稠油定向井扶正器优选及分布设计

有杆泵作为稠油定向井重要的人工举升方式之一,一般需下扶正器来减少斜井段抽油杆与油管之间摩擦,避免油管被磨穿或抽油杆因截面积缩小而产生应力集中被破坏,但过多且密集的扶正器可能出现喉道效应,使其流动阻力急剧增加。文章选取新疆油田常用的3种扶正器,基于计算流体动力学方法模拟了不同稠油黏度、流速条件下的流场分布,总结得出了3种扶正器相应的压降规律,合理选择扶正器;并基于梁弯曲理论设计扶正器间距,综合考虑全角及摩擦力剖面,利用无因次处理方法建立了扶正器合理分布综合评价模型,通过在定向井关键位置布扶正器,在保证抽油杆柱扶正的同时降低了扶正器的数量。其研究成果对于定向井使用有杆泵抽稠具有重要的实用价值。     

聚驱井抽油泵排出阀阀罩过流阻力研究

聚合物驱开发原油过程中,由于流体黏度较高,抽油泵排出阀阀罩过流阻力通常较为显著,从而对抽油泵阀罩载荷分析及优化设计提出了挑战。但是,现有的阀罩过流阻力确定方法主要依赖于室内清水试验,与高黏流体性质差异较大,难以用于聚驱井阀罩过流阻力分析。因此,通过综合运用数值模拟及室内试验方法,分析了流体黏度、流量、阀罩开口宽度及开口长度等多种因素对阀罩过流阻力的影响,并构建适用于聚驱井的过流阻力经验计算公式,为聚驱井抽油泵阀罩的优化设计提供依据。研究结果表明:流体黏度及流量的增加均会导致阀罩过流阻力显著增大;而在满足强度要求的前提下,适当增加阀罩开口宽度及长度,可以有效降低阀罩过流阻力。研究结果可为油田提高采收率提供参考。     

宾汉塑性流体中旋流扶正器间距设计方法

油气井固井注水泥施工时使用旋流扶正器导流产生螺旋流的顶替方式,可以大大提高注水泥顶替效率;但是,目前油气井固井使用旋流扶正器大多凭借经验,缺乏理论依据和行业标准。对固井施工使用较多的宾汉塑性流体介质条件下旋流扶正器的井下间距设计方法进行了研究。使用聚丙烯酰胺配制相似液模拟直井条件下的环空流体进行实验,使用吊线法测取沿程旋流角,得出宾汉塑性流体在旋流扶正器导流作用后旋流衰减规律,通过受力平衡分析推导出了被顶替液静切力小于等于和大于1.81倍顶替液的动切力值时的旋流扶正器安装间距计算公式;该公式反映了井眼环空结构、旋流扶正器导流角、导叶高度,以及宾汉塑性流体性能对旋流扶正器井下间距的影响,为指导旋流扶正器井下间距设计、优化固井液的性能、合理使用施工排量提供了依据。     

润滑油的各项指标含义是什么?

正黏度黏度是液体流动时流体的内阻力,也就是油品的内摩擦力,是表示油品油性和流动性的一项指标。黏度越大,油膜强度越高,而流动性越差。一般所讲润滑油膜的厚薄就是指黏度的大小。黏度越高的油品,所形成的油膜会越强,但液体流动阻力亦会增加。所以,选用适当的黏度是选择润滑油的首要条件。黏度指数润滑油的黏度随温度变化而变化的程度被称为黏温性能。评价油品的黏温特性最广泛采用黏度指数(简写VI),这是润滑油的一项重要品质     

水平井岩屑清除工具设计及结构优化研究

岩屑清除工具不仅能够防止岩屑床的形成,而且对形成的岩屑床能够及时破坏和清除。为实现岩屑床的高效破坏和清除,设计了3种不同结构的岩屑清除工具,利用CFD软件对3种工具周围的流场进行了仿真模拟,从速度场、压力场和液流运动轨迹对数值模拟结果进行分析,并对3种工具的岩屑清除效果进行对比。分析结果表明,直棱形、反螺旋V形和正螺旋V形3种叶片结构对周围钻井液均有不同程度的加速作用,直棱形叶片切向加速效果最明显,反螺旋V形叶片轴向加速效果最明显,周围钻井液的轴向速度分布不规则,湍流效果好,且波及范围广;反螺旋V形叶片结构在旋转过程中会导致周围流体产生旋流,增加了流体的湍流强度,有利于岩屑的携带和清除。所得结论为水平井岩屑清除工具的研制和应用提供了理论支持。     

渤海油田多轮次凝胶调驱参数优化实验研究——以LD5-2油田A22井为例

LD5-2油田经过多年开发,地层非均质性逐渐增强,亟待采取强化液流转向措施来扩大波及体积,改善水驱开发效果。为了适应油田开发需要,以油藏工程和物理化学理论为指导,以仪器检测和物理模拟方法为技术手段,以LD5-2油藏地质和流体性质为实验平台,开展了多轮次调驱效果实验研究。结果表明,在三种水配制Cr3+聚合物凝胶中,除垢水凝胶黏度较大,液流转向能力较强,调驱增油效果较好;随聚合物浓度增加,Cr3+聚合物凝胶黏度增大,液流转向能力增强,采收率增幅增加;在Cr3+聚合物凝胶段塞尺寸相同条件下,采用多个凝胶小段塞与水交替注入方式可以减少驱油剂用量,获得了较好的驱油效果。     

常规钻井螺旋扶正器携岩举升数值计算研究

在常规钻井中,螺旋扶正器随钻柱高速旋转,钻井液通过螺旋扶正器时,螺旋扶正器产生的强烈旋流必然会对钻井液携带岩屑举升能力产生不同程度的影响。以多相流理论为基础,建立三维流体动力学模型,并采用有限体积法对该模型进行计算,定量评价了螺旋扶正器的携带岩屑举升能力。计算结果表明,入口岩屑的上返初始浓度对携带岩屑举升能力影响较大,随着初始岩屑浓度的增加,出口岩屑最快上返速度相应加快;颗粒直径越大,螺旋扶正器产生的强烈旋流携带效果越明显。     

水力驱动桥塞的计算流体力学分析

桥塞在水平井段受液流冲击驱动,流体对桥塞的作用力大小除了与流量、流体黏度有关外,还受桥塞长度、桥塞-套管间隙等结构尺寸的影响。运用CFD方法数值模拟套管-桥塞结构的流场,确定了不同工况下的液流作用力和驱动压差,得出以下结论:桥塞端面压力远大于壁面切向力,是桥塞运动的主要动力,随着井口注液速度的增加或套管-桥塞间隙的减小,液流作用力显著增大,对电缆的抗拉强度有较高要求,应严格控制流速和环空间隙,当间隙为1.0~1.5 mm时,注入流速应小于1.0 m/s;在驱动桥塞的过程中,注入液的部分压能转化为高速间隙液的动能,由于存在环空间隙的变截面和桥塞相对液流的速度差,流场出现明显涡漩,增大了桥塞两端压差;桥塞下入速度的提高和偏心使得液流作用力下降,根据同心桥塞在低运动速度下的模拟结果选择电缆,可提高其安全性。分析结果为桥塞在水平井段中的封堵设计和应用提供了理论依据。     

疏水缔合聚合物/表面活性剂二元体系渗流特性研究

为改善大港油田孔南地区油藏疏水缔合聚合物/表面活性剂二元体系的液流转向能力,获得良好的增油效果,研究了聚合物和表面活性剂浓度、岩心渗透率和注入水除垢对疏水缔合聚合物溶液和疏水缔合聚合物/表面活性剂二元复合体系黏度和渗流特性的影响。结果表明,聚合物溶液和二元复合体系的黏度随聚合物浓度的增 加而增加,疏水缔合聚合物临界缔合浓度为1～2 g/L;在疏水缔合聚合物溶液中加入少量表面活性剂可以增强体系中疏水缔合聚合物疏水基团间的缔合作用,使黏度和渗流阻力增加;岩心渗透率越高,二元体系的阻力系数和残余阻力系数越低;用除垢软化水配制聚合物溶液和聚合物/表面活性剂二元体系的黏度最大,且聚合物浓度越小,软化水对其增黏效果越明显;用含垢软化水配制聚合物溶液和聚合物/表面活性剂二元体系的阻力系数和残余阻力系数最大、注入压力最高,液流转向效果最好。图4 表5 参16     

抽油泵提液倍增器在稠油油藏的应用

稠油油藏在注蒸汽吞吐生产中,由于温度的降低黏度逐渐增大,造成了流动阻力增大、原油入泵困难、抽油泵泵效降低,影响了抽油井系统效率,增大了能耗。提液倍增器技术通过混合井中流体、提高流体瞬间线速的方法,降低了流体黏度、减少了磨阻,增加了液体的进泵能力,在六、九区试点应用18口井,平均泵效提高4.1个百分点,年累计增液9944 t,节电4880kWh。     

海南福山油田深井油层套管固井技术

福山油田深井油层套管固井作业面临流二段存在巨厚泥岩层,流三段井眼呈糖葫芦状,钻井液的黏度高、切力大,井底温度高等技术难点。为此,采取了以下技术措施:在主要油气层段下入阻力小的小型刚性扶正器和双弓弹性扶正器;用低黏度钻井液(漏斗黏度在50s左右)替代井筒内的高黏度钻井液;选用对钻井液稀释效果好的3%ZQY-1冲洗液,由ZQY-1和重晶石配制的黏稠隔离液作为前置液,以提高顶替效率;注入由清水、降失水剂、缓凝剂组成的药液,在黏稠隔离液和水泥浆之间形成缓冲带;使用氮气预应力高温水泥浆,以防止水泥浆失重期间发生油、气、水窜。介绍了该技术在花东6-3x和花11x井的应用情况,该2口井应用井段的固井质量为优质。     

YX型刚性套管扶正器研究

常用套管扶正器不能改变钻井液流动方向,而一些带滚子的螺旋式扶正器或螺旋式旋流扶正器又增加了制造难度。为此,研制了YX型刚性套管扶正器。通过流场模拟分析了扶正器高度及扶正棱高度对流体衰减的影响,以及扶正棱截面对过流特性的影响,并最终确定了相关几何参数。YX型刚性套管扶正器在保证套管居中的基础上,能在一定程度上改变传统的一维轴向流顶替方式,有效替净环空被顶替液,从而有利于将环空窄边滞留钻井液和井壁附着滤饼驱替干净,进一步提高固井质量。     

不同类型扶正器对水平井下套管摩阻的影响研究

摩擦系数是应用水平井下套管摩阻计算模型计算水平井下套管大钩载荷和摩阻的基础,关系着大钩载荷和摩阻计算的准确与否。加入不同扶正器的套管在水平井中下入的摩阻系数不同,分析了影响水平井下套管摩阻系数的因素,研制了水平井下套管摩阻系数实验装置,通过实验装置测定水平井在各种井眼条件下加载不同扶正器的摩阻系数,分析了不同扶正器类型对摩阻系数的影响,可以看出,加入扶正器会使套管的摩阻增加,但是 刚性扶正器的摩阻明显小于弹性扶正器的摩阻;随着沉砂厚度的增加,不同扶正器的摩阻系数都在增大,加有弹性扶正器的摩阻系数在沉砂中增加最大,刚性扶正器次之。并结合软件对NB31-1-3H井加载不同扶正器进行下套管摩阻分析,为现场选择合适的扶正器,减小下套管摩阻有很好的指导意义。     

基于修正幂律模型流体的柳叶形扶正器旋流规律及应用

为提高注水泥过程中水泥浆顶替效率,国内外愈来愈多地使用旋流扶正器。但是,目前旋流扶正器结构参数主要靠经验设计,缺乏理论基础也没有相关行业标准。针对依据文丘里效应设计的柳叶形旋流扶正器,基于修正幂律流体模型,构建了旋流扶正器旋流长度计算模型。通过数值模拟对旋流扶正器井下旋流规律进行研究,推导出了旋流扶正器在修正幂律流体条件下,周向平均速度和完全顶替的临界速度公式。基于旋流扶正器井下旋流规律,分析了井眼环空结构、流体性能、井下井壁附着力对水泥浆顶替效率的影响,优化了柳叶形旋流扶正器旋流角、扶正棱长度、扶正棱有效体积和扶正器高度等设计参数。对比分析了柳叶形与常规旋流扶正器在不同工况下的旋流长度,柳叶形扶正器的旋流长度比常规扇形平均提升了32%,比常规梯形扶正器平均提升了47%。柳叶形扶正器在新疆顺北油田顺北3井等20多井次超深井应用,应用井固井质量明显优于常规扇形的旋流扶正器。     

基于修正幂律模型流体的柳叶形扶正器旋流规律及应用

为提高注水泥过程中水泥浆顶替效率,国内外愈来愈多地使用旋流扶正器。但是,目前旋流扶正器结构参数主要靠经验设计,缺乏理论基础也没有相关行业标准。针对依据文丘里效应设计的柳叶形旋流扶正器,基于修正幂律流体模型,构建了旋流扶正器旋流长度计算模型。通过数值模拟对旋流扶正器井下旋流规律进行研究,推导出了旋流扶正器在修正幂律流体条件下,周向平均速度和完全顶替的临界速度公式。基于旋流扶正器井下旋流规律,分析了井眼环空结构、流体性能、井下井壁附着力对水泥浆顶替效率的影响,优化了柳叶形旋流扶正器旋流角、扶正棱长度、扶正棱有效体积和扶正器高度等设计参数。对比分析了柳叶形与常规旋流扶正器在不同工况下的旋流长度,柳叶形扶正器的旋流长度比常规扇形平均提升了32%,比常规梯形扶正器平均提升了47%。柳叶形扶正器在新疆顺北油田顺北3井等20多井次超深井应用,应用井固井质量明显优于常规扇形的旋流扶正器。     

2007年润滑油技能竞赛中级模拟题(加油站)

一、填空题(20题,每题1分) (1) 黏度表示流体物质内部阻力的量度,是液体受外力作用而发生流动时,分子间内摩擦力作用的表现.内摩擦力大,则流动性 _______ ,液体的黏度就_______ ;反之,黏度就_______.     

在旋流扶正器作用下环空流场旋流衰减规律研究

在油气井固井注水泥顶替技术中，传统的一维轴向流顶替方式不能有效替净环空被顶替液；而使用旋流扶正器不仅提高套管居中度，还能使环空流体改变流速剖面而做螺旋运动，这使轴向驱替的同时增加一周向剪切驱动力，从而有利于将环空窄间隙滞留泥浆和井壁附着虚滤饼驱替干净,提高固井质量。文章对旋流扶正器本身结构、流体性能、施工排量与旋流发展之间的关系进行了较为全面的研究，研究得出的旋流周向速度的经验公式，计算精度较高，对计算边壁剪切应力，设计旋流扶正器的间距具有重要的意义。     

采用不同表面活性剂制备的绒囊流体性能特征

为揭示不同结构表面活性剂制备的绒囊流体性能特征,分别采用十二烷基硫酸钠(SDS)、十二烷基苯磺酸钠(SDBS)、烷基酚聚氧乙烯醚(OP-10)、十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)和改性多糖制备了系列绒囊流体,研究了所得绒囊流体的流变性能,考察了温度、NaCl和盐酸对绒囊流体流变性能的影响。结果表明,采用不同表面活性剂制备的绒囊流体流变性能有较大差异。用SDS制备的绒囊流体表观黏度最大,CTAB的次之,再次的是SDBS,OP-10制备的绒囊流体表观黏度最低。绒囊流体的黏度与温度呈现独特的变化关系:在温度较低时,黏度随温度的升高而降低;当温度达到约80℃时,黏度随温度升高而降低的趋势变缓;当温度升至约100℃时,黏度不再随温度升高发生明显变化。当温度高于120℃时,SDS、OP-10和CTAB制备的绒囊流体的黏度值相当,SDBS的黏度最小。绒囊流体在140℃高温下的黏度稳定性按所用表面活性剂排序如下:OP-10>CTAB>SDS>SDBS。以SDS、SDBS、OP-10和CTAB制备的绒囊流体加入2%NaCl后的表观黏度变化率均小于10%,具有良好的耐盐性能。绒囊流体的耐酸...     

岩屑床清除器设计及其流场仿真研究

为了全面、准确地了解岩屑床清除器对钻井液流场的影响,应用CFD软件对其流场的速度、压力及液流运动迹线进行数值模拟研究。研究结果表明,V形槽可使流场速度矢量呈旋流分布,进口速度在很短的轴向行程内增加了1倍左右,尤其是工具靠近岩屑床的底边速度增加得最快,这大大增加了岩屑床清除器周围流场的湍流强度,使流体携岩和清岩能力迅速增强;工具靠近岩屑床的底边压力损失最大,工具的高边压降较小,计算结果符合已知的井下管流压力分布情况;V形槽中的流体在沿V形槽运动的同时还产生一定的旋流,且外围流体在V形槽的影响下也都产生不同程度的旋流,这对岩屑的携带、清除极为有利。     

高效抽油泵凡尔阻力实验研究

为了研究高效抽油泵中流体介质通过其凡尔的压降规律,利用室内实验装置,测量用不同浓度聚合物溶液配制成的粘度不同的实验介质在竖直条件下通过抽油泵的固定凡尔和游动凡尔时的压降,从而对相同条件下同一种泵的不同凡尔阻力、不同泵同一种凡尔阻力以及同一凡尔不同粘度下的阻力进行对比.结果表明,流体介质通过高效泵新型固定凡尔时所产生的压...