稠油井杆套循环加热举升工艺

针对胜利油田稠油开采过程中常用的井筒举升降黏工艺的的缺点,在空心双管热流体密闭循环降黏工艺的基础上,研制出一种在空心杆与泵上油套环空密闭循环掺水的井筒举升降黏工艺。该工艺具有掺水量充足、热交换充分、循环系统独立等特点,在现场应用中取得了良好的井筒降黏效果,为稠油井井筒的高效举升开辟了新途径。     

辽河油田稠油井套管损坏原因分析与治理措施

通过对辽河油田油水井套管损坏情况的全面调查与分析，找出了造成辽河油田稠油井套管损坏的主要原因，并提出了相应的预防措施；针对套管损坏的不同程度，提出了相应的修复复产治理技术，即套管加固密封工艺技术、爆炸整形修井工艺技术、套管补贴工艺技术、取换套管工艺技术、套管内例钻工艺技术、电潜泵和电缆打捞磨铣工具的研制等。实践证明，这些技术能够针对辽河油田的实际情况，有效预防套管损坏井的发生和恢复部分因套管损坏严重而停产的油水井的生产，为油田稳产、上产创造有利条件。     

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。     

二连油田套变井分注工艺

阿南油田为低渗透砂岩油藏,油层物性差,层间矛盾突出,油田受"双高"注水、断层导水因素的影响部分水井相继发生了套管变形,经40臂井径仪测试,套变井套管最小通径100～122 mm,普通(O)114 mm的封隔器无法坐验封,影响了分注工艺的实施.为改善层间矛盾,提高开发效果,研制出K341-95型扩张式水力密闭小直径封隔器、KHD-92型空心配水器、投捞器等分注工具,现场实施投捞成功率100%,测试成功率100%.     

超深超稠油井矿物绝缘电缆加热降黏工艺研究与应用

塔河油田碳酸盐岩油藏为超深超稠油油藏,原油在井筒2000~3000 m处开始失去流动性。井筒加热降黏工艺由于受常规电加热杆加热深度限制,无法适应黏温拐点大于2000 m油井需要。矿物绝缘加热电缆以连续高品质铜线为发热导体,特种矿物材料为绝缘层,具有发热效率高、质量轻强度大、加热深的特点,加热深度可达3000 m以上。结合塔河油田TH12177CH井生产情况及矿物绝缘电缆特点,开展了矿物绝缘电缆加热降黏工艺设计,试验后井口温度提高了38℃,节约稀油率可达56.4%。     

注水开发油田泥岩层套管蠕变损坏机理研究

注水开发油田的套管在泥岩层中发生对称缩径变形而损坏,这是由于套损段周围的泥岩进水软化后,岩石力学特性发生变化,改变了作用在套管上的非对称外挤蠕变载荷的分布并加大了该载荷所致。鉴于此,根据泥岩含水量与泥岩力学特性的关系,建立了套管水泥环泥岩蠕变力学模型,研究了围岩弹性模量对蠕变载荷大小及分布的影响,以及在该载荷作用下套管弹塑性变形的规律,揭示了在注水开发一段时间后套管往往受蠕变载荷作用而损坏的机理。     

ZYY341—110小直径封隔器在套变井中的应用

针对油田开发后期套变井增多,常规分注工艺采用的Y341—114型封隔器不能满足套变井分注的难题,研制开发了ZYY341—110小直径封隔器。这是一种水力机械压缩式封隔器,适用于套管变形后内通径大于110mm的井的分注卡漏,结构简单,组装试压方便,设计有平衡机构、锁紧机构,后坐距为零,密封可靠。21口井的分注试验表明,封隔器现场施工成功率达到100%,密封性好,有效期长,平均有效期为294天,最长的已达到387天。该型封隔器现已在中原油田采油三厂套变井的分注卡漏中全面推广应用。     

TP100H套管在超稠油热采井中的应用

针对热采井套管损坏日益严重，制约热采油井正常生产这一问题，研究开发了适合于超稠油热采井需要的TP100H套管，经现场应用效果明显，可使套管损坏率下降20个百分点以上，从而保证了热采油井的正常生产。     

超细水泥在稠油井中的应用

针对化学堵水、普通水泥封堵、机械封堵等存在的局限性，研究开发了超细水泥。对其技术性能及使用范围进行了研究，并在曙1－35－329井、锦95井、锦45－7－22cp井段进行了应用，封堵一次成功。     

热水添加氮气泡沫驱提高稠油采收率研究

利用物理模拟实验和油藏数值模拟技术,研究了稠油油藏蒸汽吞吐后期转热水添加氮气化学剂泡沫驱提高稠油采收率的开采机理;对合理工艺参数进行了优化,包括化学剂注入速度、注入浓度、气液比、注入方式及段塞大小等.在此基础上,针对辽河油田锦90块的油藏地质特点和开采现状,进行了开发指标预测,设计了先导试验方案.热水添加氮气化学剂驱油技术在矿场先导试验井组中已取得了较好的开采效果,单井组累积增油21378t.目前已扩大到9个井组进行试验,预计这种技术将成为此类稠油油藏蒸汽吞吐后期有效的接替方式.     

稠油热采井套管的预应力分析

以暴露于热蒸汽中的目的层套管为研究对象,根据弹性力学理论,首先给出了套管在热应力和非均匀地应力作用下的三轴应力表达式,然后利用对套管施加预应力来降低套管的轴向热应力,使得套管的有效应力控制在相应温度下套管的最小屈服极限内为原则,得到了热采井套管三轴预应力设计方法,并对辽河油田常用的N80钢级套管进行了预应力设计分析,给出了该套管在不同注汽温度和井深条件下所应使用的径厚比及相应的预应力值。研究表明,拉预应力在一定范围内有利于提高套管的安全性,传统的单轴预应力设计方法具有明显的缺陷,建议以后稠油热采井在进行预应力设计时应考虑热应力和实际非均匀地应力的共同作用,以及油层出砂对套管产生的影响。     

油水井套管损坏类型及机理分析

由于长期注水开发,加之频繁的措施作业及井身结构、完井固井质量、套管材质及腐蚀等诸多因素的影响,近几年,各油田套管损坏速度呈直线上升趋势。在充分现场调研的基础上,系统研究了油田套管损坏的各种类型,分析了造成套管损坏的各种因素和生成机理,提出了油田开发实践中避免或减少套管损坏的具体措施和建议。     

Injection of biosurfactant and chemical surfactant following hot water injection to enhance heavy oil recovery

This study investigates the potential of enhancing oil recovery from a Middle East heavy oil field via hot water injection followed by injection of a chemical surfactant and/or a biosurfactant produced by a Bacillus subtilis strain which was isolated from oil-contaminated soil. The results reveal that the biosurfactant and the chemical surfactant reduced the residual oil saturation after a hot water flood. Moreover, it was found that the performance of the biosurfactant increased by mixing it with the chemical surfactant. It is expected that the structure of the biosurfactant used in this study was changed when mixed with the chemical surfactant as a probable synergetic effect of biosurfactant-chemical surfactants was observed on enhancing oil recovery, when used as a mixture, rather than alone. This work proved that it is more feasible to inject the biosurfactant as a blend with the chemical surfactant, at the tertiary recovery stage. This might be attributed to the fact that in the secondary mode, improvement of the macroscopic sweep efficiency is important, whereas in the tertiary recovery mode, the microscopic sweep efficiency matters mainly and it is improved by the biosurfactant-chemical surfactant mixture. Also as evidenced by this study, the biosurfactant worked better than the chemical surfactant in reducing the residual heavy oil saturation after a hot water flood.     

Geochemical evaluation of low salinity hot water injection to enhance heavy oil recovery from carbonate reservoirs

Although low salinity water injection (LSWI) has recovered residual oil after the conventional waterflood, highly viscous oil has remained in heavy oil reservoirs. Hot water injection is an economic and practical method to improve oil mobility for viscous oil reservoirs. It potentially controls temperature-dependent geochemical reactions underlying the LSWI mechanism and oil viscosity. Therefore, this study has modeled and evaluated a hybrid process of low salinity hot water injection (hot LSWI) to quantify synergistic effects in heavy oil reservoirs. In comparison to seawater injection (SWI) and LSWI, hot LSWI results in more cation ion-exchange (Ca²⁺ and Mg²⁺) and more wettability modification. Hot LSWI also reduces oil viscosity. In core-scaled systems, it increases oil recovery by 21% and 6% over SWI and LSWI. In a pilotscaled reservoir, it produces additional oil by 6% and 3% over SWI and LSWI. Probabilistic forecasting with uncertainty assessment further evaluates the feasibility of hot LSWI to consider uncertainty in the pilot-scaled reservoir and observes enhanced heavy oil production. This study confirms the viability of hot LSWI due to synergistic effects including enhanced wettability modification and oil viscosity reduction effects.     

深层稠油热水添加N2泡沫段塞驱开采可行性研究

针对深层稠油油藏，利用热采物理模拟技术，研究了热水添加N2泡沫段塞驱提高采收率的可行性。研究结果表明：热水中加入N2泡沫剂驱替时，能有效地提高驱油效率；泡沫液膜的高剪切可使原来吸附在岩石表面的油膜剥蚀下来，降低残余油饱和度；泡沫剂及N2段塞驱替时，泡沫流动产生的高压力梯度，既可以克服毛细管力作用，又可以迫使注入水转向，提高波及体积。该种开发方式为那些埋藏较深，既不适合注蒸汽，也不适合采用常规水驱的稠油油藏的开发提供了一定的借鉴。     

塔里木油田油水井套损规律及对策

基于对塔里木油田套损现状与规律的分析研究,认为造成油田油水井套损的因素主要有6个方面:①套管外存在塑性地层或高渗透地层;⑦井身结构不合理;⑦钻井设计水泥返高不够或固井质量不合格;④套管分级箍存在质量问题(主要是新井);⑤套管腐蚀、作业磨损以及特殊施工对套管造成损坏,使之抗外挤能力下降;⑥开发方式不合理.针对油田套损现状和分布规律,制定多学科协作的套损井综合"防"、"诊"、"治"对策,对于已发生套损的井,采取井下作业坐封打压、工程测井、静温梯度法3种技术综合找漏,找漏结果统计表明,1998-2009年,已有71口油水井发生套损,确认套损点87个.在精确定位套损部位后,择优选取挤水泥、下封隔器,下胀管补贴等措施补漏,对已发生套损的57口井实施了补漏,有46口井恢复了生产,有效率达80.70%.     

稠油水驱降粘开采新技术实验研究

针对渤海SZ36—1油田的地质特征，研究筛选了适合海上稠油油田水驱降粘开采的复合降粘体系。该体系具有用量少、成本低、降粘率高、适应性强、稳定性好等优点。岩心流动实验表明：在注入水中加入复合降粘体系，能有效改善水驱效果，采收率在常规水驱的基础上提高近12个百分点，降粘率在95％以上，可达到高效经济水驱降粘开采稠油的目的。     

双管分注工艺在稠油定向井的应用

鲁克沁深层稠油油田进行注常温清水开发,应用常规工艺分注后,因套管尺寸大、注水压力高、原油黏度高以及井斜等多因素影响,投捞测试成功率低,冲检频繁,严重制约油藏水驱开发效果。结合稠油油藏特点,对定向分注井进行了双管分注工艺研究与应用。该工艺避免了井下投捞测试,在地面即可实现小层恒流量精细注水、计量、调配,分层压降测试与选层酸化或调剖等,达到了延长冲检周期与降低成本的目的,具有较好的推广前景。     

深井、超深井套管磨损后剩余强度分析

建立了磨损套管的三维有限元模型,结合N80套管实际尺寸和材料参数,模拟计算了不同磨损形态、磨损长度及深度对磨损后套管剩余强度的影响。计算结果表明,套管磨损深度和壁厚不变时,磨损套管的剩余抗拉强度与磨损长度成指数反比例关系,剩余抗挤强度与磨损长度成指数正比例关系;当磨损长度一定时,套管剩余抗拉强度和抗挤强度随磨损深度的增加而线性降低。根据数值模拟计算结果得到了磨损套管剩余强度与磨损长度、磨损深度之间关系的计算公式,为校核、计算套管磨损后剩余强度提供了参考。     

反相分散减阻剂在复杂断块稠油井的应用

台兴油田兴北3断块是复杂断块普通稠油油藏,投产初期采用电加热降粘工艺。针对电加热工艺能耗高的问题,优选反相分散减阻剂进行降粘,结果表明反相分散减阻剂在稠油中的渗透性好、作用速度快、降粘效果明显,不但有利于降低流体粘度、减小悬点载荷和流程回压,而且用量少、成本低,投入产出比大于1:2。该药剂加药工艺简便,投资少,适合在井数少、油井相对分散的复杂断块稠油油藏中推广应用。