蒸汽喷射泵用于斜直水平井举升稠油的研究

蒸汽喷射泵是以水蒸汽代替普通喷射泵的动力液,为井下原油举升至地面提供能量,同时能提高井筒内原油温度的一种采油设备。根据热力学和流体力学的基本原理,研究了水蒸汽在喷射系内的流动规律,包括不同蒸汽干度、不同井底流压、不同喷射泵喷嘴组合下的蒸汽注入量和泵排出压力的变化规律:在地层压力一定的条件下,泵口排出压力和蒸汽的干度变化关系不大;产液量随蒸汽干度的增加而增大;井深越浅,需要的排出压力越小,举升相同的液量所需的蒸汽量越少;蒸汽喷射系用于稠油举升在技术上是可行的,可以结合井筒压力和温度的计算进行稠油井蒸汽喷射泵的举升设计。研究结果对实际生产有一定的指导意义。     

过热蒸汽吞吐开采界限及注采参数优化研究

过热蒸汽吞吐相比普通湿蒸汽吞吐能够大幅度提高浅薄层超稠油油藏的开发效果,是提高该类油藏采收率的有效途径。建立浅薄层超稠油油藏三维地质模型,进行过热蒸汽吞吐数值模拟研究,确定了不同油层埋藏深度和油汽比条件下的厚度下限;研究原油产量与原油粘度的关系,确定了过热蒸汽吞吐原油粘度上限,并进行注采参数优化研究,优选出最佳的周期注汽量、注汽速度、焖井时间和最大排液量。从井楼油田过热蒸汽吞吐试验区的实施效果看,取得了显著的成效,大大增加了该类油藏的技术可采储量。     

注蒸汽式稠油开采用特种杆式抽油泵

为满足注蒸汽热力开采稠油的需要,研制了注蒸汽式稠油开采用特种杆式抽油泵。该泵主要由外管总成和置于外管总成内的特种杆式抽油泵组成。特种杆式抽油泵设计有顶部限位装置,与外管总成配合,可以起到下泵预警作用,操作方便,安全可靠。外管总成下部设计有可以靠外力或注汽压力打开的底阀,当外力解除后,该底阀可以在油层压力和复位弹簧力的作用下关闭。该泵在现场9井次的应用中,单井平均生产54 d,平均日产油4.7 t。应用结果表明:该泵的各项技术指标均达到了设计要求,可以应用于注蒸汽热采稠油油井的采油作业,不但提高了采油时效,还降低了采油成本,具有良好的经济效益和社会效益。     

渤海油区稠油油藏蒸汽吞吐注采参数优化模型

渤海油区稠油资源丰富,已动用的稠油油藏以常规注水开发为主,采收率偏低,如何经济有效地开采这些稠油资源对渤海油区持续稳产具有重要意义。以渤海油区典型稠油油藏类型为研究对象,通过油藏数值模拟手段,优化不同地层原油粘度、油藏厚度、渗透率以及不同水体倍数的稠油油藏蒸汽吞吐的最优产液速度、焖井时间及注汽强度等关键注采参数。结果表明,对于不同地层原油粘度的稠油油藏,最优产液速度和注汽强度随地层原油粘度的增大而逐渐减小,最优焖井时间随地层原油粘度的增大逐渐增加;对于不同厚度的稠油油藏,最优产液速度、焖井时间和注汽强度均随油藏厚度的增大而增大;对于不同渗透率的稠油油藏,最优产液速度随渗透率的增大逐渐增大,最优焖井时间和注汽强度随渗透率的增大逐渐减小;对于不同水体倍数稠油油藏,最优产液速度和焖井时间随水体倍数的增大逐渐增大,最优注汽强度随水体倍数的增加先增大后减小。应用多元回归数学方法,得到蒸汽吞吐注采参数优化模型,并与数值模拟计算结果进行对比,误差在10%以内。     

稠油油藏水平井热采应用研究

本文油藏数值模拟技术研究了不同类型稠油油藏水平井注蒸汽开采的可行性、相应的开采方式及油层厚度与原油粘度对水平井注蒸汽开采效果的影响。     

对蒸汽驱几个问题的探讨

方法利用数值模拟法，研究了影响蒸汽驱的主要油藏参数和操作参数，并阐明了蒸汽吞吐与蒸汽驱及蒸汽驱与水驱、聚合物驱的相互关系。目的为了选择合理的开发方式，保证蒸汽驱有效的运作，提高原油采收率。结果影响蒸汽驱开发效果的油藏参数是油层净厚度、原油粘度、含油饱和度、油层非均质性、净总厚度比及油藏埋深；对于适合蒸汽驱的油藏而言，只有在注汽速度床注比、蒸汽干度均高于其临界值时，才能取得好的开发效果；地层原油粘度在很大程度上决定了油藏的开发方式，只有当地层原油粘度大于30mPa·s时，蒸汽驱才能比水驱更经济有效。结论在注蒸汽前，应对油藏条件做出充分评估，同时满足蒸汽驱操作参数，通过不同的开发方式评价选取最佳的开发方式。     

碱性添加剂提高稠油注蒸汽采收率室内研究

为提高注蒸汽开采稠油的效果,常在蒸汽中添加少量化学剂,本文探索了使用碱性添加剂的可能性,考察了与碱性添加剂反应后原油酸值及油水界面张力的变化,初步研究了碱性添加剂对油层砂的溶蚀性。模型驱油试验结果表明,碱性添加剂可使稠油注蒸汽采收率提高12.7％—13.6％。     

超稠油油藏水平井蒸汽循环加热热力计算与应用

讨论了超稠油油藏水平井蒸汽循环预热开采的热力计算问题,分析计算了3种循环管柱结构对油层加热效果的影响,同时对蒸汽的循环流量进行了筛选,计算了预热时油层温度场随预热时间的变化,最后推荐了水平井蒸汽锅环开采超稠原油的循环管柱、循环流量和循环预热时间。     

稠油油藏选择性射孔抑制蒸汽超覆三维物理模拟与优化

注蒸汽是开发稠油油藏的有效手段,由于蒸汽与原油之间存在密度差异,蒸汽超覆现象普遍存在。为此,利用三维物理模拟实验,直观描述稠油油藏蒸汽超覆特征,分析注蒸汽开发过程中不同射孔方式下压力、温度场和产液量变化。实验结果表明:注汽井全井段射孔时,蒸汽波及范围主要集中在油层上部,随着注汽时间增加,蒸汽波及到油层中部,剩余油主要集中于油层下部;而注汽井选择性射孔时,油层上下温差减小,油层下部吸汽量明显增加,动用程度和油藏采收率提高。在此基础上,利用数值模拟方法,对注采井选择性射孔方案进行优化,结果表明,注采井选择性射孔能够有效抑制蒸汽超覆,注汽井射开油层下部1/3、生产井射开油层下部1/2~2/3开发效果较好。     

边水淹稠油储量蒸汽吞吐技术对策

针对油层温度条件下脱气原油粘度大于10000mPa．s的稠油油藏，在注蒸汽吞吐长期降压开采过程中，油藏压力下降导致边水推进，水淹井区采油井含水急剧上升，生产效果变差，资源浪费严重。对井楼油田一区楼1254、2107两口井的边水油层蒸汽吞吐试验结果表明，厚度不小于8m的特稠油边水淹油层，通过优化射孔和优化注采参数，实施短周期注汽、短周期生产的开采方式，能够取得较好的吞吐效果和经济效益。目前，该技术已成为河南稠油油田进一步提高边水淹油层储量资源利用程度的主要措施之一。     

春风油田浅层超稠油HDNS技术研究

针对准噶尔盆地西缘春风油田浅层超稠油油层薄、地层热损失严重的难题,提出了水平井、降黏剂、氮气、蒸汽强化热采方式（HDNS）。氮气降低岩石导热系数,降低薄层稠油油藏沿上部盖层的热量损失。地层内氮气向上超覆,起到地层保温作用。降黏剂有效降低原油黏度,大幅降低了地下原油屈服值和原油能够流动的临界温度,延长了生产周期,增加了周期产油量。配套了注采一体化管柱和水平井大斜度泵工艺。春风油田应用HDNS技术已经建成产能61．7×10^4t／a,采油速度大于3％。     

超稠油藏物理模拟试验研究

采用真空物理模拟实验方法，研究了克拉玛依油区风城油田超稠油油藏水平共蒸汽驱的最佳注入率，不同竖井注汽，水平井生产的驱替方式对生产效果的影响以及蒸汽驱对油藏温度变化的影响。认为：用水平井蒸汽驱开发超稠油藏，能够有效地提高油藏温度，降低原油粘度，改善油藏内流体的流动性。从而为提高超稠油油藏原油采收率提供了参考依据。     

气液置换型防气锁反馈泵的研制与应用

稠油黏度大,流动性差,现场大多采用高温蒸汽注入油层来稀释降黏,液力反馈抽油泵既能抽油又能注汽,还具有下行反馈力,因此在稠油井得到广泛应用,但是稠油井内大多含有伴生气体,常规反馈泵没有排气功能,在使用中常因气锁而导致泵工作失效,油井不能连续生产。为此,研制了气液置换型防气锁反馈泵,该泵在反馈泵上设计有排气装置,给进入泵内的气体提供排出的通道,使其具有防气锁功能,从而提高泵效,延长抽油泵使用寿命。     

西藏热采工艺浅析

伦坡拉盆地稠油油层的厚度薄 ,分布较分散 ,油层深度较浅 ,地层温度较低 ,原油凝固点高 (平均 4 8.7℃ ) ,原油粘度高 ,比重高 ,地质构造复杂。经对红星梁断层夹持带上的伦浅 1井、伦浅3井和伦浅 4井进行蒸汽吞吐试验 ,摸索出了一套适合西藏稠油的勘探开发方案     

稠油蒸汽吞吐井有杆泵变排量抽油技术

稠油蒸汽吞吐井有其独特的生产过程 ,井温的变化会引起原油粘度和产能的变化 ,现有单独的管式泵不能较好地适应这种变化。采用变排量抽油技术能消除因粘度升高造成的不利影响 ,提高泵效、延长油井生产周期、增加周期产油量。本文介绍了这种泵的结构装置和工作原理、变排量时机的选择及变为抽稠油泵时杆柱下行受力计算方法。用CYB44/70变排量抽油泵在单家寺和乐安油田的蒸汽吞吐井进行了现场试验 ,试验证实 ,该项技术延长了油井的抽油周期 ,增加了周期产油量。     

薄储层超稠油热化学复合采油方法与技术

中国已发现厚度小于6 m、原油粘度大于50 000 mPa·s的薄储层超稠油低品位储量7×10⁸ t,是重要的战略储备资源。由于原油粘度高、薄储层散热快、热利用效率低,传统注蒸汽热采技术产量低,难以经济有效动用,亟待突破形成新型稠油热采配套技术。经过多年的研究与实践,创建了稠油热化学复合采油方法:研发了超稠油专用降粘剂,阐明了"汽剂耦合降粘、氮气保温增能、热剂接替助驱"热化学复合采油机理,自主研发了热化学复合采油数值模拟软件,建立了注采工艺参数优化图版。攻关形成了水平井裸眼筛管防砂完井工艺及配套工具、热采水平泵注采一体化工艺、稠油热采采出水余热梯级利用和资源化回用方法等薄储层超稠油高效开发关键技术,在新疆准噶尔盆地春风油田建成了年产百万吨薄储层超稠油生产基地,连续5年稳产100×10⁴ t以上。形成的稠油热采升级换代技术,可大幅度提高石油资源利用率和老油田采收率,对保障国内原油稳产上产具有重要意义。     

超稠油油藏HDCS开采技术优化

针对胜利油田广9区块超稠油油藏HDCS开采过程中存在的问题,通过油藏数值模拟分析了HDCS的降黏作用机理,优化了HDCS吞吐各周期降黏剂、CO_2与蒸汽的注入量,提出HDCS吞吐后期开采方式应转为HNS吞吐。研究结果证实:降黏剂、CO_2与蒸汽先后注入地层具有滚动接替、协同降黏作用,降黏剂的作用范围主要集中在近井地带0~2.4 m,CO_2的受效半径大于降黏剂,约为6.4 m,蒸汽的作用范围最大,受效半径约为11.2 m。从经济角度出发,HDCS吞吐4周期时,应停止注入降黏剂,转入HCS开发;吞吐7周期时,停止注入CO_2,转入蒸汽吞吐开发。HDCS吞吐8周期后,近井地带温度逐渐升高,原油黏度大幅度降低,地层能量逐渐衰竭,产油量下降较快。通过优化得出,HDCS吞吐8周期后转HNS吞吐4周期的总产油量最高。     

国内热采井高温胶筒发展现状

稠油热采井常通过注蒸汽的方式降低原油黏度,热采封隔器胶筒的材质以聚四氟改良复合材料为主,但该类胶筒只能在第1轮次注汽中密封较好,实现均匀注汽,在后续轮次仅能起到挡砂的作用; 石墨硅基复合胶筒可以在多轮次注汽中密封良好,可多次在冷热交替环境下使用,但成本过高,推广较难。通过增加石墨和预紧力,设计了2种成本较低的新方案,便于后续研究。     

新疆稠油油藏复合吞吐技术研究与应用

针对新疆油田红003井区蒸汽吞吐开采效果较差的现状,引进了高效复合化学药剂配合氮气辅助蒸汽吞吐的复合吞吐开采技术。室内实验结果表明,氮气对原油黏度的影响很小,但可以增加地层的弹性能量;加入复合降黏剂可以使稠油在高温下转变为牛顿流体,启动压力消失。对注蒸汽+氮气+降黏剂复合吞吐的压力场、温度场和黏度场进行数值模拟,开采效果显著优于单纯注蒸汽方式,可以明显延长蒸汽吞吐生产周期。现场对12口井开展了稠油复合吞吐技术试验,增产效果明显,可为同类型稠油油藏的合理开发提供经验和借鉴。