较高黏度垂直气液两相环状流转变界限研究

针对稠油注气开采过程中井筒多相流流动参数难确定的问题,研究了稠油举升过程中井筒内气液两相流的流动型态。通过开展较高黏度流体垂直管气液两相流试验,借助高速摄像机观察不同油品黏度(60、100和290 cp)、不同液相表观流速(0.2、0.5和0.8 m/s)条件下管道中的环状流转换现象,以气液两相流理论与流体动力学为基础,提出了一种考虑液相黏度的井筒气液两相环状流形成的判别方法,即在气液两相间滑脱速度与液体黏滞力和重力引起的速度损失相等时,环状流开始形成,以此建立了环状流转变界限模型。在试验工况下,新模型可以准确地预测环状流的形成,但随着液相流速的增加,环状流逐渐接近判别界限。研究结果为进一步开展较高黏度气液两相流流动规律研究奠定了基础。     

多相流量计在渤海稠油油田的应用研究

针对渤海稠油油田稠油普遍存在乳化现象,对于稠油的计量,为避免因油水密度差小难以进行重力分离以及流体黏度高所导致的计量结果误差大的问题,选择了多相流量计。论述了多相流量计的计量原理、模型处理方法,并与HPT(高性能分离测试装置)的计量数据进行了对比。现场试验表明,在进行监测的9个月时间内,QHD32-6油田的计量校正系数在0.9～1.1之间波动,验证了MFM-2080/M-2多相流量计单井计量结果的准确性。同时,通过对计量校正系数的跟踪,验证了MFM-2080/M-2多相流量计的稳定性较好,能够满足现场需要。     

自喷井井筒参数及井底压力的电算

本文根据油、气、水多相混合物变量代替流动特性变量,修正单相稳态流动方程的原理,建立自喷井的流动规律;提出了对沿自喷井井筒9个参数的技术处理方法;得出了图示自喷井井筒参数的电算框图和程序;从理论上计算出了自喷井的井底压力值。     

流动型态对气液总压降的影响实验研究

针对深层稠油在井筒举升过程中形成多相混合流体造成原油举升困难的问题,采用高温高压井筒模拟装置,在高温高压实验数据基础上,依据前人模型,推导并修正得出油气水三相压降计算模型,实验数据与模型拟合度高达0.98以上,并得出不同气液比下的气相分布因数C_(og)值。实验结果表明,泡状流的C_(og)值最小,气相分散程度高,气液混合物分布均匀,对气液总压降的降低效果最为显著。因此,气液流态保持在泡状流区间,更有利于生产。流动型态对气液总压降的研究为稠油开采中举升压降的精确预测提供了新的思路。     

气举试验基地多相流实验平台建设

针对当今多相管流预测技术所存在的一些局限,以建立一套具有国际先进水平的多相管流实验平台为目标,根据该平台所需解决的问题,设计出相关的实验平台装置,介绍了各个装置在此平台里的作用,并给出了这些装置所达到的技术指标。该平台能进行气水、气油、油水、油气水等多种流体,在0~90°倾角、常温~90℃、常压~3.5MPa、液流量0~500m3/d、液黏度0~1000mPa·s、气流量0~50000m3/d范围内的多相管流动态研究。借助此平台进行多相管流实验,可为油气田开发中的多相管流计算问题提供技术支持。     

水平井筒中气-液两相流漂移模型研究

基于诸多学者关于垂直管道气-液两相流漂移模型中分布参数和漂移速度的一般规律的研究,采用理论分析和实验研究相结合的方法,提出了水平井筒气-液两相流漂移模型中分布参数和漂移速度的相关式;依据水平井筒模拟试验段上多相流动实验数据,采用参数模型优化的方法,确定了漂移模型中的待定参数,得出了完整的水平井筒气-液两相流漂移模型。     

油、气、水混合物垂直管流的压降计算——阻力系数法

(一)前言在石油、化学和原子能等工业中,都涉及到多相管流的问题。在石油开采中,为了使自喷井油管中的油、气、水混合物流动处于最优的工作状态,以提高油井产量,有必要开展垂直管中油、气、水混合物流动规律的研究。本文探讨了油、气、水混合物垂直管流的压降计算,它涉及到油、气、水混合物的性质和产量、井深、油管尺寸与压强之间的定量关系。     

长庆页岩油多相结蜡特性与清管周期研究

页岩油作为一种非常规油气资源，其特性在全寿命开采周期内与常规石油资源差别较大。而目前国内大部分油田和设计单位仍以常规油田技术模式实现页岩油集输，这种保守的技术模式造成了能耗较高的问题。为提高开发的整体效益，实现集输系统能量最优利用的同时保证集输管道安全运行，开展长庆油田华H100平台原油集输管路多相流结蜡特性研究，利用室内控温油气水三相流实验系统，结合国内外已有的油-气、油-水、油-气-水多相结蜡规律模型以及油田生产实际，分析了含水率、温度、混合流速和气液比等因素对原油结蜡特性的影响规律，绘制不同工况条件下的蜡沉积速率曲线，并找出导致不同蜡沉积速率的原因。基于实验数据，建立结蜡速率、压降梯度与管径、流速、含水率、气液比和温度之间的关系模型。同时，利用达西公式和伯努利方程进行推导，根据现场井口回压与进站压力，得出适用于长庆油田华H100平台集输管道清管周期的计算关系式。此研究为解决管路结蜡问题提供了理论依据，为页岩油无杆采油地面多相集输工艺优化奠定了基础，达到集输系统优化简化、节能降耗的目的。     

文昌油田群海底管线段塞流试验研究

为消除严重段塞流对设备及油田生产的影响,以文昌油田群第二条输送线路为研究对象,建立模拟试验装置,对海底管道多相流的流动状态及参数变化等进行试验研究,分析了出现的各种流型特征。针对空气-白油(LP-14)-水多相流的流型图,研究了流型变化的机理,给出了严重段塞流发生的条件,并在此基础上分析了严重段塞流发生周期循环过程以及流动的周期长度、液塞长度、气液流出速度与入口气液流量的关系。研究结果表明:长液塞流出上升管时的速度会有一个突跃,对出口阀门以及捕集器等设备的冲击非常大;长液塞长度随着气相折算速度的增大而减小,随着液相折算速度的增大而增大;下倾角会加强严重段塞流,使段塞周期延长;在空气-水-油三相中,由于油的黏度和油气的强烈混合等因素导致油气水三相严重段塞流更加复杂;随着液相黏度的进一步提高,严重段塞流已经不易发生,若发生则其流量区域也明显减小;采用出口节流阀能有效控制严重段塞流的发生,但是1%的阀门开度会对出口节流阀性能造成巨大的影响,使其更加容易被破坏。研究结果可为进一步探索合理可行的消除严重段塞流的方法提供参考。     

稠油油藏启动压力梯度实验

国内外对稠油油藏启动压力梯度主要进行了理论研究,实验研究很少,且多采用管流模型,较少考虑黏度对启对压力梯度的影响,这与稠油在真实岩心或油层中流动状态相差很大。根据稠油油藏渗流特点,设计了合理确定稠油启动压力梯度的实验测试方法,并利用克拉玛依油田天然岩心,研究了存在束缚水情况下稠油油藏的启动压力梯度和流速与压力梯度关系;通过对实验数据回归,得到了启动压力梯度、流速—压力梯度曲线参数与岩石气测渗透率、流体黏度关系的经验公式。实验结果表明,原油黏度对稠油油藏启动压力梯度的影响大于储集层物性的影响;将研究结果应用于稠油油藏,给出了根据启动压力梯度确定极限泄油半径和合理井距的理论计算方法,为稠油油藏的合理开发提供了较可靠的依据。     

塔河油田超深自喷井流态特征分析

针对塔河油田油藏埋藏深、原油粘度高、井筒热损失大导致自喷困难的实际问题，根据热量传热原理和两相流动理论，建立了自喷井中产出液沿井筒流动与传热的热力学模型。运用该模型计算了塔河油田5口稠油井产出液沿井筒的温度和压力分布。计算结果表明。随着产出液沿井筒的举升。压力逐渐减小，温度不断下降。当温度下降到一定数值时。原油粘度明显增大，即对应原油的拐点温度出现。因此，可以根据流态特征来估计该原油的拐点温度，为选择合适的降粘方法和降粘深度提供了技术指导。     

塔河油田超深井井筒掺稀降粘技术研究

基于热量传递原理和两相流动理论,建立了井筒掺稀油降粘工艺中产液沿井筒流动与传热的热力学模型。计算了产液沿井筒的温度分布和压力分布,同时进行了不同掺稀条件下降粘的室内实验。运用该模型结合实验结果对塔河油田稠油井掺稀降粘效果进行了计算,分析了不同工艺参数对掺稀降粘效果的影响。结果表明,井筒掺稀油降粘工艺适合于含水率低于20%的油井,开式掺稀油反循环比开式掺稀油正循环生产更有利于提高降粘效果,塔河油田井筒掺稀降粘合理的掺稀比率为1:2至1:1。     

环烷酸对高沥青质含量稠油乳状液稳定性的影响

以高沥青质塔河稠油为研究对象,从中分离出沥青质,配制成模型油乳状液;从辽河、苏丹原油中分离出天然羧酸,考察原油中天然羧酸对塔河沥青质模型油乳状液稳定性的影响。 结果表明,天然羧酸可以起到类似于胶质的作用,通过对沥青质的分散作用,降低沥青质模型油乳状液的稳定性。 有机羧酸和烷基芳磺酸可以起到与天然羧酸类似的作用,而且烷基芳磺酸降低模型油乳状液稳定性的能力更强。     

乳化稠油堵水技术在高温高盐油藏中的应用

以塔河油田为例,对乳化稠油堵水技术在高温高盐油藏中的应用进行了研究。使用非离子与阴离子乳化剂复配体系,且添加固体粉末提高乳状液黏度和稳定性,筛选出最佳乳化体系:3%CI-18+1%C22SC+4%沥青粉。结果表明,该乳化体系配制的W/O乳状液具有黏度高、耐温抗盐能力强且热稳定性高。物理模拟实验表明,该乳化稠油堵剂具有较好的堵水性能和耐冲刷性能。     

一种新型油溶性稠油降黏剂的制备与评价

以多乙烯多胺、1,2-二氯乙烷、十八酰氯为原料,甲苯为溶剂,通过两步法合成了一种新型的稠油油溶性降黏剂,并找出了降黏剂的最佳合成条件:n(二乙烯三胺)∶n(1,2-二氯乙烷)∶n(十八酰氯)=3∶1∶1,第一步主链反应的温度为30℃,反应时间为2h,单体浓度为55%;第二步接枝反应温度为室温,反应时间为4h,单体浓度为80%,滴加十八酰氯与甲苯的混合液,时间为120min。室内研究表明:在温度为50℃时,降黏剂的加入量为稠油质量的1%,对塔河32#稠油具有43%的降黏率。     

塔河油田稠油开采工艺新进展

分析了塔河油田主力储层奥陶系碳酸盐岩油藏影响稠油井正常生产的主要因素,研究优化了相应的技术对策（主要是井筒举升工艺）,为保证油田稠油的正常生产,提高稠油的开采效果和采收率作了深入的技术支持分析.     

塔河油田油溶性降黏剂的制备

以丙烯酸高碳醇酯苯乙烯共聚物、丙酮、无规聚醚、乙二醇、有机溶剂为原料,制备了适用于塔河油田的降黏剂,确定了降黏剂最佳配方:m(丙烯酸高碳醇酯苯乙烯共聚物)∶m(丙酮)∶m(无规聚醚)∶m(乙二醇)∶m(有机溶剂)=17∶7∶15∶8∶53,并评价了其降黏效果。现场应用结果表明,塔河油田使用降黏剂开采稠油,平均产油量35.1 t/d,平均节约稀油量21.5 t/d。     

油溶性ASM稠油降粘剂的研究

针对高粘原油的特性，合成了一种丙烯酸酯—苯乙烯—马来酸酐三元共聚物(ASM)油溶性稠油降粘剂，确定了最佳反应条件，并对降粘性、粘温性，以及与表面活性剂复配后的降粘性进行研究。结果表明，ASM的降粘效果明显，具有较好的开发应用前景。     

Effect of organic alkali,n-alkanol,and nonionic surfactant ternary compound system on viscosity reduction of viscous crude oil

To reduce the viscosity of viscous crude oil and flow resistance, the effect of a ternary compound system including organic alkali, n-alkanol, and nonionic surfactants on viscous crude oil viscosity reduction was studied. The results showed that n-alkanol effectively reduced the droplet size of an emulsion and the viscosity of viscous crude oil and improved the fluidity of viscous crude oil. Of the low-carbon n-alkanols, n-pentanol has the best viscosity-reducing effect. The organic alkali avoids the phenomenon of fouling and corrosion caused by inorganic alkali and reacts with the acidic macromolecular components in viscous crude oil to generate alkanolamides, which produce synergistic effects with nonionic surfactants and reduce the interfacial tension between oil and water. In the ternary compound of organic alkali, n-alkanol, and nonionic surfactant, the viscosity reduction effect of viscous crude oil is significantly enhanced compared with that of a single reagent. The viscosity reduction rate of viscous crude oil of the diethanolamine ternary compound system reached 98.1% and was the best choice by experimental validation. It is shown that a reasonable formula of compound system and dosage can significantly reduce the viscosity of viscous crude oil.     

流速对井筒降粘及地面油水混输管线降粘的影响

分析了油水流速对流动状态的影响，水平管线中随流速增加出现了6种流动状态；油井井筒中随流速提高到临界流速后出现了油水或水连续相流动，试验得出提高油水混合流体流速也可实现降粘开采输送，并将理论应用于地面油水输送管线及油井举升中取得明显效果。