可调式天然气喷射引流器设计与试验研究

为了高效开采低压天然气、提高喷射引流器的引射率,设计了一种节流阀结构的可调式天然气喷射引流器。试验结果表明:低压气流量与高压气压力呈二次函数关系,即低压气流量随着高压气压力的升高而先增加后减少。采用1stOpt软件对试验数值进行拟合,得出上述规律的数学函数表达式,计算结果与试验数值拟合的相关系数>0.99。该试验结果为可调式喷射引流器的现场使用提供了理论依据。     

天然气喷射引流技术在靖边气田的应用试验

针对国内外喷射技术的研究现状,采用理论研究、数值模拟及工业试验的方法,获得装置各结构参数对其引射过程的影响,提出高效的喷射技术原理结构,建立了喷射装置的设计方法;设计加工了天然气喷射装置,并在靖边气田X站成功开展了现场试验,现场试验表明:在一次气进气压力为10-15MPa、二次气进气压力为2.5-5.5MPa的参数范围内,所引射的二次气流量达到了0.8-2.2×10~4m~3/d,其引射率为14%-55%,实现了低压气井(间歇气井)连续稳定生产。通过天然气喷射引流技术研究,初步证实该技术能够延迟增压开采时间,降低生产成本,为低压气井的高效开采提供了一种新途径,具有良好的应用前景。     

低压天然气井高效开采喷射引流技术

针对国内外喷射技术的研究现状,采用理论研究、数值模拟及工业试验,建立了高效喷射装置结构设计方法.现场试验表明,喷射装置设计方法可靠,装置运行效率高,实现了利用10～13MPa高压气引射1.1～5.0 MPa低压气,达到5.2 MPa增压生产的目标,为低压气井增压开采探索了一种新途径.     

喉嘴距对喷射引流器性能影响试验研究

喷射引流器已应用于套管气的回收系统中,喉嘴距是影响喷射引流效率的关键因素之一。考虑油井工况,研制了喉嘴距可调的喷射引流器。模拟套管气回收工况进行室内试验,研究背压、负压、射前流量、射后流量及引射流量与喉嘴距长短的关系。结果表明:喉嘴距对喷射引流的性能产生重要影响。存在1个最合适的喉嘴距,使喷射引流器的效率达到最高。     

气井中旋流式引射器性能影响因素研究

针对天然气开采过程中串联高压井抑制低压井产气的问题,提出了旋流式天然气引产工艺,利用高压井天然气对低压井进行引产作业,提高产气量。采用数值模拟方法探究螺旋叶片结构参数对引射器内部流场的影响规律。研究发现,在给定工况参数下,改变有旋引射器螺旋叶片的结构参数对引射系数的影响并不大; 改变高压入口压力值对有旋引射器的引射性能存在较大的影响。控制螺旋叶片数量为3,导程为200 mm,径向厚度为20 mm时,在压力为221.3～281.3 kPa时,引射系数均高于0.5。其中,压力为281.3 kPa时,引射系数达到峰值0.558,引射性能达到最佳。流体介质存在杂质颗粒时,有旋引射器能够在保证引射性能的情况下缓解颗粒沉积。     

喷射增压技术在气田丛式井组的应用试验

随着长庆气田开发方式的转变,丛式井数逐年增加。丛式井组采用多井单管串接集输工艺,由于储层非均质性强,导致同一井场气井产能和压力差异大,高压气井干扰低压气井生产。针对丛式井场低压气井产能发挥问题,开展了天然气喷射增压技术研究,利用同一井场高压气井的能量引射低压气井增压生产。基于流体在超音速状态下的流体混合能量传递原理,采用数值仿真模拟方法,设计了天然气喷射增压装置。通过开展丛式井组喷射增压生产试验,验证了丛式井场喷射增压工艺的可行性及配套流程的可靠性。试验结果表明,采用喷射增压技术可以实现丛式井场低压气井的增压稳定生产。与传统压缩机增压开采相比,喷射增压技术在节能和生产维护方面具有明显的技术优势。     

油气工艺研究院天然气喷射引流技术初见成效

油气工艺研究院采气室研制开发的天然气喷射装置，在靖边气田成功开展了现场试验。截至目前，已经平稳有效运行半年，效果良好。喷射引流技术就是利用高压气井的自然能量带动低压间歇气井，实现低压气井的连续生产和正常外输，研制的喷射引流装置体积小、结构简单、无运动部件、安全性能高。     

可调式喷射引流装置在榆林气田的应用

随着气田的不断开发,气井压力、产量不断降低,实际运行参数偏离装置设计参数,影响装置运行效率。开展喷射引流技术优化研究,根据气田的特点及气井参数,研制并现场应用可调试喷射引流装置,评价装置运行效果。通过对喷射引流技术的优化研究,不断完善该项技术及其配套工艺,使其广泛用于气田生产。     

小型天然气液化装置高压引射液化工艺的优化

小型高压引射天然气液化装置在实际运行过程中,存在着明显的液化效率低、能耗大等问题。为了进一步提高系统性能,采用HYSYS软件对5×10~4 m~3/d处理量的高压引射液化工艺进行模拟与分析,探究主要工艺参数对系统性能的影响。研究结果表明:①引射器高压入口压力(引射压力)、出口压力以及净化气中不凝气体组分含量对系统功耗、出液率会产生显著的影响;②引射压力增高,预冷系统功耗、冷箱出液率将逐渐增大,系统总功耗呈现先增大后减小趋势,存在着最佳引射压力,在出口压力介于0.5～1.8MPa的范围内,所模拟引射压力系列中20MPa时系统总功耗最小;③引射器出口压力增高,循环气压缩机、系统总功耗呈现非线性降低趋势,降低速率逐渐减小,而预冷系统功耗、冷箱出液率将逐渐增大;④净化气中不凝气组分含量增加,系统出液产量、冷箱出液率将显著下降,单位产量能耗逐渐增大,因而该工艺并不适宜处理高含不凝气体组分的净化气。结论认为,该研究成果可以为小型高压引射天然气液化装置工艺设计与优化提供参考。     

喷射增压技术首次在丛式井组成功应用

<正>2010年7月13日,长庆油田油气工艺研究院在子洲-米脂气田丛式井组米XX-XX井口完成喷射引流装置安装调试并成功投运,运行数据与设计结果吻合,标志着丛式井组喷射增压新模式首次成功应用。米XX-XX井组高压气井井口压力11.5MPa,气量1.5×104m3/d,能量相对较小,为此,该院紧密围绕"提高喷射装置引射效率"这个关键,精心组织喷射装置结构优化设计,克服了装置喷嘴喉道直径小且变径的加工难题,设计完善了丛式井组喷射生产工艺流程,在采气二厂的精心组织下,确保了喷射增压技术在丛式井场的成功应用,解决了子洲-米脂气田丛式井组执行间开、轮换生产制度,不能同时生产的问题,提高了气井开井时率,发挥了气井产能。     

气井井筒携液临界流速和流量的动态分布研究

随着有水气田的开发，产水气井所占比例逐年增加，准确预测气井的携液临界流量和流速对于气井配产及积液判断有着重要的意义，除了寻找适合本气田的预测模型外，还要考虑最大携液临界流量在井筒中出现的位置。为此，通过对携液临界流量和携液临界流速沿井筒分布规律的研究，认为携液临界流量与沿井筒分布气井的产液量有关，其变化直接改变了井筒温度和压力分布。产液量较小时，井筒的温度损失较大，压力损失较小，温度变化对携液临界流量的分布起主导因素，而随着产液量的增加，温度损失逐渐减小，而压力损失逐渐增加，压力变化逐渐成为影响携液临界流量分布的主导因素；携液临界流量沿井筒分布曲线出现的拐点，就是压力变化起主导因素到温度变化起主导因素的转折点；产液量较大时，最大携液临界流量往往出现在井底。研究表明，在计算气井携液临界流量时要算出沿井筒每个位置的携液临界流量值，并以较大值作为气井的携液临界流量。     

低产积液气井气举排水井筒流动参数优化

苏里格气田气井具有低压、低产、产水、携液能力差等特点,由于井筒积液严重,部分气井出现压力和产量下降过快的现象,制约了气井的正常生产,因此有必要选择合适的排水采气措施来清除井筒积液。然而,排水采气井筒多相流体流动的机理较复杂,目前,排水采气措施的参数(如气举的注气量)设计多是依靠经验或利用较简单的临界携液流量等参数确定的,针对整个排水采气井筒气液流动规律的变化及能量损失的研究较少。文中通过采用数值模拟和实验模拟研究相结合的方法,对苏里格气田低产积液气井气举前后整个井筒气液流动规律进行分析,并根据注气量对井筒压降和气举效率的影响,确定适用于苏里格气田气井气举复产的最优注气参数,为选择合适的排水采气措施提供了理论指导。     

油井合理井底流压综合判定方法

合理井底流压是充分发挥油井产能、提高油田开发效益的保证,但现在缺乏一种合理的综合性判定方法。在分析生产气油比、产层出砂、应力敏感和层间干扰等4个因素对合理井底流压影响规律的基础上,根据模糊变换原理建立了油井合理井底流压综合判定数学模型。利用该数学模型,可定量计算考虑不同因素、不同因素权值影响下的合理井底流压。实例计算表明,所建立的油井合理井底流压综合判定数学模型具有较高的计算精度,可为油井设计合理流压、配产提供理论指导;利用实例的数据分析了合理井底流压对渗透率变异系数、生产气油比、泊松比等参数的敏感性,结果表明:渗透率变异系数越大,为维持储层的渗流能力,需要保持越高的井底流压;生产气油比越高,为确保抽油泵泵效,需要保持越高的井底流压;对于泊松比较大的疏松砂岩储层,为防止地层出砂,需要保持较高的井底流压。      

海底多相流混输管道压降计算主要影响因素分析

以我国海洋油气开发工程为例,以黑油物理模型为基础,利用PIPERFLO软件,分析了不同压降计算模型、起输温度、气体流量及总传热系数(K)对海底多相流混输管道压降计算的影响。用不同压降计算模型得到的混输管道的压降结果相差很大,在设计混输管道时,应根据实际情况选择合适的模型。设计高粘原油混输管道时,应根据油品物性将起输温度控制在适当的范围;设计低粘原油混输管道时,在满足管道终端温度要求条件下,应尽量降低起输温度。海底油气混输管道存在一个最小压降气液比,按此气液比确定高粘原油混输管道的气体输量,可降低管输原油粘度,从而减小管道压降。对海底多相流混输管道应进行一定的敏感性变量分析和结果预测,以保证管道具有一定的抗波动能力。     

深水气井测试温压场耦合模型求解及实现

为求解深水气井测试温压场耦合模型，需优选气液两相流动模型，结合两相嘴流模型、两相持液率公式、两相产能方程，建立关于时间和空间的非稳态压降与传热模型差分方程组，并采用Newton Raphson方法计算，实现对开井放喷瞬态过程的模拟。结果表明：①该方法真实再现了放喷过程中液位上升和地层产气等2个阶段；②预测井口参数与现场工况吻合，井口压力、温度平均误差小于5%，满足工程精度要求；③模拟结果再现了井筒内诱喷液及测试完井液动态过程，为合理制定测试设计提供依据；④高产能深水气井测试期间，应采用较大尺寸管柱及油嘴放喷，提高清井速度，防止冰堵。算例分析结果表明数学模型真实反映了深水气井测试放喷过程。该研究成果对深水气井测试方案设计及后续跟踪评价具有指导意义。     

低渗高气油比油井合理套压研究

对于低渗透高气油比油井,由于其产液量低,泵抽过程中常常由于脱气等因素使得泵效较低,合理控制低渗高气油比油井的套压是保持该类油井高效生产的关键.根据低渗油藏油气水三相流动的流入动态与井筒多相流流动情况,分析不同条件下套压对动液面及产量的关系.结合油井具体动、静态参数,给出了低渗高气油比油井合理套压确定的过程.现场实例表明...     

榆林气田陕141井区气井生产动态特征分析

分析了陕141井区气井压力、产量的变化，研究了储层对生产动态的影响，把16口生产井分成了实际生产能力超过设计方案的井、达不到设计要求的井和与设计相符的井等３类。研究得出：气井产能的大小与气井所处的砂体位置及砂体的厚度有关，位于主砂带内部或有效厚度大的气井，生产能力和生产稳定性较好；位于主砂带边部或有效厚度小、渗透性较差的气井生产能力和生产稳定性差。根据井区实际生产情况和储层特征，利用生产指示曲线确定出该井区生产压差应取静地层压力的16%左右，合理产量取无阻流量的1/3～1/4。此外，还建议采取一些提高地层能量的增产措施，更多地应用提高气层渗流面积、气层保护的相关技术以及气层的相关改造方法，增加气井的产能。     

高压高产气井屈曲管柱冲蚀损伤机理研究

天然气在油管内高速流动对管柱造成冲蚀损伤,严重威胁气井生产和作业的安全。装有封隔器的管柱在井下各载荷作用下易发生屈曲变形,此时高压气体对管柱的冲蚀作用将更加严重,易造成井下管柱失效甚至井场事故。为此,根据发生屈曲后正弦弯曲和螺旋弯曲管柱内流道特点,以天然气流体动力学理论为基础,针对克拉2气田一口高压高产气井建立了油管的计算流体动力学模型（CFD模型）和气井出砂时砂粒对屈曲油管的冲蚀模型。对天然气在螺旋弯曲和正弦弯曲流道内流动规律进行了数值模拟,研究了砂粒对油管内壁的冲蚀速度和剪切力,得到天然气对弯曲油管的作用力以及屈曲管柱内的冲蚀规律,为实时准确地预测高产气井管柱的冲蚀损伤状态提供了依据,为管柱冲蚀损伤预防措施的提出提供了理论基础。 引用格式:练章华,魏臣兴,宋周成,等.高压高产气井屈曲管柱冲蚀损伤机理研究［J］.石油钻采工艺,2012,34（1）:6-9.     

天然气井的绒囊流体活塞修井技术

低压气井修井中的压井作业需要平衡地层压力,以防止天然气溢出引发井控安全问题。为此,引入绒囊流体作为压井液,室内评价研究结果表明:绒囊流体密度在0.5~1.5 g/cm~3,低剪切速率下的黏度达到7 850 000 mPa·s,性能可控,在井筒内胶结形成无固相、结构强度较高类似活塞的封堵段塞。修井时,通过注入不同密度和液量的绒囊流体建立不同的液柱压力,流体以低剪切速率下高结构强度控制天然气从活塞内部突破,阻止天然气从井筒内上升至地面,隔开井筒中天然气与地面的通道;作业中因地层压力变化或者起下管柱,流体可以像活塞一样整体上下浮动。作业后,同常规作业一样气举清理井筒内流体即可恢复生产。中国西北地区某天然气田地层压力系数下降到0.60~0.82,在该区进行了绒囊流体全井充满和绒囊流体活塞修井作业各3口井,作业时间分别为7 d、3 d,取得了较好的技术效果。该项技术为低压天然气井修井提供了一条新的途径。