低黏度原油自适应控水装置设计及试验研究

海上油田多采用长水平井开发,其“趾端效应”突出、边底水锥进现象明显,制约了油田的高效开发。对于目前南海西部油田再生产井低黏度原油高含水的问题,常规自适应流入控制装置存在局限性,创新地提出了一种适用于低黏度油的新型自适应控水装置。新型自适应控水装置设计基于流体力学沿程摩阻理论与流体旋涡理论,其结构由择流器和旋流器组成,放大油水性质差异。采用软件对控水装置进行仿真模拟,将油水压差比作为性能指标,并搭建试验设备进行试验验证。根据仿真模拟及试验结果表明,水通过控水装置的压降远高于油的压降;且随着含水率增加,产生的过阀压降增加,证明新型自适应控水装置对低黏度油具有很好的控水稳油效果。     

渤海油田AICD稳油控水试验评价研究

依据AICD在不同黏度的流体流过时内碟片开度不同的原理,设计一套AICD控水的地面模拟实验装置,并使用该装置对水相、油相、不同黏度油水混合相进行了地面模拟实验,验证了AICD对油的过流和对水的节流作用。相同压差为3MPa,其中油的黏度为50cp时,原油通过AICD的流量是90%含水的3.14倍,80%含水的2.75倍,60%含水的2.44倍。数组稳油控水试验结果说明,AICD具有很好的控水效果,能给渤海油田水平井高含水问题提供一种更有效的技术方案。     

海上油田全寿命控水完井技术研究及现场试验

为了解决海上油田砂岩底水油藏水平井开发过程中底水快速锥进的问题,在分析流入控制装置（ICD）和自动流入控制装置（AICD）控水完井技术的优势与不足的基础上,研究了海上油田全寿命控水完井技术。该技术结合ICD和AICD控水完井技术的优势,在油井投产初期通过抑制高渗段来均衡水平井水平段供液剖面,投产中后期通过“自动控制流量”来抑制水平段高含水段出液,实现自动控水,起到延缓油井含水率上升的作用。海上油田全寿命控水完井技术在X油田H油藏W1井进行了现场试验,与同油藏生产井对比发现,该技术对水平井开发过程中的含水率上升有抑制作用,值得扩大规模试验。      

水平井新型自动流入控制器的研发与流体敏感性分析

针对底水油藏水平井在生产过程中容易出现底水快速锥进,而传统ICD在底水突破后失效的问题,研发了一种在底水突破前能均衡产液剖面、底水突破后能限制水产出的新型AICD,该新型AICD利用Y型和T型三通管分流原理可实现油水流动方式的自动选择。利用CFD数值模拟软件分析了新型AICD流场和流体敏感性,结果表明:水的过阀压降远大于油的过阀压降,原因是水在新型AICD中产生高速旋流,而油在新型AICD中不产生旋流;新型AICD对黏度、含水率和流量较为敏感,最佳适用的黏度范围为80～320mPa·s、流量范围为10～35m~3/d,过阀压降随含水率增加而增大。通过室内实验验证了新型AICD的控水性能,对比分析认为新型AICD更适用于产液量较高的底水油藏水平井。本文研究成果对延缓底水锥进、延长油井生产寿命、提高油田采收率具有重要意义。     

一种新型底水油藏AICD控水原理与性能分析

底水油藏水平井开发过程中出现的底水脊进问题,缩短了底水油藏的无水采油期,严重影响了水平井产能优势的发挥,成为了制约水平井高效开发底水油藏的关键因素。目前我国的大部分底水油田都进入中高含水期,产油量递减加快,而传统的ICD控水工具仅适用于井筒见水前,对于见水后的油井无效。为此,针对目前我国油田水平井开采面临的技术难题和现实问题,研发出了一种新的控水工具——一种新型自动流入控制器,该工具无运动部件仅根据流体性质和流动路径区分流体,限制水的产出。借助CFD软件对新型AICD进行流场分析和敏感性分析,流场分析结果表明:水在新型AICD中流动产生的压降比油在新型AICD中流动产生的压降高,主要原因是水会在工具中高速旋转从而产生更高的压降,而油不会在工具中旋转。对流体的敏感性分析可知,流体流过新型AICD的压降主要是由流体的黏度和流速决定,流体的密度对压降影响很小。通过对新型AICD的控水能力进行分析表明:含水率越高流过控水阀的压降越大。     

基于多段井模型的海上油田新型控水技术可行性研究

新型控装置(AICD)具有对水相的智能识别和抑制功能。通过建立海上某高渗底水砂岩油田多段井模型,对AICD技术进行了数值模拟研究。研究表明,采用AICD技术能抑制底水锥进速度、扩大底水波及面积、降低油井含水率和提高油井产量;在油田综合含水达到80%前实施AICD技术增油效果最好,而在目标油田综合含水92%的情况下进行AICD完井仍能有效增加油井产量。AICD技术为海上油田控水技术的发展提供了新的思路。     

流道型自适应流入控制装置设计及数值模拟

水平井存在过早见水而降低油井产量的问题。为了实现均衡流入剖面,控制底水脊进,可在完井管柱中安装流入控制装置。针对当前的流入控制器容易失效,自适应流入控制器(AICD)存在局限的问题,设计出新型流道型AICD装置。该装置由流入结构和旋流结构组成。利用数值模拟方法研究装置的流场规律,优化结构参数,并进行水力参数影响分析。研究结果表明:该装置安装挡板、出口直径3 mm时稳油控水效果最优; 过油压降随黏度变化不大,远小于水相产生的压降,且该装置对流量与黏度均有较大的适用范围。     

AICD筛管充填控水技术及应用

海上某油田砂体分布复杂,同时受气顶和边水的影响,无法发挥水平井的产能。针对该油田防砂、控水的双重需求,提出了采用AICD控水筛管配合环空充填覆膜颗粒的控水完井工艺技术,详细介绍了AICD充填控水技术的控水原理、管柱设计方法和充填规律。实际投产结果表明AICD筛管配合覆膜颗粒充填技术可以使油井保持稳定的低含水生产状态,降水增油效果显著,适用于渤海油田非均质性较强的油藏。研究的管柱设计方法和充填规律为海上油田水平井控水完井设计提供了参考和借鉴。     

海上底水油藏水平井自适应控水技术

海上油田具有储层物性好、单井液量大和水平井水平段长等特点,水平井开发底水油藏时容易形成底水脊进,底水突破后含水迅速上升,出现水淹,造成产油量降低,严重影响油田开发效果.针对海上油田水平井控水难点和高含水特点,以室内实验研究为基础,以现场试验为手段,开展了新型控水技术研究与应用.结果表明,自适应控水技术具有"主动式"控水...     

水平井自适应调流控水装置研制与应用

针对边底水油藏水平井由于跟端趾端效应和水平段地层非均质性造成含水率快速升高的情况,在分析油水物性和调流控水筛管应用工艺的基础上,利用层流与紊流的流动特性,研制了一种能够根据产出流体的情况自动调节附加阻力的"主动式"自适应调流控水装置。流体动力学流场模拟及室内性能试验结果表明,油水流经自适应调流控水装置时,油相的摩阻低、水相的摩阻高,最大水油压降比可达10.0以上,具有自动调节油水附加阻力的功能。自适应调流控水装置在塔河油田底水油藏水平井A井进行了现场试验,与未应用调流控水装置的邻井相比,低含水采油期延长3个月以上。研究与试验表明,自适应调流控水装置可以根据产出流体的情况,自动对产出水进行节流,解决了边底水油藏水平井底水锥进的问题。