多层管柱射流泵排采工艺参数优化

多层管柱射流泵排水采气工艺现场施工主要根据经验选择井下泵芯尺寸规格和配置地面注入泵的参数,施工前缺乏对相关施工参数地面优化计算的方法,导致在施工过程中出现排液效率低、重复调整井下泵芯尺寸、地面注入压力不匹配等问题。针对这一生产难题,进行了多层管柱射流泵排水采气工艺参数优化研究,依据理论计算,建立了泵芯喷嘴和喉管的合理匹配关系;同时,结合现场需求设计了三套试验方案,通过试验室模拟的方法对不同喷嘴规格的合理地面泵压进行了效果对比,并确定了合理的地面泵压范围。现场霍X井采用优化后的工艺参数设计,有效提高了多层管柱射流泵排采效率,达到更好的排水采气效果。该研究结果对多层管柱射流泵排水采气工艺技术编制施工方案以及现场施工具有很好的指导意义。     

注水管柱压力场计算模型研究

通过直筒内单相流体理论,在给定摩阻系数τ的情况下,建立了流水管柱压力场数值计算模型;在未给定摩阻系数τ的情况下,通过注水管柱摩阻损失的相关计算以及与经典经验曲线的对比,得出了摩阻系数τ计算复杂且不易计算的同心注水管柱油管内、油套环空内的流体摩阻损失,以及由流体摩阻损失引起的注水管柱油管内、油套环空内压降的计算模型,为开发注水管柱力学分析仿真软件计算注水管柱油管内和油套环空内的压力奠定了理论基础。     

同心双管水力喷射携砂采油技术工况诊断研究

同心双管水力喷射携砂采油工艺参数设计的合理性直接影响着水力喷射泵泵效。为确保水力喷射泵以最佳工况运行,给出了一种通过分析生产油井携砂能力和水力喷射泵特性曲线,计算井筒流体携砂能力及泵效、无因次质量流量比、无因次压力比等水力喷射泵工况指标的方法,对同心双管水力喷射携砂采油工艺井进行工况诊断,为工况调整提供了依据。孔店油田的现场应用结果表明,该方法能够很好地诊断水力喷射泵工况,可以为同心双管水力喷射携砂采油技术的优化设计提供技术支撑。     

大斜度井水力携砂技术及其优化

农田、水库等特殊的地理地貌决定了浅造斜大斜度井成为浅层疏松砂岩油藏主要的开发井型。对于防砂难度大、效果差、频繁砂卡埋等技术难题,创新性地应用同心双管水力射流携砂工艺,取得了延长周期、提高产能的良好效果。针对双管管柱结构建立了适合的优化理论和计算模型;在常规直井、定向井水力射流动态仿真模型的基础上,增加了大斜度井携砂能力设计功能,研发了同心双管水力射流携砂采油优化及诊断系统。研究成果为该类型油井的生产提供了一种可靠的应用技术。     

地面驱动单螺杆泵排出口压力计算

在采用节点系统分析方法优化设计地面驱动单螺杆泵采油系统所建立的模型中,需要求得螺杆泵吸入口和排出口压力,以便根据压差重新选择螺杆泵和设计抽油杆柱。在计算排出口压力计算过程中,考虑了由于抽油杆柱旋转引起杆管环空气液两相流摩阻的影响。以GLB40-42型螺杆泵为例,理论和计算数据分析表明,转速和抽油杆直径对流体流动摩阻压降有显著影响,从而为进一步优化设计螺杆泵和抽油杆柱提供了有力依据。     

海上射流泵井井筒温度场模型

稠油的开采方式主要是降低原油黏度,增加其流动性。由于原油的黏度对于温度极其敏感,热采开采方式备受关注。以渤海油田A区的实验井为例,介绍了射流泵井以多元热流体为动力液在同心管井筒的传热特点,研究了热流体在井筒各部分的传热过程,建立了综合传热系数的计算方法以及井筒温度场模型,根据相应的温度场求解流程,编制软件,并以实际射流泵生产井为例进行计算。实际测量结果与软件计算结果存在8.87%的误差,可以为后续海上稠油油田射流泵井工况诊断和参数优化提供保障。     

见聚井有杆抽油泵柱塞下行阻力

根据抽油泵柱塞的组成结构,柱塞的下行阻力主要来自于井液过游动阀摩阻、井液过柱塞中心管道的摩阻、柱塞与泵筒摩阻等几个方面。而传统计算模型未考虑柱塞结构,对下行阻力进行过度简化,且模型中的阻力系数均是以水为介质实验得到,不适用于稠油油藏聚驱井。为了明确稠油聚驱井生产条件、生产参数以及柱塞结构参数对柱塞下行阻力的影响规律,分别设计了柱塞中心管和游动阀与摩阻的敏感性实验以及柱塞泵筒间隙与摩阻的敏感性实验,回归得到针对稠油聚驱井抽油泵柱塞下行各元件摩阻的计算模型。结果表明,对于稠油聚驱井,阀球上升高度对过阀阻力基本无影响;柱塞中心管摩阻对柱塞下行阻力的影响不可忽略;聚驱井抽油泵柱塞下行阻力对柱塞与泵筒间隙摩阻的影响最敏感;最后,与矿场实验数据对比表明,该模型精度高于传统模型。     

基于SPS软件的原油管道水力摩阻分析

Stoner Pipeline Simulator软件是世界公认的用于长距离输油（气）管道设计、计算以及全线自动化控制模拟的高精度软件。应用SPS软件对某原油管道工艺模拟计算时,发现在某一输油温度范围内存在反常规律,即随着管道输油温度的上升,站间摩阻反而呈增大的趋势,针对反常现象进行研究分析。介绍了摩阻系数常用计算方法和SPS软件内置摩阻系数的计算方法;通过研究分析发现,流体从层流到紊流的过渡区,SPS软件对摩阻系数计算公式的选取发生了变化,为层流和紊流计算结果的加权平均数,由于紊流的摩阻系数曲线斜率大干层流摩阻系数曲线斜率,加权后摩阻系数出现随着温度上升反而增大的现象。     

煤层气井水力射流泵排采的适应性研究

我国煤层气资源丰富,但未能进行商业化开采,排采环节是关键之一。本文综合分析了我国煤层气井的排采特殊条件,总结了煤层气井现场排采设备应用中存在的问题,结合射流泵排采工艺的技术特点,对比分析了应用水力射流泵排水采气的技术优势。研究结果表明煤层气井应用射流泵排采工艺是可行的。     

射流泵排液试油工艺的改进与完善

针对目前射流泵正排存在的问题,通过对泵芯结构研究改进,在泵芯上安装了锁定装置,实现了射流泵反排,解决了地层出砂、稠油层排液以及大套管排液效率低等问题,并且利用射流泵反排工艺与RDS阀配合,可获得排液后关井压力数据,提高了参数结果准确性。     

酸性气田CO2二级射流泵排水采气工艺模拟研究

川渝地区酸性气田众多,由于气井腐蚀及油套不连通限制了部分工艺的应用。对于产水气井,射流泵是常用的排水采气工艺措施之一。采用射流泵排水采气具有排液周期短、施工工序少、井下无运动部件等优点。但是,一级射流泵吸入压力低,容易出现气蚀现象。设计了二级射流泵,通过模拟表明:二级射流泵能增大吸入压力,有利于降低气蚀的发生; 考虑到水、天然气或氮气等常规“动力液”的不足,提出采用二氧化碳代替常规动力液。通过Fluent对一级射流泵和二级射流泵排液采气工艺进行数值模拟,对混合比、压力、速度参数进行分析,优化设计具有最佳参数的二级射流泵。为酸性气田排水采气提供了新的工艺方案。     

多功能井下节流器研制及在长庆致密气井的应用

为实现致密气/页岩气的大力开发,解决高压气井带压完井的难题,利用连续管带压作业的优势,形成连续管完井采气一体化技术,笔者设计并研制了一种多功能节流器。该节流器采用回压阀、节流嘴以及堵头等多种功能组件的组合设计,通过全流程工序,可以实现带压下连续管、高产期节流降压生产、低产期速度管柱生产、间歇期柱塞气举以及枯竭期井底封堵起出管柱等功能。室内试验及现场应用结果表明,多功能节流器各组件工作良好,可以满足高压气井的开发和应用,保障了气井生产的安全高效运行,符合现场施工要求。该节流器的研制与应用对连续管完井采气一体化技术的支撑以及安全性、可行性的验证具有重要的意义。     

页岩气井同心双管排采新工艺研究

为了克服单一排采举升工艺的不足,实现页岩气井在高液量和低液量时期均能连续排采,研究应用了同心双管组合排采工艺。基于速度管柱排水采气可以降低页岩气井临界携液流量、增大井筒中气体流速、提高气井携液能力的思路,优化了页岩气井速度管柱,速度管柱直径优化为φ48.3 mm;实现了排采前期液量充足时采用高排量电潜泵排液,液量较低时采用气举诱喷。该技术在彭页 HF-1 井开展了现场试验,措施后排采井日产液37 m3,日产气量20 250.65 m3,累计产气量151.32×104 m3。试验结果表明, 页岩气同心双管排采工艺技术可以降低页岩气井临界携液流速,为页岩气井的连续排采提供了新的技术支持。      

火驱同心双管分层注气管柱研制及试验

针对目前分层火驱注气管柱存在高温和常温频繁转换情况下密封失效及分层注气滑套有时打不开的问题,开展了火驱同心双管分层注气管柱的研制。该分层注气管柱采用同心双管的方式进行分层注入,利用可熔阀芯和可熔垫环,形成不同注气阶段内外管的注气通道,利用高回弹耐高温密封胶筒进行层间密封,具有密封可靠,操作便利的特点。现场应用2井次,达到了分层火驱的目的。该技术能够有效解决分层火驱的密封问题,改善火驱前缘剖面,提高火驱波及体积,具有推广价值。     

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排水采气是四川有水气藏主要采用的一种工艺措施，包括气举排水、泡沫排水、抽油机排水等，科学地把握工艺的选择和投入是一项不可忽视的问题。排水采气工艺的可行性除了进行技术论证外，还应进行技术—经济论证；针对排水工艺的特点，其技术—经济判断的思路应是将全部费用分为非工艺费用和工艺生产费用两部分，并将工艺的目标参数结合于成本计算中；分别给出了气举排水工艺和泵抽类排水工艺的技术—经济判别式和判别分析方法，并用实例作了验证。     

旋流雾化排液采气工艺及其关键参数

气水同产井在生产过程中,由于地层能量逐渐下降易产生井底积液,严重影响了气井的产能,甚至会造成气井水淹停产,常用的排液采气工艺需要借助外部能量或更换生产管柱,工艺运行成本高。为此,以Turner模型为理论基础,设计了旋流雾化装置将井底积液雾化为细小的液滴,以便容易被携带出气井井筒;进而开展旋流雾化数值模拟、室内可视化实验及现场试验确定旋流雾化排液采气工艺关键技术参数。研究结果表明:(1)实施旋流雾化排液采气工艺使气井能够在不增加外部能量的条件下将井底积液排出,实现气井的连续携液生产;(2)该工艺具有对气井凝析油含量不敏感、作业方便、生产成本低及装置工作可靠性高等优点;(3)旋流雾化排液采气工艺关键技术参数为:最大下入井深4 200 m,工作温度120℃,气井气液比大于1 100 m~3/m~3、产液量小于20 m~3/d,工具外径58 mm或72 mm;(4)两口井现场应用效果好:水淹气井滴西17井成功复产并实现连续携液生产,大直径油管完井的K82006井携液良好且气井产气量稳定。结论认为,旋流雾化排液采气工艺作为一种不动原井生产管柱、不增加外部能量的排液采气工艺,值得推荐。     

气体射流泵举升工艺及应用

介绍国内外气体射流泵用于油气井人工举升的简况,阐述其作用机理、优点及局限性,分析用于排水采气井的实际效果、应用条件;认为气体射流泵工艺是具有气举工艺的优点,又比半闭式气举效率更高、效果更好,应积极推广的工艺,因其应用条件与半闭式气举相同,故在气举井上作为接替工艺尤为简便可行。     

同心双管水力喷射携砂采油工艺诊断与优化系统设计及在孔店油田的应用

为提高出砂油井同心双管水力喷射携砂采油工艺方案设计的合理性,有效防止出砂油井砂粒沉积,提高油井开发效率,对同心双管水力喷射携砂采油工艺诊断与优化系统进行了探讨,通过对出砂油井生产数据、工艺设计参数进行处理分析,对油井生产工况进行诊断分析和优化设计。主要介绍了该工艺诊断与优化系统的工艺流程和关键技术,并对其在孔店油田的应用进行了介绍。应用结果表明,该系统以实现工况诊断分析和工艺参数优化的目的。     

固态流化采掘海洋天然气水合物藏破碎参数的优化设计

选取合理的采掘破碎工艺参数和喷嘴结构参数,是实现海洋天然气水合物(以下简称水合物)藏固态流化商业化采掘的关键之一。为了分析实际工程中影响水合物射流破碎效率的因素,依托室内实验和中国南海北部荔湾3站位现场试采取得的数据,以产气量12×10~4 m~3/d作为水合物商业开采目标,采用k—ε湍流模型开展了不同喷嘴直径、泵压等参数情况的仿真模拟分析。研究结果表明:(1)确定了水合物射流破碎临界速度为24 m/s时的喷嘴直径、泵压、排量关系曲线;(2)满足商业开采的单日水合物沉积物采掘量的破碎速度为2.48 m~3/min,其所对应的射流破碎孔径为800mm;(3)在喷嘴直径确定的情况下,直接提升射流排量和泵压会对工艺流程中其他零部件造成一定的损害。结论认为,所优选出的海洋非成岩水合物藏固态流化商业化采掘破碎的设计参数,为固态流化开采水合物破碎参数的优化设计提供了帮助。