油田稠油举升工艺现状及适用性技术研究

稠油的流动性差,黏度大,稠油举升工艺的关键问题是降黏、改善其流动性。某油田根据不同油藏的条件选择了多种降黏开采方式,逐步建立并形成了具有自己特点的稠油油藏水驱开采技术、热采技术以及地面节能配套工艺技术。介绍了油田举升工艺现状,分析了电热杆举升工艺、泵上掺热水降黏伴输举升工艺、空心杆热流体密闭循环加热举升工艺和化学剂降黏举升工艺等四种举升工艺存在的问题,以及稠油不同举升工艺试验应用情况,经研究分析,最后得出某油田大部分稠油井采取光油管化学滴加降黏工艺+少部分特别稠油井由电加热螺杆泵举升工艺的最佳稠油举升适用性工艺技术。     

南海北部天然气水合物藏垂直井网降压开采数值模拟

为了提高南海北部低渗透率、泥质粉砂型天然气水合物(以下简称水合物)储层降压开采的气产量和采收率,基于我国2017年水合物试采W17站位水合物层含有少量游离气且下伏泥层的条件,根据实际试采数据,针对单垂直井和垂直井网两种布井方式,利用TOUGH+HYDRATE软件进行了水合物层降压开采数值模拟,研究了开采井产气/产水特征及开采区温度场、压力场、水合物饱和度场的变化特征,进而分析了渗透率、井间干扰对压力场、温度场及流场变化的影响机制。研究结果表明:①低渗透率泥质粉砂型水合物层在降压开采过程中,水合物的分解使水合物沉积层渗透率增大,从而使气、水产量增加;②在降压开采初始阶段,开采井的气、水产量短时达到峰值后急剧减小,水合物迅速分解、吸热及游离气的涌入使得井筒附近温度降低,而后随着开采时间的延续,气、水渗流阻力增加,压降传播速率降低,水合物分解气产量和井口气产量不断降低,水产量则缓慢上升;③水合物的分解由压降和周边流体渗流、传热联合控制,井筒附近及水合物层上下界面处的水合物优先分解,井口产出的天然气有较大部分来自于周边水合物层中的游离气和孔隙水溶解气;④采用垂直井网进行水合物开采,每口井的控制...     

和田河气田水溶气成藏特点对克拉2气田的启示

塔里木盆地克拉2气田天然气成藏倍受关注,存在许多疑惑有待于解决。本文根据和田河气田水溶气成藏地质条件和成藏特点,认为克拉2气田具有更优越的水溶气成藏条件,拜城凹陷中生界煤系烃源岩生成的天然气在深部高温、高压状态下大量溶解于水,以水溶气的形式保留在深部地层中,而新构造运动产生了断层相关褶皱,深部的水溶气便沿断裂往上运移至第三系和白垩系圈闭中并随温度和压力降低脱气成藏,从而使天然气具备水溶气的某些特征。指出克拉2气田气-水界面以下的高压水体中未释放出的天然气储量也相当可观,随着气田开发,压力降低,水体中天然气会不断释放,这对该气田天然气可采储量和开采年限的重新估算都有重要的意义。     

大水量气井电潜泵——气举组合排水采气工艺设计

当气井出水量过大时,采用单一电潜泵进行强排水开采,一般需要安装气体分离器以防止气体进泵,这样必然造成气井产出气能量无法对排水系统做功,使得排水采气系统能耗增加,大大提高了举升系统的启动压力,为解决此问题设计了电潜泵-气举组合排水采气工艺。介绍了该工艺的原理,即将气井自身气通过气举阀引入到油管中,利用地层气的能量减小上部油管柱的流体密度,降低举升管柱压力,以实现减少电潜泵级数及降低泵功率的目的,实现大排量并降低了整个举升系统的投资及运行成本。在此基础上提出了组合举升工艺设计方法与步骤,并以重庆气矿某4716m深井为例,在该井对比单一电潜泵及组合排水采气方案,采用自身气举的组合举升方案,其电潜泵用量和运行功率分别为单一电潜泵举升方案的47．2％和46．9％。     

煤层气其实是吸附气

煤层气开发正迅速发展,但学术界对煤层气的赋存状态问题仍存有争议。针对此问题,主要从煤层气的赋存机理和开采机理进行了研究。结果表明：①泥岩烃源岩的有机质含量低,吸附的甲烷数量少,基本上不具有开采价值;煤岩的有机质含量高,有机质吸附的甲烷数量多,具有开采价值。②煤岩的有机质极性弱,易于吸附极性弱的甲烷分子,而极性较强的矿物质则倾向于吸附水分子。③煤岩由基质岩块和裂缝组成,是裂缝性泥岩,由煤岩基质生成的甲烷自由气都运移到裂缝并散失掉了,只有吸附气保存了下来。④煤层气需要排水降压,使地层水脱气、吸附气解吸并形成自由气后运移至裂缝中才能被开采出来。⑤煤层气开采存在临界产气压力,并且在开采过程中不存在扩散现象。     

南海北部天然气水合物藏垂直井网降压开采数值模拟

为了提高南海北部低渗透率、泥质粉砂型天然气水合物（以下简称水合物）储层降压开采的气产量和采收率，基于我国2017年水合物试采W17站位水合物层含有少量游离气且下伏泥层的条件，根据实际试采数据，针对单垂直井和垂直井网两种布井方式，利用TOUGH+HYDRATE软件进行了水合物层降压开采数值模拟，研究了开采井产气/产水特征及开采区温度场、压力场、水合物饱和度场的变化特征，进而分析了渗透率、井间干扰对压力场、温度场及流场变化的影响机制。研究结果表明：①低渗透率泥质粉砂型水合物层在降压开采过程中，水合物的分解使水合物沉积层渗透率增大，从而使气、水产量增加；②在降压开采初始阶段，开采井的气、水产量短时达到峰值后急剧减小，水合物迅速分解、吸热及游离气的涌入使得井筒附近温度降低，而后随着开采时间的延续，气、水渗流阻力增加，压降传播速率降低，水合物分解气产量和井口气产量不断降低，水产量则缓慢上升；③水合物的分解由压降和周边流体渗流、传热联合控制，井筒附近及水合物层上下界面处的水合物优先分解，井口产出的天然气有较大部分来自于周边水合物层中的游离气和孔隙水溶解气；④采用垂直井网进行水合物开采，每口井的控制面积减少，单井的产气/产水速率及累计产气/产水量均明显低于单垂直井，但垂直井网开采总的气产量更大、水合物采收率更高；⑤井距决定了每口井的控制面积和最终累计产气量，井间压降叠加效应加速了水合物的分解，井间区域的压力及温度显著低于单井，但井间对称流场的干扰会阻碍气液流动，在井间中心区域将形成“静止区”。结论认为，多井联合开采可以提高井场总的气产量，但需要根据钻井成本、水合物层渗透率、预计生产周期、井场总气产量和水合物采收率等指标来综合确定合理井距。     

海上天然气水合物降压开采气液管柱设计及优化研究

海上天然气水合物试采过程中易出现产气量低、气液段携液率低、井底压力波动大等作业风险,水合物现场试采经验匮乏,且试采管柱设计不足严重制约了天然气水合物的安全高效开发。以气液管柱为研究对象,提出了光滑管柱内嵌线圈的线圈管结构,模拟预测了水合物降压开采过程中线圈管的产气产水概况,基于海域天然气水合物开采气液管柱多相流动模型,初步证实了线圈管柱稳定管内气液两相流的可行性,分析了线圈螺距、线圈直径等参数对管柱压降、出口流量和携液量的影响关系。结果表明：水合物降压开采初期累积产水量与累积产气量上升较快,开采后期上升速度缓慢,整个开采周期平均产气产水速率分别达到73 238 m³/d、295 m³/d;管柱内嵌线圈的方式降低了管内压降变化幅度,使管内气液两相流更加稳定,管柱携液效率也显著提高;线圈管压降及出口流量随线圈螺距和直径增大而呈下降趋。本文研究成果对海上天然气水合物安全高效开采具有重要的指导意义。     

高产煤层气井三抽-速度管连续排采转换泵设计研究

在煤层气开采中,随着排采的深入,煤层气井显现产气量不断上升、产水量逐渐下降的特征,如果当产气量达到给定数值时,使用连续转换泵,将三抽人工举升排水转换为速度管举升,将对提升煤层气的开发效益具有重要意义。本文给出了一种新型三抽—速度管转换工艺的杆柱与系统设计、转换泵的结构设计、转换泵校核计算的方法等理论,制造了新型转换泵。为该工艺的推广实施,奠定了设备基础。     

电泵气举智能耦合举升工艺技术研究

海上已开发的油气田中存在大量与油藏共生的天然气藏。在以往开发中单独开采气层或者油层,不能实现油气层同采,其原因在于二者产量和压力难以平衡。为提高油气资源利用率及采收率,开发了电泵与气举智能耦合举升工艺,可根据生产需要实现自喷、气举、电泵、电泵与气举4种举升方式的任意转换,达到油气同采中压力与产量的协调,且可适用于各阶段的排液需求,延长管柱使用寿命。该工艺实现了可控制的油气同采,合理利用了气层的能量和气体的举升能力,充分释放油层的产能,既能增加生产井油气产出,也减少了后期人工举升的投入。该工艺还可用于深水井筒举升及远输,具有较好的应用前景。     

中国浅层天然气资源及开发前景

浅层气指埋深小于1500m的各类天然气资源,主要包括生物气、油型气、煤成气、水溶气等。我国的浅层天然气资源主要分布在南方沿海小型中新生代盆地,东、西部含油气盆地及主要含煤盆地。气藏类型分为3种:原生超浅层微气藏、近源浅层小气藏和浅埋常规气藏。其开发特点是:压力低、产量小、开采工艺简单、投资规模小。     

低压低产气井井下智能机器人排水采气技术

低压低产气井积液减产现象严重,而泡排、柱塞、液氮气举等常规排水采气工艺难以满足其长期稳产和提高采收率的要求,为此,基于柱塞气举工艺原理,研制了一种新型排水采气井下智能机器人,该机器人能实时监测与追踪井筒动液面位置,自动控制装置内部中心流道开关,可以在井眼内自动上行,从而实现气井分段、逐级定量排水。在东胜气田1口井的先导试验表明,井下智能机器人能够在井筒内自由稳定行走,实现自主定量排水和气井不关井连续采气,产气量稳定上升,油套压差持续降低,井筒积液得到有效缓解,达到了低压低产气井长期稳产和提高采收率的目的。研究与试验结果表明,井下智能机器人排水采气技术有效解决了常规排水采气工艺存在的问题,有利于实现低压低产气井的长期稳产和提高低压含水气藏的采收率。      

柱塞气举特性分析

利用柱塞－液段运动微分方程,用数值求解的途径分析考察了注了压力、油管井口压力、油井产液指数和含水率对柱塞气举的产量、循环周期和注入气量的影响。实际计算结果表明,注气压力增大,对日产液量和注气量影响很小,不能改善气举要油效率,井口压力增大,将导致日产液量下降,日注气量增加;而产液指数和含水率增大,将导致产液量和注气量相应增加     

文33块沙三段深层低渗透油藏注水开发效果评价

针对中原油田文33块沙三上亚段油藏埋藏深,高温,高压,低渗透等地质特点和近10余年来一直注水进水,难采出,开发基本面临瘫痪状态的实际情况,通过开展逐层上返先导试验,结合细分层系,加密井网,并采取压裂改造,改善水质等技术措施,成功实现了该深层低渗油藏的全面注水开发。     

苏里格气田气井产水分析及新型泡排剂试验

分析了苏里格气田气井的产水类型,主要有地层水、淡化地层水、凝析水、凝析油及陈发型出水;分析了气井的井底积液特征,通过压力峰值、油套压变化、产气量变化曲线等特征可以判断气井井底积液情况。介绍了三种产水气井排查方法:生产动态分析法、关井恢复压力排查法、井筒压力梯度测试法,这三种方法是苏里格气田产水气井排查常用且有效的方法。介绍了泡沫排水采气的泡排剂优选方法及优选原则,结合试验区所产地层水的水质分析情况,优选了ERD-05起泡剂和ERD-06泡排棒这两种泡排剂;优化了泡排剂的加注制度,进行了泡沫排水采气现场试验,试验井排水、增产效果明显。     

鄂尔多斯盆地靖边气田下古生界非均质性气藏的产量递减规律

鄂尔多斯盆地靖边气田下古生界气藏具有非均质性强的特点,随着开发程度的提高,气藏地层压力逐渐降低,不同区块的生产动态特征表现出明显的差异性。为了给气田的滚动开发和产能弥补提供参考依据,在气田的不同开发阶段选择了有代表性的2个高渗透区块和1个低渗透区块开展了气井定压生产试验。通过Arps产量递减分析方法,对于井口压力为13 MPa、6 MPa和3 MPa的生产条件下的试验数据进行了分析,揭示了该气田下古生界非均质性气藏的产量递减规律：高渗透区块在高压和低压条件下的产量递减均符合指数递减类型,且随着井口压力的降低,产量递减率趋缓;低渗透区块的产量递减符合双曲递减类型;同时高、低渗透区块的产量递减率又表现出一定的共性,在采气速度一定的条件下,产量递减率与井口压力呈正比,与动用地质储量、泄流半径和储层能量补给速度呈反比。     

靖边气田泡沫排水采气工艺适用性研究及探讨

泡沫排水采气工艺是一种最为主要的排水采气方法，在国内外应用普遍，四川气田80％的排水采气措施是泡沫排水。由于靖边气田集气站采用三甘醇脱水工艺，泡沫排水消泡不彻底将影响脱水撬的运行，因此制约了该技术的应用。本文针对靖边气田气井产水状况及集气工艺流程特点，进行了泡沫排水适用性研究，开展了一口井系统试验。通过试验研究，对靖边气田泡沫排水采气工艺的适用性取得了一定的认识和经验，同时对下一步配套进行了探讨。     

抗油低含水率起泡剂研制及其在苏里格气田应用

苏里格气田气井普遍具有低压、低产、小水量、含凝析油、井筒压力损失大的特点,为提升泡沫排水采气工艺效果,以降低单位体积泡沫含液量为技术思路,从抗凝析油、降含水率两方面优化泡排剂性能,研发了适合苏里格气井特点的含液量小、液膜薄、稳定的抗油起泡剂UT-8,单位体积含水率降低30%,,减小了泡沫在举升过程中对井底造成的回压。在苏里格气田现场试验7井次,气井产量增加,油套压差平均降低1.85MPa,取得了良好的试验效果,对苏里格气田高效开发提供了技术支撑。     

制氮车连续油管气举排液技术在苏里格气田的应用

井底积液是导致单井产量下降和储层污染的主要原因,采用何种方式能够实现积液井快速有效低成本地排液复产是苏里格气田开发及正常生产的关键。连续油管氮气气举排液技术是使用制氮车或者液氮泵车配合连续油管设备进行排液作业的工艺技术,在现场应用中发现使用制氮车比用液氮泵车进行连续油管氮气气举排液作业的成本更低、更安全。苏里格气田采用NPIU1200-35HP膜制氮增压设备进行现场制氮和增压,配合进行连续油管氮气气举排液作业施工数井次,取得了显著的成效。因此,制氮车连续油管气举排液技术在苏里格气田开发生产中具有重要的应用价值。     

水溶气资源富集的主控因素及其评价方法探讨

水溶气是天然气的一种,其主要成份是甲烷。水溶气在地下的富集主要受温度、压力、水矿化度和储层水容量等因素的控制。储水量越大、水介质温压越高,地下可能储集的水溶气资源量越大。在水量和水介质温度压力条件相同的情况下,水的矿化度越低、水的溶气饱和度越高,水的储气量就越大。评价水溶气资源除应考虑地下天然气富集量之外,还应考虑钻探井的水日产量及采出地表后的释放气量。水溶气被采到地表时温压降低的幅度越大,释放出的气量越大。一般说来,每方水在地下含气饱和度在1～10m3之间;在我国东部沉积盆地这一数值为1～6m3。大庆长垣及其以西地区萨尔图、葡萄花和高台子组储层的水溶气量高达4500×108m3,依油气当量计算,相当于一个储量超过4.5×108t的大油田。在我国,水溶气具有广阔的勘探前景。     

缝洞型碳酸盐岩油藏开发技术的认识与思考

塔里木盆地缝洞型碳酸盐岩油藏是油田开发面临的新的油藏类型,存在产量递减快、采收率低和储量动用率低等问题。剖析了中国石化塔河油田和顺北油气田缝洞型碳酸盐岩油藏地质特征及开发面临的挑战,系统总结了中国石化在缝洞型油藏描述、开发建产和提高采收率等方面的技术进展,针对塔河油田和顺北油气田的不同开发阶段,提出了下一步技术攻关建议。缝洞型碳酸盐岩油藏经过多期构造运动、岩溶作用和油气充注,储集体非均质性极强,油、气、水分布复杂,给油藏描述、地质建模、储量评价、效益建产、注水-注气、钻井工程、酸压改造、井筒举升等带来一系列挑战。经过20年的开发实践,中国石化西北油田形成了基于地球物理的体积雕刻、断裂精细解析和岩溶系统表征技术,以及基于岩溶相控的地质建模、靶向酸压和注水-注气提高采收率等技术。为实现顺北油气田高效开发,需进一步开展基于断裂解析的成藏特征研究以及基于地球物理雕刻的储集体相控地质建模、流体相态特征及高压物性、油藏组分数值模拟、油藏地质力学与数值模拟耦合、油气藏与举升一体化模拟、井位优选和钻井轨迹优化等工作。为实现塔河油田大幅提高采收率目标,需进一步开展缝洞结构描述、岩溶成因系统研究、储量动用评价、注水-注气机理及规律研究、缝洞井节点网络模拟和动态监测系统研究等工作。