水泥环密封安全系数法在稠油热采井的应用

稠油热采井在注入蒸汽过程中,对水泥环力学性能要求较高,准确评价水泥环密封性是保证热采井正常生产的关键.根据热采井生产特点,建立井筒组合体力学模型,提出一套水泥环密封安全系数评价方法.针对辽河稠油热采典型井进行水泥环密封完整性分析,开展隔热管导热系数、水泥环弹性模量、水泥石峰值强度和井口注汽压力对井筒应力的影响分析.分析...     

新型泡沫水泥的研究与应用

介绍了化学充氮新型泡沫水泥的室内研究结果、固井工艺技术以及在低压易漏井、长封固段井和稠油热采井的应用效果。结果表明,该新型泡沫水泥具有密度低、稳定性好,导热系数低等特点,施工方便,应用范围广。     

稠油有杆泵电加热井的井筒温度场预测

根据传热学原理,对稠油从井底流出井筒过程中热交换机理进行研究,建立稠油有杆泵电加热井的井筒温度场预测模型.用有限差分法求解数学模型,并综合考虑导热系数、液体密度、比热等热物性参数的影响.对并筒温度的模拟预测可为稠油开采分析和电加热参数的选择提供参考.     

井筒结构对注蒸汽井筒导热的影响

井筒和地层间的温度交换普遍存在于钻井、完井或油气井增产、注蒸汽开采稠油等作业过程中,由于热交换产生的温度变化对工质流体的性质产生影响,从而影响措施实施效果,准确计算井筒与地层的导热具有重要的意义.不同于以往的井筒导热模型研究单一结构下的井筒热损失,而是从符合实际情况的基本假设出发,建立了考虑有无隔热层、封隔器以及井筒偏心结构等情况下的井筒导热模型.把导热分为井筒到水泥环外壁和地层导热两部分计算,对不同的井筒结构采用不同方法计算总传热系数,数值法求解每个节点处的热损失,并通过模型对比计算了不同井筒结构对井筒热损失的影响程度,得到最经济有效的井筒结构.     

基于三维温度场的热采井水泥环完整性破坏的研究及对策

稠油热采井固井问题一直是制约稠油资源开发的关键技术难题之一,注蒸汽高温热载荷作用下的水泥环完整性破坏导致的井口抬升现象普遍存在于海上稠油热采井开发过程中,危害极大,严重影响油井生产寿命和井控风险。以渤海热采井固井水泥环完整性为研究背景,基于热传导分析,建立了热采井注热井筒三维温度场分析模型和热载荷、注氮载荷和非均匀地应力耦合条件下的水泥环完整性分析模型,并从水泥浆体系、工艺技术、隔热油管性能等方面提出了增强热采井水泥环完整性的应对措施。应用表明,该套理论可有效模拟热采井注蒸汽三维温度场剖面,判断热载荷条件下的水泥环完整性破坏机理及失效形式,为新开发热采井提供借鉴与参考,应用前景广阔。      

声幅测井评价泡沫水泥固井质量研究

本文在介绍新疆油田泡沫水泥固井声幅测井评价情况的基础上,经过室内模拟试验和现场测试表明,泡沫水泥声幅值高于普通水泥声幅值,但幅值相差不大。模拟井筒水泥胶结试验证实,在常温常压养护下,泡沫水泥胶结强度比普通水泥低,但仍具有较大的承压能力。因此,采用国产声幅CBL测井仪在不改变原测井方法的前提下,通过调整声幅解释曲线,可以对泡沫水泥固井质量进行测井评价。     

东辛油田稠油举升井筒保温对策研究及现场试验

稠油在井筒举升过程中,由于热损失造成温度下降,致使其黏度迅速增大,举升负荷较大。因此,研究稠油举升中的井筒保温对策具有现实意义。基于传热学的基本原理,采用计算稠油井井筒温度场的Hansan模型,以东辛油田Y12X2X3井为例对井筒温度分布进行了计算分析,并对影响稠油井井筒温度的油管类型、油管长度和产液量等3项参数进行了优化,提出了采用长度1 000 m的D级隔热油管和普通油管组合、产液量由11 m3/d提高到20 m3/d的井筒保温措施。现场试验显示,井口温度由调整前的20.5℃升高至41.5℃,井深1 000 m以浅井段原油黏度大幅度降低,原油流动性增强,有杆泵充满程度增加,泵效提高了47%。研究结果表明,采用稠油井筒温度场计算模型能准确描述井筒温度的分布情况,并能有针对性地制订稠油井井筒保温措施。      

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。     

隔热涂层与真空技术在稠油热采中的应用探讨

在稠油井注热流体吞吐开采过程中,井筒隔热工艺一般以减小热传导和热对流为主,而对热辐射的控制考虑较少。为此提出了一种隔热涂层与真空技术相结合的隔热技术,该技术可将油套环空内导热系数降到最低,通过降低油管外壁发射系数达到降低热辐射的作用。通过WELLFLOW软件计算结果表明,该隔热技术可使井筒热损失相比传统井筒隔热工艺减小67%~80%,并且流程简单、设备便捷,在海上油田热采中具有很大的推广潜力。     

泡沫水泥浆在营13区块的应用

胜利油田营13区块的油井大部分为稠油热采井，稠油井地层胶结差，在固井施工和候凝期间往往由于漏失造成水泥浆低返或窜槽。另外由于水泥浆的密度远高于钻井液密度，经常在固井施工和水泥浆候凝过程中发生水泥浆漏失，造成水泥低返。而且该区块井层位低、井温低，原油均为稠油，在开采过程中原油温度对开采率的影响非常大。针对上述特点，利用密度低、界面胶结强度高、保温隔热性能好的泡沫水泥浆进行固井，效果较好。     

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。     

海上稠油热采井防砂筛管热应力分析

为了研究稠油热采井防砂筛管的热稳定性,建立了筛管热应力分析模型,对不同工况下不同钢级的筛管基管进行研究。建模时为获得较高的网格密度,且在划分网格时不引起网格畸变,只取筛管基管的一部分进行模拟,忽略多元热流体化学因素的影响,采用8节点线性减缩积分应力单元C3D8R。结果认为,筛管弹性模量、膨胀系数与屈服强度受温度影响变化显著,对筛管热应力分析有明显的影响;热应力补偿器的配备可显著缓解防砂管柱热应力,提高其热稳定性。     

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。     

热采过程中井眼热应力定量评价方法

应用连续介质力学理论，建立了与蒸汽注入过程相关的热-流-变形耦合问题的基本数学模型；应用全隐式顺序有限元数值解方法，对该数学模型进行了求解，获得了井眼热应力与超孔隙地层压力的部分数值结果。结果表明，在300℃注入蒸汽温度情况下，由温度变化引起的井眼区域超孔隙压力可以达到15MPa的水平。由于低渗透页岩地层流体高温膨胀导致的超孔隙压力，有可能产生有效拉张应力，严重时会导致地层破裂。     

波节换热管热补偿性能的研究

通过轴向刚度与应力的测试 ,对波节换热管的轴向热补偿性能进行了试验研究。研究结果表明 ,波节换热管单管的刚度为相应光管的 2 3 4% ;在最大应力相同的条件下 ,波节换热管的轴向热补偿量为相应光管的 2 2 7倍 ;在光管管束与壳体等刚度条件下 ,用波节管管束代替光管管束 ,轴向热补偿量可提高 40 4% ,相应的拉脱力为光管管束的 53 2 %。这一结论为波纹管换热器的应用提供了有效的设计依据     

海相盆地热史恢复方法体系

从多期复杂热史的记录与恢复入手,介绍了常规热史恢复的基本原理和方法以及近些年古温标研究和构造-热演化模型方面的进展情况,然后针对海相残留盆地多期复杂热史恢复这一特殊问题,提出了盆地与岩石圈尺度并举、不同封闭温度的多种古温标和盆地模型结合的海相残留盆地热史恢复体系的初步思路以及工作的方法,藉以引起讨论和思考,促进海相盆地热史恢复研究的进展。     

普通稠油油藏二次热采开发模式综述

根据国内多数稠油油藏或区块已进入蒸汽吞吐开采中后期,产量递减加快,经济效益下降的紧迫局面,提出了二次热采模式。目的提高原油采收率,挖掘石油资源潜力。结果只要油藏地质条件适宜于蒸汽驱采油,而且有成熟配套的工艺技术,就应适时地将蒸汽吞吐开采转入蒸汽驱开采;对于不适宜进行有效汽驱的油藏,应采用注热水或其它二次热采模式。结论不论何种稠油油藏,在蒸汽吞吐中后期,都应研究、采用二次热采模式,建立二次热采概念,以此找到依靠注入热能及驱替能采出更多的原油途径,稳定稠油产量,提高经济效益。     

导热胶泥伴热传热特性及节能潜力研究

导热胶泥伴热是对传统伴热的一种优化,通过在伴热管与工艺管之间填充导热胶泥,把原来的线接触改变为面接触,一方面增大伴热面积,另一方面用高导热系数的导热胶泥代替低导热系数的空气,从而增大传热效率。利用FLUENT软件对导热胶泥蒸汽伴热系统的传热特性和节能潜力进行了数值模拟分析。结果表明,在伴热蒸汽温度相同时,导热胶泥伴热系统较传统伴热管伴热系统能提高工艺介质温度20~45℃左右,节能潜力较为显著。该研究结果为伴热过程的优化及工程应用提供了理论依据。     

热采井生产过程中节点分析方法

热采井生产过程中的节点分析方法研究是研制注蒸汽热力采油井筒－油藏－体化数值模拟软件的关键内容之一。本文建立了从地层、井筒到地面一体化的热采井节点分析模型，模型中考虑了井筒中的三相流特征和热传导作用。针对自喷井和抽油井2种情况，讨论了节点分析过程。计算结果与油田测试数据相比，吻合性较好。