海上水平井蒸汽驱长效光纤监测技术研究与应用

海上稠油热采工艺已逐渐由单一的吞吐热采向注采一体化、蒸汽驱工艺发展,通过有效的监测手段获取井筒沿程及水平段的温度数据,对于海上蒸汽驱注汽井尤为重要。分布式光纤监测技术是近几年来发展起来的一项井下测试新技术,与传统测试技术相比,具有实时、稳定、长效等特点,具有无可比拟的技术优势。但海上热采井多为水平井且工艺管柱复杂,应用工况恶劣,安全要求高,监测难度大。结合海上热采井特点和蒸汽驱监测工艺,开展了水平井蒸汽驱光纤监测技术研究,并研制了关键配套工具,形成了一套水平井管内外穿越转换光纤监测工艺。该项测监工艺不仅能监测油管环空温度,了解注汽管柱隔热效果,而且能监测水平段的温度,了解水平段吸汽情况。现场应用结果表明,该监测技术具有耐高温、耐高压、实时、长效的特点,能为海上稠油蒸汽驱以及规模化热采开发提供科学依据,具有较好的应用前景。     

渤海稠油热采隔热管优选和注氮工艺优化

渤海油田热采井已进行多轮次蒸汽吞吐,优化井筒隔热技术已成为热采井注汽中关键的技术之一。目前渤海油田L油田A23井已进行了三轮次的蒸汽吞吐现场作业,其中第三轮次注汽管柱在第二轮次注汽基础上进行了优化改进,采用了4-1/2″气凝胶隔热油管注汽工艺,较A23井二轮次使用的高真空隔热油管,有效降低隔热油管每千米的热损失由14.24%降为10.21%;同时采用了环空井筒间歇注氮工艺,降低井筒环空热损,较上一轮次有效地降低了11.86%的总注氮量。通过使用气凝胶隔热油管及环空间歇注氮工艺,降低了注汽井筒热损失,有效地节约了海上热采井注汽成本。     

海上热采井筒隔热工艺管柱研制与应用

海上稠油热采井埋藏深,而且多为水平井。在注汽过程中,采用隔热油管+环空注氮气的井筒隔热工艺,向地层中注入大量氮气,使作业成本增加、气窜风险加大;隔热油管接箍不具有隔热功能、注汽管柱存在"贴壁"现象,导致热损失增加。研制了海上热采井筒隔热工艺管柱及配套工具。工艺管柱主要由热敏封隔器、隔热型伸缩管、隔热型油管扶正器及隔热型接箍组成。该工艺管柱能够节省作业成本、提高注汽管柱的隔热效果、减少井筒热损失、保护套管和水泥环,提高海上稠油热采的安全性、经济性以及有效性。     

海上稠油油田蒸汽驱高效隔热注热管柱设计

蒸汽驱是吞吐开发的主要接替技术之一,目前NB35-2油田稠油热采井已完成了第三轮次吞吐,地质油藏物性、地层压力状况、采出程度等已具备转驱条件,亟待转蒸汽驱开发,如何提高注热管柱整体隔热性能并准确预测井筒非稳态传热条件下沿程热损失是蒸汽驱方案设计的关键点。为此,首先分析了海上油田蒸汽驱注汽过程中井筒热损失主要影响因素,为高效隔热管柱设计指明方向;进而以NB35-2油田B36M井为例,结合海上油田注热管柱实践经验及隔热型工具试验进展,设计出"高真空隔热油管+热流体驱封隔器+隔热型补偿器+隔热型接箍"的蒸汽驱高效隔热注热管柱;采用专业软件计算了采用该注汽管柱的井筒热损失,井筒干度损失降低至9.8%,较简易式注汽管柱进一步降低17.2%,为NB35-2油田蒸汽驱方案设计奠定坚实基础。     

渤海油田蒸汽吞吐试验井注汽压力影响因素分析

渤海海上油田蒸汽吞吐试验井A1井第一轮出现注汽压力高，注汽能力受限，热损失大，井底注汽干度没有达到预期，影响热采效果。为了降低注汽压力，改善蒸汽吞吐实施效果，采用正交试验方法对蒸汽吞吐试验井A1井注汽压力高的原因进行分析，认为影响A1井注汽压力高的敏感因素按影响程度依次是地层能量、渗透率以及原油黏度。该区块后续热采实施应先冷采降低地层能量或注汽前采取降黏增注预处理措施，以改善注汽实施效果。研究结果可为全区热采实施及类似油田热采开发提供指导。     

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...     

海上深层稠油热采吞吐高效隔热措施研究

渤海A油田属于稠油油田，此油田的高效开发可以为渤海油田的规模化热采开发提供经验。衡量热采开发是否有效的一个关键指标是热量利用效率，而采取的隔热措施对热量利用效率影响很大。为了减少热量损失，必须进行相应的研究，有针对性地提出隔热措施。此文基于A油田ODP设计的实际井身结构，对隔热方式进行了初步优选，并对影响蒸汽干度的因素进行了分析，同时对加入隔热工具对蒸汽干度的影响进行了论证。结果表明，隔热套管+隔热油管+环空注氮+隔热接箍+隔热工具的组合方式，井筒热损失最小，井底蒸汽干度最大。此高效隔热措施对后续A油田热采井的注热工艺具有指导意义。     

海上稠油热采井微差井温测试技术

海上稠油热采井多为水平井,油藏非均质性强,多轮次吞吐出现气窜,水平段动用不均衡,热采效果变差。热采井微差井温测试技术利用油管或者连续油管将微差井温测试仪下入热采井水平段,对水平段进行温度、压力测试,然后通过吸汽剖面分析方法和数值模拟分析方法对测试数据进行解释,分析水平段的吸汽和动用情况。渤海某油田热采水平井X1井应用该技术成功录取了水平段的温度、压力数据,认识到水平段的吸汽情况及动用程度均呈现出"前端中部末端"的三段式分布规律,并根据测试分析结果,优化注汽方案,提出优化注汽管柱结构,水平段分段、选段注汽以及末端堵调的下步措施建议。该技术为海上稠油热采水平井提供了有效的测试和分析手段。     

深层稠油超临界压力注汽管柱设计

深层稠油油藏埋藏深、注汽压力高、注汽井筒热损失大，同时由于直井中隔热油管的最大下深只有1400m，目前常用的注汽管柱对于埋深超过2000m的深层稠油油藏不能实现全井筒隔热注汽，这会使注汽井筒热损失更大。为了提高深层稠油注汽井井筒隔热效果，在分析了超临界压力奈件下深层稠油注汽井的井筒热损失的基础上，研究设计了分段组合式注汽管柱，实现了深层稠油全井筒隔热注汽，井筒热损失小于8％，达到了目前1000m井深油井的井筒隔热水平；设计的注汽配套工具保证了注汽工艺管柱的安全可靠。现场试验表明，深层稠油超临界压力注汽管柱隔热效果好，安全可靠，可以保证深层稠油的注汽质量，满足深层稠油的热采要求。     

井下多元参数长效监测光缆管结构的设计与研制

目前海上稠油热采井超高温光纤长效监测技术中,光缆管结构设计单一化,仅能开展分布式光纤温度传感技术（DTS）参数监测,而无法同时获取井下温度、压力数据。为解决此问题,设计了一种温压同测光缆管,该光缆管为3层管结构,可实现高温井筒环境内对DTS、分布式光纤声波震动传感技术（DAS）数据同时采集与传输。通过数学模拟分析,推演该光缆管可精准测取井下压力数据,并结合光纤温度监测,可使多元参数集中传输,且采集通道互不干扰,保障数据传递的实时性和独立性。通过地面氮气传输实验测试,该温压同测光缆管在不同氮气流速下,压差值均小于0.01MPa,验证了温度、流量对压差影响较小,可以保证测试整体的精确程度,满足压力测取精度要求。研究表明,在热采井进行光纤长效监测时,温压同测光缆管可以实现井筒多元参数同测,为海上油田注热井完成井筒多元参数长效监测提供技术保障。     

隔热型注汽管柱优化设计

通过对注汽管柱的热损失分析、计算,设计完成新型隔热型注汽管柱,并通过计算注汽管柱的伸长量,优化设计了伸缩管的长度及封隔器的安装位置,使由注汽管柱伸缩造成的封隔器与套管壁之间的相对滑动摩擦运动给封隔器密封件造成的损害降低到最小,从而提高注汽管柱的隔热效果,减少热量损失,最终达到提高注入蒸汽到达井底的温度和干度、提高油井的油气比、降低采油成本的目的.     

海上多元热流体高效注入管柱关键工具研究

目前海上多元热流体热采使用的简易式注入管柱存在管柱整体隔热性较差和水平段多元热流体注入不均等问题。为此,研制了隔热关键工具和分段注热工具,并对注入水平段进行了分段设计,形成了海上多元热流体高效注入管柱。该管柱的隔热段主要由隔热油管、隔热接箍、隔热扶正器、隔热补偿器和隔热封隔器组成,具有良好的整体隔热性能,能减少注入热流体的热损失;水平段主要由均衡注入阀、分段封隔器和油管扶正器组成,能够实现水平段均匀注入。隔热关键工具和分段注热工具均能满足在330 ℃高温下长期工作的需求,隔热性能均达到D级,其中均衡注入阀已应用7井次,水平段均实现了均匀注入。研究表明,多元热流体高效注入管柱及其关键工具能够满足海上多元热流体热高效注入的要求。      

稠油热采井筒隔热技术的研究和应用

河南油田第二采油厂热采井常规采用普通光油管注蒸汽吞吐开采方式,注汽热损失大,尤其是对于新庄杨楼油田、123区等区块700 m以上井,使用常规注汽方法,注汽热损失大,导致吞吐开发效果差。应用计算机数值模拟方法,分析讨论了隔热油管配套热敏封隔器、隔热油管配套氮气气举、普通油管配套氮气气举等多种注汽工艺的热效率,并从经济效益角度出发,研究并实施了适合稠油热采中深井开发的注汽工艺,提高了热采井的注蒸汽吞吐效果,取得了显著的经济效益。     

稠油热采井筒隔热技术的研究和应用

河南油田第二采油厂热采井常规采用普通光油管注蒸汽吞吐开采方式，注汽热损失大，尤其是对于新庄杨楼油田、123区等区块700m以上井，使用常规注汽方法，注汽热损失大，导致吞吐开发效果差。应用计算机数值模拟方法，分析讨论了隔热油管配套热敏封隔器、隔热油管配套氮气气举、普通油管配套氮气气举等多种注汽工艺的热效率，并从经济效益角度出发，研究并实施了适合稠油热采中深井开发的注汽工艺，提高了热采井的注蒸汽吞吐效果，取得了显著的经济效益。     

热采输汽管道蒸汽干度的试验研究

蒸汽吞吐是稠油开采的主导工艺技术,蒸汽干度是注汽工艺的主要参数,提高井底蒸汽干度是提高热采经济效益的核心问题。注入井中的蒸汽干度愈高,能量利用率愈高,热采经济性愈好。由于多种因素的影响,导致输汽系统传输到井底的蒸汽干度较低,严重影响了蒸汽吞吐的效果和热采的经济性。通过模拟试验,分析研究了输汽管道系统蒸汽干度的变化情况,为热采输汽系统工艺设计提供参考。     

稠油热采测试井口防喷系统隔热降温装置研制

海上油田稠油热采的开发,需要录取井下数据资料,对油藏提供井下动态数据的支持。由于钢丝试井防喷系统无法承受热采开发过程中产生的高温蒸汽和热流体,不能在热采井中应用。研制了一种稠油热采测试井口防喷系统隔热降温装置,形成了一套完善的海上油田热采测试工艺技术,解决了海上油田高温热采井井下资料录取的难题。可对油藏注热方案的制定及热采开发提供技术指导。     

齐40块水平1井采油技术

针对弃平1井特殊的完井方式，采用φ114mm隔热管与φ62mm油管匹配注汽管柱，以保证井底有较高的蒸汽干度。同时，根据油层物性数据，应用计算机软件，优化设计了注汽速度、注汽量、井底蒸汽干度、焖井时间等参数。从第一周期开采过程看，注汽效果较好。另外，又对弃平1井水平井段长、油层位置深的特点，研制并应用了水平井机械开启式抽油泵。该泵泵效达到52.3%，实现了充分利用地层能量，提高油井产能的目的。     

X441-210型热采封隔器的研制与室内试验

海上热采井多为φ244.5 mm水平井,井身结构和流体介质复杂,腐蚀性强,条件苛刻。而且海上热采目前采用"隔热油管+环空注氮气"的井筒隔热方式,隔热方式比较单一。为此,研制了X441-210型热采封隔器。该封隔器具有坐封与解封灵活可靠、密封性能好、双向锚定、悬挂能力强以及耐高温高压等特点。利用模拟试验井系统,开展了封隔器在常温和高温下的动作及性能试验。试验结果表明:该封隔器坐封压力为16~18MPa,耐温350℃,高温下耐压差21 MPa,解封力为80~100 kN。将该封隔器用于海上热采,不仅能提高隔热效果,提高注汽质量,保护油井套管,而且能简化注汽工艺,降低注汽成本,具有良好的应用前景。     

稠油、超稠油高温长效监测技术

根据稠油、超稠油注汽开采井底温度场变化规律,在优化绝热瓶设计、电源低耗供电等方面取得了研究突破,研制成功高温长效测试仪,实现热采井生产过程中仪器在井下长达4个月的连续温度压力资料录取;开发研制了高温长效测试资料系统解释软件。本研究形成的高温长效测试技术适合于稠油超稠油开采过程油藏监测。该技术在杜84、杜32等区块应用23井次,取得节省测试费100余万元、间接增油近2×104t的良好经济效益。     

稠油热采注采系统的热能损失

热能进入储层后,热损最严重的是储层出砂卡泵造成的热能间接损失。随着井深的增加,井筒的热损失增大,井底的干度不断降低;不同管柱结构,其井筒热损失差别也很大,光油管的热损失最大,隔热油管井筒热损失最小,普通油管+封隔器气体辅助隔热的热损失介于二者之间。应进一步优化不同油藏类型的隔热工艺,通过理论计算和井筒热力参数的测试分析,评价目前所用隔热工艺的适应性,完善现有隔热工艺,以形成不同油藏类型的隔热注汽技术。