稠油热采湿饱和蒸汽流量计量技术在河南油田的应用研究

注蒸汽吞吐开发稠油油田,油层注入蒸汽为湿饱和蒸汽时,计量误差大,为了解决单井注汽精准计量问题,在锥形孔板流量计基础上,引入“差压噪声”理论,建立了湿蒸汽流量、干度双参数测量模型,通过高频采集分析及数据库动态补偿运算,提高不同干度下的流量精度。单台注汽锅炉对单井注汽时,在注汽管线串连接入锥形孔板流量计,通过锅炉进水用电磁流量计来标定蒸汽流量,然后在组合注汽井进行试验,现场应用46井次,湿饱和蒸汽流量计量误差在5%以内,满足了注汽计量要求。     

联合式湿蒸汽流量干度测量技术在稠油开采中的应用

湿蒸汽流量和干度的测量是油田稠油注汽热采中的重要课题.应用蒸汽两相流理论,进行数学模型的选择、在线修正方法研究、管路沿程热损失、压力损失计算,完成对23 t/h注汽锅炉湿蒸汽流量、干度测量技术方案研究,研制出联合式湿蒸汽流量、干度测量装置.研究表明,联合式湿蒸汽流量度干度测量技术可以应用于所有油田湿蒸汽计量系统.     

新型油田热采蒸汽流量干度计量仪

由于稠油的黏度大、流动性差、凝固点高等因素决定了稠油难以像稀油那样直接采出,因此在实际生产过程中,90%以上依靠蒸汽吞吐或蒸汽驱动进行稠油开采。但注入蒸汽的计量问题一直困扰着稠油生产,依靠人工经验计算的蒸汽注入量精度不高,因此在实际生产过程中造成蒸汽利用率低、浪费大等问题。新型油田热采蒸汽流量干度计量仪,采用分流分相式两相流体流量测量方法:从注汽管道提取一定比例的蒸汽,然后经过分离,分离出的蒸汽经过气体流量计进行计量,同时分离出的液体经过液体流量计,最终经过分离方程进行运算,计算出主管道蒸汽流量、干度、温度等一系列油田所需数据。此套计量仪所有计量参数精度可以达到5%以内。     

油田蒸汽流量计应用评价与稠油注汽系统的工艺改造

河南油田正在开展稠油注蒸汽热采工艺中的湿蒸汽两相流的计量技术研究.该项目技术指标为:湿蒸汽两相流计量误差及干度分配误差均≤15%.根据实际注汽参数对该油田蒸汽流量计的现场应用进行了评价,并就该油田稠油蒸汽计量技术的改造提出了方案.     

联合式湿蒸汽流量测量技术研究

国内外对于汽水两相流流量计量技术进行了大量试验研究,油田注汽锅炉的湿蒸汽流量计量隶属于这一范畴,发达国家投入大量的人力和物力资源,研制了一系列的复杂测量装置,具有代表性的有γ射线密度计-涡轮流量计-文丘利管组合装置和γ射线密度计-网状靶组合装置等测量装置.但是这些方法过于复杂,且运行成本过高,实际应用并不理想.针对以上问题完成了锅炉湿蒸汽流量干度测量技术研究,进行了管路沿程热损失、压力损失计算,并通过现场试验验证,可使注汽质量流量和干度测量误差达到5.0%以下.     

湿蒸汽发生器运行参数对油井注汽效果的影响

经过稠油热采的大量经验表明,提高湿蒸汽发生器运行参数的偏差,将直接影响蒸汽吞吐的开发效果.讨论了湿蒸汽发生器的蒸汽干度、注汽量、注汽速度、压力等运行参数对油井转周效果和产量的影响,出口各项参数的计量,井口参数的计量和井底参数的跟踪.通过对各项参数的跟踪和测量,可知注汽参数的准确计量对油井的注汽效果及生产周期起重要作用,减小参数的偏差以及加强注汽参数计量工作,可为加强运行参数的精确控制,降低能耗提高稠油采收率起到良好的作用.     

稠油热采注汽分配计量调节一体化装置研究

针对稠油井注汽热采过程中 ,一台锅炉同时注多口井时进入每口井的蒸汽流量和蒸汽干度不均的问题 ,设计了稠油热采注汽分配、计量、调节一体化装置。这种装置的分配器突破了传统的分支管的阻力平衡和空间的几何对称性结构 ,采用“分流分相式两相流体流量计”中的分流原理 ,对传流结构进行了改进 ;与之配套的新型两相流量计采用脉动噪音测量法 ,其测量元件仅为一块锐缘孔板 ;调节阀的阀心采用螺旋线型节流孔 ,具有易调节和调节稳定的特点 ;采用活动式橇装结构 ,安装和操作方便。装置有效地解决了吸汽困难井生产周期短产量低 ,吸汽好的井因吸汽量太多而损失热量的问题 ,节约了作业费用 ,提高了注汽井的热采效果。     

高压蒸汽调节阀

开采稠油需要向地下油层注入饱和蒸汽。一套注汽管网同时向若干口油井注蒸汽。为了使蒸汽量分配得合理和节约投资,就需在注汽系统中安装蒸汽流量调节阀;每个调节阀后面安装流量计,再配上微机,即可计量每口稠油井的蒸汽注入量。胜利油田开发稠油急需高压蒸汽调节阀,而国内尚无产品。为此,胜利油田设计院于1987年初开始研制高压蒸汽调节阀。要求达到的技术指标:①外密封可靠;②能够灵     

旋流型汽水两相流量计

旋流型汽水两相流量计是胜利油田采油工艺研究院新开发的一种新型两相流量计,它主要针对一台锅炉注多井的情况下,对蒸汽流量、干度、压力进行实时监测。该流量计经过不断地改进和完善,完全能够胜任胜利油田各采油厂地面注汽井的监测任务,不但能解决亚临界参数范围内蒸汽流量、干度测试的难题,而且还可以对普通注汽井和汽驱井的蒸汽流量、干度进行监测。     

注干饱和蒸汽热采的论证

注蒸汽开采稠油,通常使用干度不大于0.8的温饱和蒸汽,这是由于地面蒸汽发生设备的限制。而从加热油层角度出发,则希望注入高干度的蒸汽。利用常规蒸汽发生器注干饱和汽,地面流程固然要进行适当改造,但它与注湿饱和汽比较,可使地面流量测量及分配问题简单得多。本文提出了使用常规蒸汽发生器进行注干饱和蒸汽的一种地面流程,并以实例分析和预测了改注干蒸汽后蒸汽参数的变化。计算结果表明,改注干汽效果不会明显降低。     

稠油热采高压注汽两相流的计量

湿蒸汽是一种两相流体,给计量带来很大困难。湿蒸汽的载热率与质量流量和干度有关。只有同时精确测得这两个值才能得到准确的载热率。常见的测量方法有双节流元件法、节流元件与密度计结合法、孔板噪声法、相关参数法等。这些方法在现场实际应用中不是精度难以保证,就是设备复杂造价太高,难以推广。双节流元件法中有一种用孔板与临界流流量计相组合的测量方法,不仅设备简单且计量精度高,但有一个致命的缺点就是压力损失太大,仅适用于井压较低的场合,对于井压高达１５ＭＰａ的井就无法使用。西安交通大学开发的智能湿蒸汽流量计可成功地应用于高压井的测量。设计合理的Ｙ型分配器可在高压下实现干度的均衡分配,综合锅炉出口的计量参数得到一个封闭的方程组,从而得到干度及注入水量,同时可以进一步提高注入热量的计量精度。利用本仪表可以计量注汽的载热量,同时与锅炉出口计量参数相结合可求得注汽干度及注入的汽量和水量。文章给出了湿蒸汽两相流的单参数计量原理和利用单参数计量进行干度和流量的综合计算及修正方法,最后给出了现场测评结果。     

一体化喷嘴在蒸汽计量中的应用

蒸汽的计量比较复杂,在采用孔板流量计测量蒸汽时,需要进行量程补偿,还需考虑密度变化带来的测量误差.介绍了一体化喷嘴流量计成功用于某蒸汽计量的案例,采用喷嘴与差压变送器一体安装,配备防冻式隔离器,与流量计算机构共同组成了较为完善的蒸汽计量系统,解决了蒸汽流量计量中的蒸汽流量高精度补偿、冬季防冻等问题,克服了传统蒸汽计量方法的缺点.     

南堡35-2油田单井蒸汽吞吐优化设计

探讨了在南堡35-2油田进行单井蒸汽吞吐的可行性,建立了南堡35～2油田的三维地质模型.对蒸汽吞吐参数(注汽强度,最大排液量,注汽速度,焖井时间,井底干度及注入压力)进行优化,并提出了推荐方案,预测采收率可达15.06%,比弹性开采方式提高12.25%.     

深层稠油油藏高干度蒸汽驱物理模拟实验

胜利油田稠油资源丰富,大部分稠油油藏埋藏深、边底水活跃,油藏压力难以降低到5 MPa,矿场实施的常规蒸汽驱井底注汽干度为30%左右,提高采收率幅度不明显。为改善该类稠油油藏蒸汽驱开发效果,基于高干度注汽技术的发展,以孤岛油田中二北Ng5稠油油藏为原型,开展7 MPa压力条件下二维纵向蒸汽驱物理模拟实验,监测分析注汽干度分别为10%,30%,50%的蒸汽驱过程中蒸汽腔的形成和发育状况,研究注汽干度对深层稠油油藏蒸汽驱开发指标的影响规律。实验结果表明:注汽干度对深层稠油蒸汽驱开采效果影响明显,提高注汽干度,地下蒸汽腔形成时间缩短,蒸汽腔扩展距离变大,蒸汽驱结束时间变长,最终采收率明显提高;7 MPa油藏压力条件下,蒸汽驱的蒸汽干度至少应大于50%。井底注汽干度由30%提高到50%可增加胜利油田深层稠油油藏蒸汽驱有效动用储量1.32×108t。     

孔板—均速管组合法测量汽—水两相流双参数

利用孔板与均速管组合在线测量汽—水两相流双参数，解决了稠油热采中同时测量蒸汽流量与干度的难题。其工作程序用Mcs-51单片机汇编语言编制而成，主程序由初始化、数据采集处理，热物理参数生成、汽—水两相流量、干度、质量流量、热量计算以及累计运算等模块组成。通过在现场进行标定；干度用化验CI^-法进行标定，流量用锅炉入口的涡轮流量计标定。经胜利和新疆两油田进行的大量试验可知，该仪表测量水蒸汽流量和干度其均方差皆小于7%，满足了工业应用要求。     

稠油热采单井蒸汽分配计量技术

针对注汽井的单井蒸汽流量分配计量问题,讨论了一种注汽井蒸汽分配计量方法和实施工艺.现场试验表明,各项技术指标达到了设计要求,该项技术的应用实现了1炉2井,或管网供汽的单井在线实时计量,为准确掌握每口井的注汽速度,了解和认识油藏,分析油藏的注采效果,提供了科学的依据.     

注汽锅炉注汽质量监测仪

针对稠油注蒸汽开采中注汽质量参数监测存在的问题,开发了SPR-ZQZL型注汽锅炉注汽质量监测仪。该监测仪集注汽速度、注汽压力、注汽干度在线自动监测于一体,同时可进行注汽质量累计记录,并转化为统一状态下的注汽量便于稠油开采中的对比分析。对监测仪的组成、原理进行了介绍,进行了监测仪的标准汽量和理论燃油量的计算。现场应用表明,该监测仪运行稳定,干度误差控制在3%以内,水流量计算准确,达到了预期的目的。     

渤海蒸汽吞吐油田产能分析及预测研究

渤海LD2特稠油油藏（地层原油黏度2 908 mPa·s）设计采用十轮次蒸汽吞吐方式开采。为了准确预测每一轮次注热后的产能,在对第一轮次蒸汽吞吐开采实际注汽量、注汽温度、注入速度、注汽干度等注热参数与单井比采油指数相关性回归的基础上,开展的产能影响因素分析研究结果表明：单井平均比采油指数与各注热参数存在良好的线性关系,注汽量、注汽温度、注入速度、注汽干度等越高,比采油指数越高;并通过多元线性回归,得到比采油指数与注汽量、注汽温度、注入速度、注汽干度四个注热参数和地层渗透率、黏度的关系式。经矿场实例验证,该关系式预测精度较高,该方法的优点是注热完成后,即可根据实际注热参数快速准确的进行产能预测,实用性强,应用范围广。     

亚临界汽-水两相流量计的研制与应用

针对我国油田大量使用亚临界注汽锅炉,但其流量干度测量问题却还没有解决的现状,采用分流分相的测量原理,研制出亚临界汽-水两相流量计,实现了注气过程中的流量、干度等参数的在线测量。详细介绍了亚临界汽-水两相流量计的结构组成及特点、工作原理、室内和现场试验及推广应用情况。现场试验表明,亚临界汽-水两相流量计流量测量误差小于5%,干度测试误差小于6%,工作稳定且操作方便,完全满足现场使用要求。     

汽液两相流计量比对装置的实验研究

阐述了一种对汽液两相流计量仪表性能检测的对比装置及方法,通过实验数据分析,对比装置的相对偏差小于5%,可对湿蒸汽质量、干度测量装置进行实流检定。该装置从油田需求出发,能够对油田注汽所使用的压力、流量、干度范围有效覆盖,为油田注入蒸汽的计量仪表进行实流性能检定。