气井新型柱塞排液采气工艺技术及应用探讨

在气田开采过程中,采气工艺技术发挥着重要的作用,尤其是在当前复杂的气井环境下,对于采气工艺也提出了更高的要求.本文就国内外排液采气技术现状进行阐述,指出排液采气技术的应用,进一步探究油田采气工艺技术发展建议,旨在通过工艺技术的科学化应用,来提高采收率并降低成本.     

气井涡流携液机理和携液效率数值模拟研究

针对目前气井涡流携液机理和效率认识不清,现场工程设计与分析主要依据经验,影响应用效果等问题,运用Auto CAD和Fluent流体模拟软件,建立了涡流工具气液两相流场模型,分析了气液混合物通过涡流工具前后的流动轨迹、流型变化特征和携液效率变化规律。研究结果表明,涡流工具将气液两相雾流转换为螺旋环流,液体以液膜形式沿管壁螺旋向上流动,而气体在油管中心以更高的速度流动。这种流态能够降低流动过程中的压力损失24.3%,提高流体速度13.5%,减小持液率3.3%,减弱气液两相之间的滑脱,提高气体携液能力。研究结果为涡流工具有效解决气井开采初期井底积液,提高地层能量利用率,以及延长气井自喷期提供了理论依据。     

基于瞬态模拟的柱塞排采工艺参数优化方法

目前气井柱塞排水采气参数设计主要采用经验计算法,对气液在井筒及地层流动状态的简化处理会导致柱塞运行周期制度不合理,限制气井产量发挥。考虑井筒气液流动状态对柱塞运动特征的动态影响,采用瞬态多相流计算方法建立柱塞动态模拟模型。针对常规柱塞优化方法采用静态IPR描述地层产能,在模型中引入近井地层动态描述功能,实现对柱塞运动特征的准确模拟;基于不同柱塞运行周期制度下累计产气量模拟结果,采用基于最小二乘法的最优化方法实现柱塞运行制度的最优化。经大庆油田现场气井试验,利用方法优化后提高日产量0.94×104 m3/d,累计产气量实际值与预测计算值的误差为9.5%。研究结果表明,通过瞬态计算模型与最优化方法相结合,能够确定合理的柱塞运行周期制度,对于提高柱塞排采工艺的应用效果具有指导意义。     

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。     

气井涡流工具排液效果及结构参数优化实验

针对目前涡流工具排水采气工艺设计理论缺乏,现场应用与分析主要依据经验而影响应用效果等问题,基于相似理论建立了气井生产模拟实验装置,实验研究了涡流工具的排液效果,分析了不同结构参数对排液效果的影响。结果表明,气井井筒加装涡流工具后能够有效提高气井的排液能力,相同气量下平均提高携液量26.7%,降低临界携液流速19.8%;槽深越小,排液效果越好;减小螺旋角会减弱排液效果,最好选取60°螺旋角;槽宽为48 mm时,携液量较高,临界携液流速较低,排液效果较好。     

气井涡流排液采气工具参数仿真及结构优化

为了研究不同结构参数对气井排液效果的影响,采用Fluent流体仿真软件对涡流排液采气工具进行了流场模拟。建模时采用雷诺平均假设下的N-S方程作为计算的基本方程,并采用RSM模型对N-S方程进行封闭,同时采用壁面函数处理壁面边界层的流场。分析结果表明,涡流工具的顶角对整体流场影响较小,使用时仅需满足打捞头相关尺寸即可;减小螺旋角对分离效果影响不大,同时减小螺旋角会大幅增加压力损失,因此选取螺旋角为70°;内柱直径为45 mm时有利于气、液两相的分离;最好选用1.50倍导程,倍数过大时会增加能耗。     

哌嗪活化N-甲基二乙醇胺半贫液脱碳工艺配方优选及参数优化

哌嗪(PZ)活化N-甲基二乙醇胺(MDEA)半贫液脱碳工艺是高含碳天然气预处理能耗高问题的解决途径之一。针对某天然气处理陆上终端采用的PZ活化MDEA半贫液脱碳工艺(设计天然气处理能力为8×109 m3/a,原料气中CO2体积分数为35%),采用吸收再生实验方法对系统中存在的贫液、半贫液吸收CO2性能以及富液解吸CO2性能进行考察,优选适用于半贫液脱碳工艺的胺液配方,并采用HYSYS软件建立半贫液工艺模型,对筛选出较优工艺配方下的工艺参数进行优化。结果表明：随着总胺浓度增加,贫液、半贫液吸收CO2性能及富液解吸CO2性能先增加后减小,较优总胺质量分数为40%;总胺质量分数一定时,随PZ添加量增加,贫液及半贫液吸收CO2性能先增加后减小,解吸CO2相对再生能耗先增加后降低,PZ较优添加质量分数为3%,之后随着PZ添加量的增加,解吸CO2相对再生能耗又缓慢升高,较优胺液配比(质量分数)为37%MDEA+3%PZ;模拟得到较优工艺参数为再沸器温度386.15 K,贫液吸收温度323.15 K,贫液循环量253 m3/h、半贫液循环量1147 m3/h。     

半贫液工艺再生过程闪蒸及能耗模拟优化

半贫液工艺在天然气脱碳领域因能有效降低能耗而被广泛应用。笔者利用HYSYS软件建立了半贫液工艺流程模型,并通过与工厂天然气脱碳半贫液工艺中相关参数对比进行准确性验证。利用所建立的模型对半贫液工艺再生过程中的闪蒸及能耗进行了相关工艺参数影响规律探究。结果表明：对于闪蒸过程,醇胺溶液CO₂释放量随着闪蒸压力降低呈现增大趋势;吸收酸气负荷(二氧化碳/N-甲基二乙醇胺摩尔比,n(CO₂)/n(Amine))在大于0.65时对CO₂释放量影响较明显,CO₂释放量随着吸收压力升高呈现线性增长;吸收塔富液出塔温度低于353.15 K时,其温度变化对闪蒸过程影响占主导作用。对于再生能耗方面,当再沸器温度为387.15 K、半贫液分流比为0.85、富液进料温度为348.15 K、醇胺溶液循环量为46000 kmol/h时,在保证净化效果的同时再生能耗较低。     

电絮凝处理压裂返排液工艺中H2产生量的SVM优化及模拟试验

为了实现对华北油田某井场电絮凝处理压裂返排液中产气量的控制和优化,对不同电极材料的产气类型和产气量进行了对比,研究不同电流密度、极板间距和电解时间对产气量的影响,通过正交实验确定不同因素的影响程度及交互作用,并利用SVM模型对实验结果进行训练和回归。通过隐含层节点数和核函数敏感性分析,得到最优模型,用于预测最小产气量的工艺参数,并对比处理前后的水样特性。结果表明：实验中的产气类型以H₂为主,CO₂和H₂S的产量较少;电流密度、极板间距和电解时间对H₂产量有显著性影响,而三因素间无明显的交互作用;通过SVM模型对全局最优点进行搜索,得到最小H₂产量为38.46 mL,对应的工艺参数为电流密度53 mA/cm²、极板间距5.8 cm和电解时间31 min,结果相对误差为1.46%;处理后的压裂返排液各项指标参数符合胍胶压裂液体系回用配水要求。研究结果可为电絮凝处理技术的安全推广提供实际参考。     

高密度甲酸钾完井液在酸液中的析出机理及配方优化北大核心CSCD

目的在高温高压碳酸盐岩油气藏开发过程中,高密度甲酸钾完井液与酸液混合会产生白色沉淀物。优化完井液性能,以实现高密度甲酸钾完井液与酸液良好的配伍性。方法通过分析甲酸钾完井液与酸液析出沉淀规律、固相沉淀物组成、甲酸钾在酸液中解离度和KCl在酸液中的溶解度,揭示了甲酸钾完井液在酸液中的析出机理。结果酸液的酸性环境增大了甲酸钾的解离度、降低了KCl的溶解度,溶液中K+与Cl-产生吸附,并最终以KCl晶体析出。结论基于上述析出机理,优化构建了一套完井液配方,密度在1.10~1.50 g/cm^(3)可调,与酸液配伍好,高温稳定性良好。     

低压深井柱塞气举排水采气技术研究及应用

柱塞气举作为一种简单高效的排水采气技术,在4 000 m以浅的常规气井中得到了较为广泛的应用,但在深井中的应用国内还鲜有报道.为此,结合现场生产和常规柱塞气举技术应用经验,通过优化低压深井柱塞气举设计方法、研制深井柱塞工具和优化改进柱塞工艺流程,形成了一套适合低压深井的柱塞气举排水采气技术.研究结果表明,通过引入井筒流...     

智能柱塞气举排液采气技术与应用

系统研究了智能柱塞气举系统装置的作用、工艺原理、适用范围、参数分析设计、选井应用。用图示方法解释了智能柱塞气举系统的工作过程，用井筒流入（IPR）、流出特征（VLP）曲线优化、分析了智能柱塞气举井的生产特性，对现场应用可起借鉴指导作用。     

柱塞气举特性分析

利用柱塞－液段运动微分方程,用数值求解的途径分析考察了注了压力、油管井口压力、油井产液指数和含水率对柱塞气举的产量、循环周期和注入气量的影响。实际计算结果表明,注气压力增大,对日产液量和注气量影响很小,不能改善气举要油效率,井口压力增大,将导致日产液量下降,日注气量增加;而产液指数和含水率增大,将导致产液量和注气量相应增加     

间歇气举采油工艺参数设计方法

以百分载荷方法为基础设计气举阀的分布及参数,用气体定律确定出每次循环需注气量和环空压降,以产量最大为目标得出循环次数计算方法.用设计实例说明设计方法的具体应用.     

气举采油优化技术的应用与发展

气举采油是将高压气体注入井下,把井中液体举升到地面的一种采油方式,它具有排量范围广、举升度深、抗腐蚀、井下测试简单、便于管理等优点。适应于高油气比、高产深井、出沙井、定向井、丛式井、海上采油平台等,是一种理想的提液手段。介绍了气举采油优化技术的应用情况,分析了制约和影响气举采油的各种因素及今后挖潜方向,对进一步提高气举采油工艺水平,高效开发油田提出了建议。     

运行参数对某湿气集输管网积液的影响研究

在湿气集输管网运行过程中,积液会降低管输效率,加剧管道腐蚀,引起管网节点压力升高。针对某气田集输系统建立管网积液模型,通过单因素控制变量法,研究管网输气量、气体质量含液率、集气站出站温度、集气末站进站压力对管网积液量及积液分布的影响效应,通过正交试验设计研究各运行参数对积液的影响程度。研究结果表明,输气量的降低、气体质量含液率的增加、集气站出站温度的降低和集气末站进站压力的上升,均会引起管网积液量和积液管段数量增加。运行参数对积液量的影响从大到小依次为管网输气量、集气末站进站压力、气体质量含液率、集气站出站温度。输气量对积液量的影响最为显著,这将为积液控制提供指导。     

塔里木油田气举井压力及温度梯度测试工艺研究

塔里木油田气举井压力及温度梯度的测试存在很大的难度,气举压力大,压力计下井困难,钢丝容易打扭造成生产事故。采用停反梯、电缆车直读测试等方法,可大大提高测试资料的质量,为油田开发方案的调整提供可靠依据。     

基于CFD的输气管道射流清管器喷嘴类型优选

天然气管输过程中粉尘等污垢易附着在管内壁,导致管输效率降低,影响生产运行.应用射流清管器射流吹扫作用可有效清除管内污垢,保障流动安全.为进一步评价射流清管器不同喷嘴类型的管内壁吹扫能力,以D273 mm×10 mm的天然气管道为例,基于计算流体力学基本原理,应用Fluent软件模拟不同类型喷嘴的射流流场.基于数值计算结...     

气举—泡排组合排水采气工艺技术的研究与应用

在四川盆地气田的排水采气生产中,气举和泡排作为单项成熟的工艺技术得到广泛应用,在气田进入中后期开采阶段,为适应地层压力不断下降情况,又开展了气举与泡排组合工艺的研究,应用试验,取得了显著的经济效益,文中就气举一泡排组合工艺的研究及应用情况进行介绍和分析,对应用前景作出展望,并对今后该工艺的进一步完善和推广提出建议。     

页岩气排水采气技术研究及应用

页岩气井长期经济有效的生产是页岩气开发的基本要求。页岩气井积液严重影响采气生产,需要长期实施排水采气工艺。通过定制实验及现场测试发现：页岩气井后期带液生产,水平段以层流为主,斜井段为段塞流,是井筒积液开始发生的位置,斜井段积液后,液体回流导致水平段液量聚集;关井油管内的积液退回到储集能力强的长水平段,井筒液面低;油管下入水平段将限制气井产能;斜井段偏心漏失导致柱塞气举效率降低。根据页岩气井长期低压小产特征及井筒气液流动特点,提出了充分利用页岩气井能量、实现经济高效排水采气的开采对策。选定优选管柱、泡沫、柱塞作为页岩气井排水采气3项主体工艺,优化各项主体工艺的技术方案和做法,实现通过工艺辅助页岩气井自喷排水采气。页岩气排水采气技术在川南地区长宁区块推广实施后,气举助排及复产工作量降低,水淹井次减少,有效维护了老井产能。