低黏度原油自适应控水装置设计及试验研究

海上油田多采用长水平井开发,其“趾端效应”突出、边底水锥进现象明显,制约了油田的高效开发。对于目前南海西部油田再生产井低黏度原油高含水的问题,常规自适应流入控制装置存在局限性,创新地提出了一种适用于低黏度油的新型自适应控水装置。新型自适应控水装置设计基于流体力学沿程摩阻理论与流体旋涡理论,其结构由择流器和旋流器组成,放大油水性质差异。采用软件对控水装置进行仿真模拟,将油水压差比作为性能指标,并搭建试验设备进行试验验证。根据仿真模拟及试验结果表明,水通过控水装置的压降远高于油的压降;且随着含水率增加,产生的过阀压降增加,证明新型自适应控水装置对低黏度油具有很好的控水稳油效果。     

自适应调流控水技术研究与试验

针对常规调流控水技术控水针对性差、有效期短,局部层位被底水突破后调流控水效果差、易导致储层的二次伤害等问题,研究了自适应调流控水技术。该技术的关键是自适应调流控水装置及精密滤砂网控水筛管。自适应调流控水装置具有"主动式"调流控水功能,能够根据多控制层位产液的变化自动调整所产生的附加阻力,遇油低摩阻,遇水高摩阻,实现低成本的智能完井;精密滤砂网控水筛管采用6层结构精密滤砂网设计,基管筛网内部留有4～5 mm的过流通道,满足调流控水井内流体横向入流要求,也可对进入井筒内的流体进行深度过滤。现场试验结果表明:应用自适应调流控水技术后水平井日产油量提高了近3倍,延长低含水采油期300 d以上;可有针对性地抑制出水层位的生产,促进产油段的生产,取得了较好的控水增油效果。自适应调流控水技术能在一定程度上解决常规调流控水完井技术存在的控水针对性差的问题,满足调流控水长期性、可靠性以及生产后期阻水采油的技术要求。     

水平井自适应调流控水装置研制与应用

针对边底水油藏水平井由于跟端趾端效应和水平段地层非均质性造成含水率快速升高的情况,在分析油水物性和调流控水筛管应用工艺的基础上,利用层流与紊流的流动特性,研制了一种能够根据产出流体的情况自动调节附加阻力的"主动式"自适应调流控水装置。流体动力学流场模拟及室内性能试验结果表明,油水流经自适应调流控水装置时,油相的摩阻低、水相的摩阻高,最大水油压降比可达10.0以上,具有自动调节油水附加阻力的功能。自适应调流控水装置在塔河油田底水油藏水平井A井进行了现场试验,与未应用调流控水装置的邻井相比,低含水采油期延长3个月以上。研究与试验表明,自适应调流控水装置可以根据产出流体的情况,自动对产出水进行节流,解决了边底水油藏水平井底水锥进的问题。      

C-AICD复合型智能控水装置试验研究

为抑制底水油藏开采过程中水平生产井含水率过快上升,开展了复合型智能控水装置(C-AICD)的控水机理研究,并进行了C-AICD、AICD、ICD控水效果的室内对比试验和分析。研究结果表明,C-AICD能同时发挥AICD和ICD的优势,实现生产早期均匀流入剖面,中后期自动控制产水量。通过在1口井中的控水方案设计和效果模拟发现,C-AICD控水在生产周期内的综合含水率相比于普通筛管下降约13%,为油田经济有效的控水提供了新的技术手段。     

可充填自适应调流控水筛管研制及充填试验

常规调流控水筛管受限于控流装置的节流作用,只能选取轻质陶粒进行充填,充填效果难以保证.鉴于此,研制了可充填自适应调流控水筛管.该筛管主要由自复位可充填机构和自适应控水阀组成,自复位可充填机构设置有大排量充填孔,在充填作业过程中可进行大排量循环充填,充填作业结束后自动关闭大排量充填孔;自适应控水阀可根据油水的黏度及密度差...     

渤海油田ICD分仓控水方案设计和控水效果评价方法

渤海油田D5H井所在区块以底水构造油藏为主,油井投产后出水严重,应用中心管和变密度筛管等方式控水效果不佳。基于D5H井的控水方案设计流程,尝试使用ICD分仓控水方法进行作业,控水效果较好;进而提出一套适用于该油田的ICD控水效果定量评价方法:(1)与相邻同层位生产井含水率对比法;(2)与原始配产含水率对比法;(3)与校正数值模拟结果(模拟井不控水的含水率)对比法。采用该方法对D5H井和变密度筛管控水的D2H井控水效果进行评价,结果显示,D5H井的平均增油速率为6 043.3 m~3/a,而D2H井仅为2 128.7 m~3/a,表明ICD分仓控水方法的控水效果明显优于变密度筛管控水效果。该研究结果对渤海油田推广使用ICD分仓技术以及定量评价单井的控水效果具有很好的指导和借鉴作用。     

水平井控水装置发展现状

油井过早见水/气是制约水平井技术发展的一大难点。水平井控水装置的出现为解决该问题提供了新途径。经过多年研究,目前控水装置主要有4种:①流入控制装置(ICD); ②自动流入控制装置(AICD); ③流入控制阀(ICV); ④自动流入控制阀(AICV)。各种控水装置都是通过摩擦、节流原理在油层与井筒之间产生一个附加压降,从而形成均匀入流剖面,延长底水锥进时间和油井寿命。介绍了4种装置的特点、类型以及优缺点。通过比较得出各种控水装置原理基本相同,主要是其智能化和精细化程度不断提高。     

渤海油田AICD稳油控水试验评价研究

依据AICD在不同黏度的流体流过时内碟片开度不同的原理,设计一套AICD控水的地面模拟实验装置,并使用该装置对水相、油相、不同黏度油水混合相进行了地面模拟实验,验证了AICD对油的过流和对水的节流作用。相同压差为3MPa,其中油的黏度为50cp时,原油通过AICD的流量是90%含水的3.14倍,80%含水的2.75倍,60%含水的2.44倍。数组稳油控水试验结果说明,AICD具有很好的控水效果,能给渤海油田水平井高含水问题提供一种更有效的技术方案。     

海上底水油藏水平井自适应控水技术

海上油田具有储层物性好、单井液量大和水平井水平段长等特点,水平井开发底水油藏时容易形成底水脊进,底水突破后含水迅速上升,出现水淹,造成产油量降低,严重影响油田开发效果.针对海上油田水平井控水难点和高含水特点,以室内实验研究为基础,以现场试验为手段,开展了新型控水技术研究与应用.结果表明,自适应控水技术具有"主动式"控水...     

调流控水筛管配合颗粒充填控水技术研究与试验

针对南海西部油田水平井开发后期高含水问题,提出调流控水筛管与轻质颗粒充填配合的精细控水技术.首次采用渗流理论分析与物模实验相结合,论证了筛管充填轻质颗粒后的轴向渗流阻力远大于径向渗流阻力,结合调流控水筛管能够实现水平井流动剖面均衡开采的功能,可实现水平井充填防砂的同时,实现全井段精细控水,较于传统控堵水工艺,其具有无需...     

上液管线控污组合装置的研制及应用

石油现场泵送工作液时,输出端使用高压管线,输入端多使用橡胶软管线即上液管线。工作时上液管线和水罐车闸门连接。需要换罐时,由于上液管线内存有工作液,易反流落地形成污染。研制一种控污组合装置能有效避免上液管线内存液落地,降低劳动强度,提高工作效率。     

新型AICD控水性能试验研究及应用

海上油田进入中高含水期,油井见水后含水上升很快,严重制约了油田的高效开发。鉴于传统的自动流入控制装置(AICD)控水工具的局限性,以及海上油田水平井开采面临的技术难题和现实问题,研发出两种新型自动流入控制装置。利用数值模拟软件分析其内部流动规律,分析了流体黏度和含水体积分数等主要因素对控水效果的影响规律。仿真分析结果表明:新型AICD对水产生的过阀阻力大于油的过阀阻力,其控水能力表现为含水体积分数越高,流过控水阀的压降越大。通过地面试验模拟井下生产状况,对比研究了新型AICD对不同黏度及不同含水体积分数流体的过流性能。AICD防砂控水方案实施后,解决了海上油田含水上升过快的问题,现场应用效果表明,AICD完井工艺能均衡水平井产液剖面,降低水平井的含水体积分数,具有控水稳油甚至增油的效果。     

非均质组合模型水驱油试验研究

针对某一类型孔渗特征的岩心单独进行驱油试验研究,是为了定量该类型岩心的孔渗特征和油水的渗流能力。当油藏层内或层间非均质较强时,室内试验采用不同渗透率岩样并联来反映非均质对水驱油的影响试验,结果更接近油藏中的实际渗流情形。为此通过组合模型的水驱油试验,评价了储层非均质性对水驱油最终采收率的影响。     

钻井固体废弃物夯实除水装置试验研究

钻井过程中会产生大量含水率较高(通常为90%以上)的钻井固体废弃物。若直接采用固化处理,会增加处理剂的用量,导致成本增加。针对以上问题,设计出了一种钻井固体废弃物夯实除水处理装置。该装置利用压头自身重力作用,对钻井固体废弃物进行物理挤压夯实,从而实现脱水的目的。通过试验,该装置除水率达到20%以上,在除水过程中无需加入任何药剂。采用该装置+固化处理(微生物处理)的方式,较单纯采用固化处理(微生物处理)减少处理成本约6%~10%,具有良好的经济效益,具有应用推广价值。     

水平井机械化学复合控水工艺现场试验研究

渤海油田水平井以筛管完井为主,几乎无管外封隔,采用笼统合采开发方式,出水后治理难度大。研发了机械化学复合控水工艺,可不动防砂完井管柱实现油井产层与高含水层分隔、分采,从而达到堵水控水目的。现场应用情况表明,工艺管柱下入顺利,封堵剂承压满足环空封隔要求,地面实时调控各层产液量,综合优化控水,作业后初期含水率由96.45%下降至94.62%,验证了机械化学复合控水整体工艺可行性。为解决水平井筛管完井控水问题提供了一条路径。     

新型相对渗透率改善剂控水性能试验研究

油田开发中后期,油气井高含水是一个不可避免的问题。通过岩心驱替试验,研究了一种超分子阳离子聚合物的控水性能。结果表明,该聚合物水溶液配制方便,将粉末状态的聚合物配制成1500mg/L的水溶液仅需2h。该聚合物溶液注入性能和控水性能好,1500mg/L的聚合物水溶液注入岩心时,阻力系数为25.09,残余阻力系数为11.55～15.31。该聚合物可耐温90℃,耐矿化度50000mg/L,其中Ca2 浓度为3603.6mg/L。该聚合物溶液对油相渗透率影响很小,并联岩心试验结果表明,对水、油相的残余阻力系数分别为12.85和1.23。     

新型控水窜泡沫剂的室内研制与评价

针对氮气调剖的工艺技术，先后对发泡剂和稳泡剂进行了筛选后，开发出了几种性能优良的控水窜泡沫剂。对新型控水窜泡沫剂在不同温度、地层水矿化度和含油饱合度条件的泡沫性能进行了评价。新型控水窜泡沫剂可满足地层温度低于55℃的油藏使用；可以在矿化度小于7000mg／L时使用，其中WT—1泡沫性能对矿化度不敏感，当矿化度在8000mg／L以上时，发泡体积有所下降，但稳泡性能增强；可以在含油饱和度小于20％时形成有效的封堵。     

控水诊断图

在石油开采中，已研究了一种用于确定过量产水产气机理的新方法，并得到了验证。以油藏水锥和水窜问题的系统数值模拟为基础，人们发现，驱替机理不同，WOR与时间及GOR与时间的双对数图表现出不同的特征，利用WOR或GOR对时间的导数可以判别油井是水锥还是气锥，是高渗层见水还是井底附近水窜。该方法对德克萨斯、加利福尼亚、墨西哥湾岸区和阿拉斯加油田的某些井进行了应用，利用实际生产数据图，确定产生问题的机理。结合油井测试和生产测井资料，利用该方法选择措施井，并对增产措施进行优化，可以加速投资的回收。     

自适应返气装置的数值模拟与试验研究

自适应返气装置是为了满足井下气液分离及采出水回注技术配套的需要而提出的,其主要功能是使回注到注水层的富水流中的少量气体通过聚集,再经由返气装置回到开采层。采用Fluent软件对自适应返气装置进行数值模拟,深入分析了其速度场、压力场和浮子的受力情况,并与试验结果进行了比较。计算表明,采用阻尼孔直径为φ2.0 mm、球座为φ3.3 mm、球浮子直径为φ4.0 mm的结构可获得更佳的排气阻水效果。     

自适应相减和Curvelet变换组合压制面波

面波是原始地震资料中主要的噪声之一,其强能量特性严重影响了地震资料的品质。为了提高地震资料的品质,又不损伤有效信号,提出了一种基于自适应相减滤波和Curvelet变换组合压制面波的方法。首先利用自适应相减滤波的保真保幅特性,最大限度保护有效信号的同时压制大部分面波,然后通过Curvelet变换的多方向特征压制残留面波。实际地震数据处理后,面波得到有效压制,资料信噪比明显提高,振幅时间切片更加光滑,分频扫描记录中低频信息保护较好,是一种相对保真保幅的面波压制方法。