用新型分注工艺后,二、三类油层的动用状况得到明显改善,原油采收率提高2个百分点以上.     

中导向偏心注聚器及配套工具的研究与应用

为提高偏心注聚器的投捞成功率,综合考虑上、下两种导向方式的优缺点,开展了中导向偏心注聚器及配套工具的研究。该注聚器在常规偏心配水器结构基础上,将导向体上移至偏心工作筒中部,并可依据不同驱替介质分注要求更换根据不同功能设计的堵塞器,同时通过改变降压槽的规格来改变节流压差,减少能量及压力损失。室内实验表明,采用该偏心注聚器的分注管柱的一次投捞成功率达到98%,节流元件在70 m3/d流量范围内,最大节流压差可达到2.5 MPa,对聚合物溶液黏损率小于9.2%。现场应用表明,应用该注聚器的分注管柱一次投捞成功率95.6%,较原有技术提高6.9%,2~3层分注井投捞、验封和流量调配有效用时1.5 d左右,较原有技术提高40%。该偏心注聚器的性能可完全满足二、三类油层聚合物驱分注的要求。     

渤海油田高压差注水井两层分注工艺设计及应用

根据渤海油田完善注采井网需要,部分采油井转注后需上返射孔防砂完井,实现2个层段的分层注水,但由于两注水层层间压差较大,层间干扰大,实际操作调配难度大,常规注水工具无法满足配注要求。基于渤海油田高压差注水井两层分注要求,设计了配水工作筒及配套的配水器芯子,提出了高压差注水井两层分注工艺。渤海中部某油田A井应用表明,本文提出的高压差注水井两层分注工艺可以实现较大压差注水井的两层分注,提高注水驱油效能,能够成为渤海油田注水井提质增效新的有效手段。     

分层注聚井智能测调技术

现有聚合物驱分层注聚井钢丝投捞测调工艺测调效率低,且无法对分层层段注入参数实施全过程监控。研究形成的分层注聚井智能测调技术设计试验了一种间隙连续可调的高效低黏损分层注聚用水嘴,调节行程更短,测调效率更高;将流量计、压力计、可调水嘴和流量控制装置集成在井下配水器上,通过电缆与地面智能控制系统进行通讯,实现分层聚合物流量、压力等参数的实时监测和聚合物流量的低黏损在线控制。现场6口井成功应用,实现了聚驱分注井智能测调,获取了准确的井下压力和流量等相关参数,指导了聚驱开发方案的优化。该技术为聚驱方案调整和动态优化提供了一种全新技术手段。     

三元复合驱偏心分注技术

随着三元复合驱驱油技术在大庆油田的开展,三元复合驱驱替对象已转向渗透率更低、层间差异更大的二、三类油层,由于存在着层间矛盾大、层段多的问题,需要通过多层分注来缓解层间矛盾。针对这种情况,对现有分注工艺的工艺性能、应用情况进行了比较、分析,然后针对三元复合驱的特点提出了一种新的三元复合驱偏心分注工艺设想,可通过特殊结构的偏心配注器来控制分层注入压力,调节分层配注量,从而实现三元复合驱多层分注。介绍了该分注技术的工艺原理、管柱结构,并针对三元复合驱注入过程中的结垢问题,提出了几种防垢措施。     

大庆油田化学驱分层注入技术现状与发展趋势

化学驱分注技术已成为高含水油田提高采收率、保障油田可持续发展的重要技术手段。大庆油田根据不同油层类型、不同开发阶段需求,形成了较为成熟的注聚工艺体系,取得了较好的开发效果。目前已形成以“全过程一体化分注技术”为主体的化学驱分注技术,实现了同井分层注入量与分子量的双重调节,一趟管柱满足空白水驱、化学驱及后续水驱2～7层分注需要,测试工艺与水驱兼容,投捞、验封、流量测调全电控。随着油田生产的发展,化学驱开发规模的不断扩大引发了现场应用中的新问题：分注井测试工作量逐年增多,班组测调能力已达极限;分注合格率下降快,测调周期缩短;开发油层向渗透率更低、隔层更薄、厚度更小的油层转变等问题,为此提出了结合自动监测、远程控制等自动化技术,以实现化学驱分层注入技术监测与调整智能化的新工艺,同时研发了小卡距和小隔层细分工艺,为油田化学驱分注进一步高质、高效开发提供技术参考。     

埕岛油田CB22F化学驱先导试验区采油工艺优化研究

埕岛油田主力层系馆上段目前综合含水已达83.7%,采油速度1.6%左右,呈现出产量下降、含水上升、开发成本逐年增长趋势,水驱开发稳产难度逐渐增大,急需转换开发方式以提高采油速度和采收率,因此对海上化学驱进行了整体规划部署,并选取了CB22F平台作为先导试验区。简述了CB22F区块概况,对主导工艺现状进行了分析,从注入井防砂、分层注聚、油井防砂和举升工艺四个方面对化学驱关键注采技术进行了优化研究,并针对注入工艺开展了陆地现场试验,试验结果表明,分层防砂和同心分层注聚双管分注工艺能够满足低剪切注入的要求。     

大庆油田机械分层注聚技术的研究及应用

大庆长垣油田主力油层聚合物驱三次采油自1991年开始进入工业性矿场试验以来，应用规模不断扩大，聚驱对象由主力油层转变为二类油层，并开展三类油层聚合物驱的先导性试验。聚合物驱可以扩大波及体积，但不能从根本上解决层间矛盾，必须进行分层注入，以改善聚驱效果，为此，大庆油田最早发展了双泵双管分注工艺管柱。随着聚驱对象的转变，渗透率降低，分注层段数增加，为适应不同时期聚驱开发的需要，聚驱分注技术以提高注聚效果和降低成本为目的，发展应用了双泵双管分注工艺、单泵双管分注工艺、单管同心环形降压槽分注技术、单管桥式偏心分注技术、分质分压注入技术。对聚驱注入剖面调整起到了极为重要的作用。     

濮城油田特高含水期高压分层注水工艺技术

针对濮城油田特高含水期高压分层注水工艺存在的不足,研究开发了新型偏心分层注水技术和液力投捞分层注水技术,现场应用表现该技术能解决现场多级高压分注和斜井分注工艺技术,基本解决了濮城油田特高含水期不同井况分层注水的需要。     

自分流式井下调压注聚工艺技术研究及应用

受驱替相变化的影响,注聚油层吸聚状态不稳定,注入压力波动严重,造成层间压差流量多变,致使分层流量测调频繁。鉴于此,研究了自分流式井下调压注聚工艺技术。该技术通过井下低剪切自分流装置实现高、低压层的自动分流和调压,并且保持高、低压层恒定的分流比例,省去了后期的分层调配。通过试验形成了分流比2∶1和3∶1型井下调压注聚工艺,采用该工艺可实现对各层注入量的比例分配,同时在注入层压力波动时进行压力补偿,保持各层注入量恒定不变,实现注聚井分层后的高效注入。该技术实现了能量的合理转换,达到了节能降耗的目的。