蒸汽注入过程中节点分析方法研究

蒸汽注入过程中,注汽沿线中的热损失和压降的大小与油藏注入能力之间存在着协调关系。本文建立起从地面管线、井筒到地层一体化的注入参数节点分析模型(NODE)。在考虑两相流特征和热传导的综合模型的基础上,结合地层注入能力自动完成注入参数节点分析过程。将计算结果与SPE文献提供的油田测试数据对比,吻合较好,验证了该模型的有效性。     

热采井低成本防砂实例

使用改性呋喃树脂，研制出一种新的防砂方法。此方法取得了专利，并在加利福尼亚Ｂａｋｅｒｓｆｉｅｌｄ的Ｋｅｒｎ Ｒｉｖｅｒ油田应用成功。该化学体系费用低，热稳定性好，温度可高达７００°Ｆ，而且不降低总产量。对油田化学剂呈惰性，使用安全。     

热采井预压固井技术

计算表明，注蒸汽稠油井如果用常规方法固井，在通常的注汽温度下，套管都因热应力而产生屈服变形。目前现场常用的防止套管热破坏方法不能从根本上解决问题。提出了热采井预压固井技术，即在注水泥结束后，向油层套管施加压力，使套管膨胀。计算实例表明，采用预压固井技术后，热采井在整个生产周期内，套管不但正常，而且还有较大的安全系数。给出了热采过程中，套管内应力的计算模型。     

热采井注氮气实验

由于热采井随着转周次数的增加，转周难度将越来越大，部分区块随着边水的入侵，使含水上升速度加快，为了探索热采生产的潜力，在工艺所的协调下对胜利油田孤岛采油厂热采井实施了氮气调剖工艺的探索和研究工作。2001年对4口油井进行热采井调剖堵水，目前都在正常生产。     

稠油热采蒸汽吞吐焖井压降过程分析

热采试井就是在蒸汽吞吐、蒸汽驱或火烧油藏等热采油井中进行的不稳定压力分析.在试井方法及原理基础上,根据热采井的焖井特性,建立了热采井焖井压降的二区复合油藏物理模型及数学模型,并得出了当地层的导压系数小于0.01时的解析解.根据KD29-13井的测井资料和油藏地质资料对该井进行压降解释,由解释结果可知,该井此次注蒸汽处理半径较小,地层渗透率较低,吸汽难度大.可以对该井进行黏土防膨胀处理,以增大注汽半径,扩大波及范围;同时从调整焖井时间和生产作业时间等方面采取相应措施,以达到减少热损失及提高热效率的目的.     

径向生产系统的热采完井

大多数热采井都涉及到未胶结地层，高粘原油和低油藏压力。径向井可以改善蒸汽进入油层的通道，促使原油流到垂直井筒。水平井或径向井的完井比其钻井过程本身的成本更高，更复杂，岩石物理公司（Petrolphysics lnc.)研究的超短半径径向系统（URR）可降低水平钻井的成本，靠重力使流体进入垂直坑井和泵。该系统实际上是一种扩展的完井系统，或者是一套长管式射孔系统。也提供了多层多径向系统。为URR系统已发展了三种热采完井选择；（1）水平砾石充填；利用两次独立的砾石提升的产生100％的充填；（2）活动射孔器：在半小时可同时射开120个孔；（3）挠性割缝衬管：能够放在超短半径孔的周围。所有这三种热力完井选择可相互独立使用也可组合作用。初始现场结果表明具有水平径向系统的井表现比较高的生产速度，修井间较长的时间以及更高的蒸汽利用率。     

热采井开发影响因素

热采井由于粘度高，不能采用常规开采，因此，在注汽开采过程中受许多因素的影响。对影响热采井开发的因素进行了分析，并在不同区块进行了对比，使我们对热采开发有了进一步认识，从而指导我们后期的热采开采。     

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。     

Casing cementing with half warm-up for thermal recovery wells

Thermal recovery is a very common and effective method for producing heavy oil. Casing failure is a very serious problem in thermal recovery wells. In some oilfields, more than 95% of thermal recovery well's casing was failed due to thermal stresses. In the steam injection process, the casing is heated by steam. Change of casing temperature produces thermal stresses in the casing. The casing deforms when stresses exceed yield point of its material. If using conventional cementing technology for thermal recovery wells, the casing deforms due to thermal stresses in steam injection process. Technologies conventional used to protect the casing from failure for thermal recovery wells are ineffective theoretically. Casing cementing with half warm-up for thermal recovery wells refers to heat payzone production casing to a certain temperature and makes it expand in cement slurry solidifying period. Calculations show that casing cementing with half warm-up performs greater safety coefficient during the whole production cycle and no plastic deformation. This technology will be an important method to prolong thermal recovery well's casing life.     

稠油热采多分支井蒸汽分配计算模型

稠油油藏采用多分支井进行注蒸汽热采时,由于每个分支所处地层的吸汽能力不同,所需的蒸汽流量也不同。基于节点分析系统理论和微元段思想建立了蒸汽分配计算模型,实现了数学解法并进行了应用分析。根据蒸汽沿程热损失分布模型及点分流模型及各个分支所在地层的油藏参数,计算了蒸汽在垂直段、弯曲段的沿程热损失及各分支水平段的地层吸汽指数和蒸汽流量,为稠油油藏多分支井热采参数设计提供了理论参考依据。     

注汽工艺管柱对热采井套损的影响

针对多轮次蒸汽吞吐的情况下 ,胜利油田热采区块套损井数逐年增多的问题 ,分析了不同隔热性能的隔热管对套管温度、热应力分布的影响 ,表明提高隔热管的隔热性能可有效降低套管温度和热应力 ;对隔热管接箍区和封隔器附近套管的温度和热应力进行了计算分析 ,发现在这两个区域套管壁的温度和热应力均大大高于管体区平均值 ,该段套管容易损坏。在此基础上 ,提出采用新型注汽工艺管柱结构、采用高真空隔热油管和改进接箍结构等防止套损技术措施     

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。     

提高热采注汽系统热效率的研究

为了降低热采成本和提高经济效益 ,建立了热采注汽系统热效率的数学模型。根据实测数据计算了 9个注汽系统的热效率。提出了改进注汽系统热效率的行之有效的措施。根据排烟的氧含量的大小 ,可以确定注汽锅炉热效率改进程度 ;按管线允许热损失量和保温材料种类 ,设计保温层厚度 ,可大大提高输汽管线热效率。仅此两项 ,即可使大部分注汽系统热效率提高 7%以上 ,井底蒸汽干度提高 10 %以上。     

海上热采注汽管柱设计方法及应用

渤海油田石油资源以稠油为主,多元热流体吞吐是动用海上稠油资源的有效技术手段.现场注汽井多以水平井、大斜度井为主,井身结构复杂.注汽管柱在下入、注汽生产以及上提解封过程风险大.热采井注汽管柱设计是保证管柱下井安全及顺利施工的关键.本文通过空间双向弹簧元模型建立了海上热采井注汽管柱力学模型,并针对渤海油田某区块注汽井进行了...     

无因次参数对稠油热采试井三区典型曲线影响研究

根据稠油注汽井近井地带温度分布特点，建立三区热采试井的数学模型。目的研究无因次参数对稠油热采试井三区典型曲线的影响。结果流度比λ１主要影响第二平台和第一平台的相对高度；流度比λ２主要影响第三平台和第二平台的相对高度；扩散比η１主要影响第二平台之前是否出现波峰；扩散比η２主要影响第三平台之前是否出现波峰；无因次内区半径Ａ１主要影响第一平台持续时间和第二平台出现的时间；无因次过渡区半径Ａ２主要影响第二平台持续时间和第三平台出现的时间；ＣＤｅ２ｓ主要影响井筒储集引起的波峰和第一平台持续时间。结论无因次参数对三区典型曲线有显著影响。     

热采井蒸汽吞吐过程形成的一界面微间隙计算

根据热采井套管柱的受力环境和注热模式,将研究的热采井套管柱力学模型划分为4个区段进行分析,即井口活动伸长段、低温区间隔伸长压缩活动段、封隔器活动段以及射孔段间隔伸长压缩活动段。针对不同的套管柱区段,建立了2种一界面微间隙宽度数学模型。为了综合评价微间隙,将2种模型叠加后几何平均,得到综合评价水泥环微间隙的数学模型,利用该数学模型可以方便地计算不同区段的一界面微间隙宽度。这为准确的CBL/VDL测井解释提供了理论依据。     

热采井预应力隔热管柱最佳胀率设计

根据预应力隔热管在制造、下入和注蒸汽等工况下的受力变形特点,建立了基于最佳胀率原理的隔热管内、外管设计计算力学模型,推导出相应工况下隔热管在井口和井底封隔器位置处的最大胀率、最小胀率和比例胀率的计算公式。利用Visual Basic语言编制了相应的计算软件,对胜利油田多口热采井预应力隔热管进行了计算分析,得到了不同下入深度和注汽温度时隔热管最佳胀率设计值。结果表明,最佳胀率设计方法可以满足注蒸汽条件下隔热管强度设计要求;在下入工况下,井口隔热管内外管胀率随下入深度增加而线性减少;在注汽工况下,隔热管的胀率要比下入工况下的增加显著;建议在隔热管胀率设计时要以注汽时隔热管受力为基准,采用比例胀率方法进行设计。     

一界面存在微间隙的热采井井筒热应力分析

针对二界面固结良好,一界面存在微间隙的固井质量问题,建立了三岩层剖面的有限元模型,研究了微间隙对井筒温度场和应力场的影响。分析结果表明,微间隙改变了井筒径向温度分布的连续性;相对于所研究的整个岩层段,微间隙段井筒温度为低值点。在蒸汽吞吐过程,由于微间隙的影响,套管在温度场作用下部分约束得到释放,使得套管上产生的等效热应力较低。同时,微间隙段套管和水泥会产生较大的径向位移,给工程测井带来困难,可能使固井解释评价出现偏差。