稠油热采井井筒内蒸汽参数计算

注蒸汽热采是目前开采稠油的主要方法。注汽过程中,蒸汽沿井筒方向的压力、温度、干度以及热损失之间相互影响,通过给出的井筒综合传热数学模型,能够较准确的模拟井筒内蒸汽参数的变化。模型中考虑了蒸汽物性参数随压力和温度的变化,其中,井筒汽液两相垂直管流压力降计算采用经典的Beggs-Brill方法;计算井筒总传热系数时考虑了接箍热损失的影响,并对井筒总传热系数进行了修正。通过油田实例的计算对比,验证了模型的可靠性。     

热采井注汽速度对井底蒸汽参数影响的数值分析

蒸汽的注入速度一方面牵涉到热采效果的问题．另一方面牵涉到注蒸汽成本的问题。显然．注汽速度越大．相同时间蒸汽注入量就越多,成本也就越高。合理选择注汽速度可以提高热采效果和降低成本．为此,需要分析注汽速度对井底蒸汽温度、压力、干度等各方面的影响。     

热采井首次注蒸汽后井筒应力分析

用有限元法计算了热采井在首次注蒸汽后井筒及周围水泥环和岩石中的应力分布，并分析热采井套管损坏的主要原因，为防治热采井套管损坏提供理论依据     

稠油井注蒸汽管线及井筒热力计算

利用注蒸汽的方法开采稠油时,为了提高注蒸汽的效益,希望尽量减少注蒸汽管线及井筒中蒸汽的压力降和热损失。因此根据注入蒸汽的流量、压力和干度确定注汽井井底的蒸汽参数,或根据井底油层条件选择合理的注汽参数是一项重要工作。本文根据两相流动和传热的综合模型,考虑了蒸汽在注汽管线和井筒中的流动状态及井筒中的不稳定的传热过程,计算注蒸汽时地面管线及井筒中蒸汽的压力降、干度变化及热量损失,编制了计算程序,并有计算实例分析。计算中还考虑了井底油层静压对注汽压力的约束作用。并可根据油井条件,通过计算,选择合理的注汽参数。     

稠油热采井注汽及油层出砂对套管的影响

对胜利油田单二区块稠油热采井注汽及油层出砂进行了有限元数值模拟研究,得出如下结论:(1)油层注汽引起岩层温度升高,套管应力增加,易造成套管轴线偏离,发生错断;(2)热采井出砂严重时,出砂区域地层软化,地层骨架失去承载能力,出砂区域内套管轴向应力为压应力,当超过极限应力时,易发生套管弯曲变形、错断和缩径;(3)随着出砂量的增大,套管射孔孔眼应力集中系数增大,当孔边应力达到套管材料的屈服极限时,会导致孔眼塑性破坏。     

稠油热采优化组合注汽技术研究

近年来，稠油热采受采出程度高、限压注汽、汽窜、水淹、投产新井厚度薄、待认识落实的油层多等因素的影响，油汽比低，生产成本高。以往单一的注汽模式已经不适应稠油热采逐渐扩大的生产规模和日益复杂严峻的开发形势。着重从优化组合注汽、优化注汽参数入手，研究总结出进一步提高稠油热采吞吐效益的技术，以实现产量和成本的有机统一。     

热采井循环注蒸汽套管残余应力研究

针对稠油热采注蒸汽几个循环周期后套管损坏的现象,指出了注蒸汽循环残余应力是导致后几个循环周期套管损害的主要原因之一,并引入广义Saint-Venant模型,考虑材料的鲍辛格效应和单向累积效应,建立了循环注蒸汽残余应力模型。通过实例分析确定了N80套管残余应力变化规律。     

稠油热采试井分析方法

经对国内外稠油热采试井分析文献资料分析研究，总结归纳出5种以Satman等人提出的双区复合油藏模型为基础的稠油热采试井分析方法，并对典型的双区热采模型压降试井分析进行应用，得到一定的认识。     

稠油热采井注汽混合离散变量优化设计

为解决稠油油田开发初期注汽工艺设计问题,在满足油层注汽效果条件下,以注汽投资费用最低为目标函数,建立了稠油热采中井筒注汽优化模型,并用混合离散变量优化设计方法(MDOD算法)进行了求解。对蒸汽吞吐和蒸汽驱两种井筒注汽工艺进行了实例计算;结果表明:运用MDOD方法进行优化设计,可以节省大量的初始投资并降低运行成本,有利于节约能源,提高经济效益。     

稠油热采井注汽混合离散变量优化设计

为解决稠油油田开发初期注汽工艺设计问题，在满足油层注汽效果条件下，以注汽投资费用最低为目标函数，建立了稠油热采中井筒注汽优化模型，并用混合离散变量优化设计方法（MDOD算法）进行了求解。对蒸汽吞吐和蒸汽驱两种井筒注汽工艺进行了实例计算；结果表明：运用MDOD方法进行优化设计，可以节省大量的初始投资并降低运行成本，有利于节约能源，提高经济效益。     

热采水平井多点注汽工具设计与试验研究

多点注汽是改善稠油热采井吸汽剖面、提高采收率的有效工艺,蒸汽限流分配器是实现该工艺的关键工具。以热采水平井吸汽能力模型为基础,综合考虑油藏物性、井筒汽液两相流压降的影响,设计蒸汽限流分配器,实现沿水平井筒蒸汽注入量的调配。通过水平井注汽地面模拟试验,验证蒸汽限流分配器的有效性,并研究注入参数的影响。结果表明:调配蒸汽限流分配器的通流面积后,试验单元流量分布的均匀性得到明显改善,不均匀系数最大降幅为93.8%;随着泵排量的增大,流量分布不均匀系数先减小后增大;蒸汽限流分配器与封隔器的优化组合是实现水平井多点注汽工艺的有效方法。     

蒸汽吞吐热力试油技术在探井中的应用

蒸汽吞吐热力采油是开采稠油的一种有效方法。从蒸汽吞吐的概念及该技术对稠油层的作用机理入手,总结了大庆油田5口稠油试验井的现场应用情况。试油结果证明,5口稠油井应用蒸汽吞吐热力试油技术,产油强度均有不同程度的增加,原油物性变好,回采水率较低,应用效果较好。     

热采水平井改善吸汽剖面技术研究及应用

热采水平井蒸汽吞吐时水平段吸汽不均衡,造成水平段动用不均。鉴于此,对热采水平井改善吸汽剖面技术进行研究。首先,建立油藏-井筒流动耦合模型及储层热-流-变形三场耦合模型,定量分析了油层物性参数、非均质性及注汽口位置对吸汽剖面的影响。然后,根据上述分析结果,设计了均衡注汽完井工艺管柱。该管柱可实现注采一体化及均匀注汽以及长水平段、非均质储层的均匀注采。现场应用结果表明,热采水平井改善吸汽剖面技术可以改善热采水平井长水平段的吸汽剖面,实现均衡注汽,提高水平井的动用程度。     

稠油热采井套管柱强度设计方法研究

针对稠油热采井套管损坏问题,调研了大量国内外研究文献,指出了现有套管柱强度校核的不足,提出了稠油热采井套管柱强度校核应采用应力强度设计方法,并根据油田注蒸汽实际工况计算套管载荷和热应力,根据厂家试验取得的高温下套管屈服强度数据校核和设计套管。     

水平井均匀注汽工艺研究及软件开发

为解决热采水平井射孔段均匀注汽这一难题,在建立水平注汽管柱内汽、液2相流热动力学模型及配注器节流模型的基础上,根据沿管柱长度方向流量分配均衡原则,将注汽段流量均匀分布作为目标函数,应用数值仿真技术对配注器＋油管组合型注汽管柱的配注器数量、泄流孔个数及布置形式等进行了优化。依据仿真结果开发了水平井注汽参数优化设计软件,该软件在胜利油田滨南采油厂进行了初步应用,达到了预期效果。     

热力采油井现代试井分析方法研究

根据热采井油层的加热特点,建立了热采井双区试井数学模型,并求出了井底压力的解析解,分析了试井典型曲线的影响因素,结果表明,加热半径和流度比是影响典型曲线特征的主要因素,波及区越大,压力导数曲线上的第一平缓台阶越明显;流度比主要影响后期的压力时变特征．压力导数曲线的第二个“驼峰”峰值随流度比增加而增大。最后通过实例计算提出了热采井焖井试井解释方法。     

浅井薄层稠油油藏注蒸汽开采

以ＪＬ油田零区试验区浅井薄层稠油油藏为例，总结了该油藏注蒸汽开采具有周期生产时间短、产油量递减快、产油量及油汽比低的特点。在分析了油藏地质参数，注汽参数及注汽方式对开采效果影响的基础上，得出：①提高蒸汽干度可增加单位厚度油层周期产油量；②第１周期合理注汽速度为１００ｔ／ｄ左右；每米油层最佳注入热焓为２．５×１０＾８ｋｊ，以后各周期按１５％递增；在蒸汽干度为４０％的情况下，每米油层周期注气量为１３０     

过热注汽锅炉在稠油热采工程中的应用

在稠油热采工程中，由于常规注汽锅炉产生的蒸汽干度低，注到井底的蒸汽干度通常不到50％，影响了开采效果，为此需要采用新的高干度过热注汽锅炉。文章结合新疆油田稠油热采注汽开发的基本情况，介绍了新研制的高干度过热注汽锅炉的工作原理、结构特点、现场运行情况及相关技术数据的测试情况等。     

稠油注蒸汽热采井套管柱预应力松弛效应分析

为了验证提拉预应力固井技术是否适合井深小于1 000 m的稠油热采注汽井,在280℃的高温蒸汽作用下,对热采N80H和普通N80Q两种套管进行了应力松弛试验;建立了套管-水泥环-地层全井筒平面有限元模型,进一步说明预应力固井技术在浅层稠油热采井中的作用。分析结果表明,稠油热采井在长期高温注蒸汽作业过程中,因管体应力松弛现象而致使预拉力失效;在高温作用下套管上施加的预拉力经过一定时间后会降低;提拉预应力固井对浅层稠油热采井没有效果,不能预防热应力导致的套管失效,建议在浅层稠油热采井中不采用预应力固井技术。     

Recovery of Bitumen by Injection of Steam with Surfactant

Abstract

This article simply describes thermal conductive mechanics of steam injection with the surfactant for recovery bitumen (super heavy oil) and stresses upon the energy balance equation of steam injection with surfactant. The method for estimating thermal invasion rate, cumulative heated area, and heat losses for nonproductive reservoir are described. Field tests of steam injection with chemicals show after three to four cycles the oil yield per cycle; off-take rate and oil/steam ratio kept on the increase, and the decrease will lag for the steam simulation with surfactant.