稠油热采不压井作业工艺管柱

针对稠油井注汽后进行压井作业时压井液容易进入地层,吸收地层热量,降低开采效果的问题,进行了稠油热采不压井作业工艺管柱研究.研制的高温高压井下开关可在注汽时打开注汽通道;油井作业时关闭注汽通道.高温高压井下开关采用捅杆来控制,内部采用弹簧伸缩及轨道销钉在轨道管上滑动来实现机械式反复启闭,密封总成采用耐高温高压的组合式密封,外管通道外设计有防护罩,使注入蒸汽经过防护罩的缓冲再进入油、套环空,有效保护套管.在稠油热采井中采用该工艺管柱,可以在注汽后转抽时避免压井作业,减少作业过程中洗井、压井等工序对地层造成的冷伤害,最大限度地提高蒸汽热利用率,并保护油层和套管,提高稠油油藏蒸汽吞吐效果.     

组合式多功能热采泵的设计研究

组合式多功能热采泵在结构上采用了上、下2个同尺寸管径的工作筒,2个同径柱塞,1个中心导油管来实现大泵深抽强排技术,在上下泵筒之间增加一套环流注汽阀,实现下放杆注汽,在转抽时上提杆柱使柱塞进入工作位置,实现不动管柱转抽技术。该热采泵集下放管柱注汽技术、不动管柱转抽技术、检泵自动泄油技术及深抽强排技术于一体,具有注汽流道面积大、排液量大、泵效高、操作简便、安全可靠和高效节能等优点。现场试验表明,它可提高热采油井综合效率10％～15％,提高采油强度40％～50％。     

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...     

不动注汽管柱转抽井抽油杆柱最小上提距离的确定

不动注汽管柱转轴井成败的关键之一是:修井时抽油杆柱上提距离是否合理。本文对不动注汽管柱转抽井,注汽前抽油杆柱最小上提距离进行了讨论分析,并推导了最小上提距离的计算公式,给出了计算实例。为不动注汽管柱转抽井正常工作奠定了基础。     

不动注汽管柱转抽井抽油杆柱最小上提距离的确定

不动注汽管柱转轴井成败的关键之一是:修井时抽油杆柱上提距离是否合理。本文对不动注汽管柱转抽井,注汽前抽油杆柱最小上提距离进行了讨论分析,并推导了最小上提距离的计算公式,给出了计算实例。为不动注汽管柱转抽井正常工作奠定了基础。     

套管柱和注汽管柱热弹性力学分析

结合固井和热采过程,分析了套管和注汽管柱在井内的受力状态,导出了注汽过程中套管和注汽管柱内各种应力的计算公式,给出了套管和注汽管柱强度校核方法。     

海上热采井高效注汽及监测工艺研究与应用

渤海油田采用现有热采注汽管柱注汽时井底蒸汽干度低,达不到方案设计要求,同时注汽管柱自身无长效测试功能。 为进一步提升海上油田注汽工艺管柱性能,开展了高效注汽及监测工艺管柱研究。 通过模拟计算,明确了影响注汽管柱隔热效果的影响因素,研制了气凝胶隔热管＋隔热接箍组合管柱,提升了注汽效果;以高温光纤测试技术为基础,结合海上热采井特点和测试需求,优化设计了长效测试工艺。 现场试验表明,高温光纤测试工艺首次成功实现了海上热采井全井筒长效测试,可满足海上热采井长效测试技术需求;通过高温监测数据进行拟合计算,应用高效注汽工艺后,井底干度可达 0.50 以上,注汽效果大幅提升。 配套形成的高效注汽及监测工艺管柱将进一步提高海上稠油规模化热采开发效果。     

稠油热力开采转抽技术

根据吞吐井自喷周期短、井下温度高、出油管线回压高以及井浅等特点和常规转抽方法存在的问题,阐明了开展不动注汽管柱转抽油工艺技术研究的重要性。此外,还较详细地介绍了新研制成的吞吐井停喷后,不需修井能直接转抽的不动注汽管柱转抽工艺,并根据这套工艺的性能和现场应用情况,阐明了所节约的直接费用和该工艺总的经济效益。     

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。     

稠油热采中深井高效注采工艺技术研究与应用

河南油田稠油热采中深井注采管柱主要以隔热油管+热敏封隔器+抽稠泵的隔热注采一体化管柱为主,具有原油黏度高、油层埋藏深及举升泵径大的特点,在注采过程中存在原油进泵困难、注汽过程中井筒热损失大及注汽节流大等问题,降低了注汽及采油效率。针对上述问题,开展了高效注采工艺技术研究,研制配套了大流道抽稠泵、大通径注汽增效器、防脱隔热衬套及可传扭隔热伸缩管等工具。通过室内及现场试验证实,该技术达到了预期的设计目的。     

库车山前深层高温高压气井多封隔器分层压裂工艺

库车山前区域深层高温高压低孔低渗气藏多封隔器分层压裂作业易发生封隔器失效、钢球堵塞管柱及射孔段下部替液不干净等问题,成为影响储层改造作业成功的关键问题。为解决上述问题,在完井管柱上加装了伸缩短节并延伸管柱至射孔段底界;研发了一种高强度铝合金可溶球,以三聚氰胺为过渡层的复合有机硅树脂涂层为其特殊保护膜,其承压强度在69 MPa以上且溶解速度先慢后快;研发了一种全通径压裂阀,采用棘爪式结构和投球打压方式,滑套打开侧孔时扩径通过球,使球移动至管柱底部,其通径可与下部封隔器保持一致,形成了适用于深层高温高压气井的多封隔器分层压裂工艺。现场累计应用14井次,未出现封隔器压裂时失效、管柱堵塞和替液不净等问题。分析表明:伸缩短节能够缓解温度效应和管内外压差产生的轴向力;可溶球满足压裂施工需求的同时,避免了滞留堵塞现象的出现;延伸管柱配合全通径压裂阀为射孔段替液和压裂液有效注入提供了通道,解决了射孔段钻井液沉淀堵塞和支撑剂沉积在井底的问题。多封隔器分层压裂工艺能够为深层高温高压气井储层压裂改造提供可靠技术支撑。     

天然气全焊接球阀开闭过程流场分析

全焊接球阀具备启闭速度快、密封性好及可靠性高等优势,在石化、天然气、冶金、电力和造纸等行业输送管道中应用广泛.全焊接球阀开闭过程中高速介质会对壁面产生一定程度的冲蚀腐蚀,阀体一旦泄漏或者关闭不严,会造成很大的损失.球阀的流场分布与阀门的安全使用寿命密切相关,分析阀体内的流场分布对球阀流道设计和密封设计具有重要意义.采用...     

往复泵自动球阀运动规律数学模型及计算

针对现有往复泵自动球阀运动规律数学模型存在的问题,修正并重建了描述自动球阀运动规律的精确微分方程组。该方程组是关于液缸内液体压力、泵阀升程及泵阀运动速度的常微分方程组,综合考虑了液体的可压缩性、魏氏效应、液体连续流动条件和泵阀的动力特性。应用数值方法建立了自动球阀运动规律的计算机仿真模型,通过数值模拟,得到各个参数对球阀运动动力特性影响的基本规律。     

井下压差式常通阀

井下压差式常通阀能够克服普通球座（投球式或带球式）进液效果差、易使封隔器误坐封、易沉积赃物、易砂埋的诸多弊端,利用液体截流产生压差进行工作,可实现分采管柱液压封隔器的坐封,既能满足普通油井的生产需求,又能满足大斜度井、大位移井、水平井等特殊井的生产需求,是一种新型井下工具。     

一种球密封储层保护工具研制及试验

孔洞型或裂缝发育型储层在后期修井作业时会发生大量压井液泄漏问题。研制了一种可多次回插球密封储层保护工具。通过有限元建模和试验,对球阀打开或关闭进行分析。计算和试验结果表明:球阀打开或关闭时,操作杆有效行程约为56 mm; 球阀关闭所需载荷大于球阀打开所需载荷; 球阀摩擦因数与球阀开启所需载荷呈非线性递增关系; 试验测得球阀的开启或关闭载荷约为20～30 kN,且满足70 MPa密封要求。该工具能有效阻止完井液漏入地层,降低完井成本。     

508mm(20英寸)通径中压球阀的试制

新研制的508mm(20英寸)中压球阀广泛用于石油、天然气、市政工程供气、供水等行业,该大口径球阀设计了新型C形金属密封环组件,用于自紧阀杆密封机构;在阀座与球体之间采用整体碟形弹簧和新型阀座密封填料,以保证高压密封,提高使用寿命;采用了空心球体结构和分段冲压成形加工工艺,有效地保证了球体的加工精度和质量,降低生产成本;对其中结构复杂的球体进行了ANSYS应力和变形分析计算,在结构设计中,充分考虑了球阀的密封、防火、启闭传动及制造工艺的要求。该产品最终按照APISpec6D(20版)《管线阀门规范》进行试验验收,其各项指标均达到设计要求。     

大斜度井段低沉没度工况排采泵阀动力学特性

目前对于煤系地层天然气井所配套有杆泵泵阀动力特性的研究,主要是移植和借鉴常规油气井抽油泵泵阀的分析方法,多针对油气井开采较高的沉没度,并没有考虑低沉没度和大斜度工况下的泵阀动力学和水力摩阻等参数的影响,也没有揭示水平井泵阀顺利开启所需要的具体条件。为此,综合考虑低沉没度和大斜度等因素耦合的影响,推导造斜段泵阀随井液运动微分方程组,建立有杆泵井液流经泵阀阀隙水力摩阻数学模型,基于数值模拟的方法研究了水平井泵阀动力学、水力摩阻与临界沉没度。研究结果表明:①低沉没度和大斜度耦合作用下,增大冲程和冲次会提高造斜段泵阀阀球的升程、速度和加速度,缩短加速度趋向平缓所用的时间,并且水平井泵阀开启瞬间阀球会出现短暂的周期性波动;②受弹簧力与阀球重力的双重作用,水平井有杆泵的临界沉没度明显低于直井工况且固定阀球伴随弹簧快速复位,这有利于顺利开启水平井的游动阀球和固定阀球并提高泵效;③增大冲程、冲次和泵径会使水平井有杆泵井液流经泵阀水力摩阻及其临界沉没度变大,并且增大冲程更有利于提高低流速井液入泵流速,但同时也会显著地提高临界沉没度。结论认为,该研究成果对于保障煤系地层天然气井连续稳定排采和提高有杆泵的可靠性都具有重要的参考意义。     

集气站分离器自动排液技术研究

现场生产实践证明，榆林气田电动球阀自动排液系统排液故障率高、液相计量误差大，电动球阀失灵时被迫进行手动排液，不但增加了自控仪表专业技术人员现场维护的工作量，而且控制稍不合适很容易使高压气体进入污水罐，集气站曾多次出现呼吸阀被冲坏的现象。通过对集气站分离器电动球阀自动排液系统应用现状的调查，分析了电动球阀自动排液和液位计量存在的问题，评价了2003年榆12站生产分离器试验天然气疏水阀的使用效果，提出了相应的工艺改造方案和措施，并在方案经济对比的基础上，确定了分离器排液工艺改造的实施方案，对彻底实现集气站分离器长期安全自动排液，减少员工工作量，降低安全风险起到了重要的指导意义。     

水平井分段压裂可钻式投球滑套的研制与应用

水平井分段压裂技术是目前开采低孔、低渗透油气藏的最好方法,而投球滑套是实现该技术的核心工具。为此,研制了水平井分段压裂可钻式投球滑套。该投球滑套有以下结构特点:①采用分瓣爪定位锁紧结构,可实现滑套打开后逆向锁紧,避免内滑套上行封堵喷砂口,影响油井排液以及后续生产;②防转销钉与内滑套沟槽的设计,实现了内滑套与外筒之间的周向固定,可以根据工艺要求对球座进行钻磨作业;③球座采用易磨铣球墨铸铁材料,后续施工钻除方便;④设计不同内径的球座,同时配合相对应的低密度球,可以满足水平井多段压裂的要求。现场应用结果表明,该投球滑套结构合理,操作简单,打开压力稳定,可满足12段压裂施工的要求。     

用多元回归法预测水基绒囊钻井液当量静态密度

由于地层温度、压力的影响,预测水基钻井液井下当量静态密度比较困难。水基绒囊钻井液的囊核包裹一定量气体,温度和压力不仅影响基液密度,而且影响囊核体积,使得井下当量静态密度变化规律更加复杂。室内研究首先用PVT实验仪测定密度为0.85 g/cm3的无固相绒囊钻井液在1~20 MPa、30~130 ℃下的密度,然后利用多元回归法处理测定的220个密度数据点,建立绒囊钻井液不同井深时的井下静态密度预测模型。此模型相关系数0.96、相对误差小于5%,可信度高。用该模型计算2 500 m井深时绒囊钻井液密度与磨80-C1试验井实际测量结果比较,相对误差小于4%,表明此模型可预测井下水基绒囊钻井液的当量静态密度。