超声排水采气换能器研究

在气井开采的中、后期,气井底部往往积水,使采收率下降。文章介绍了超声排水采气换能器的设 计,该换能器采用纵向复合式换能器振子和四分之一波长聚能器的组合结构,聚能器设计成阶梯结构,压电陶瓷采 用大功率发射材料,前盖板采用硬铝,后盖板采用20钢。压电陶瓷的居里点为330℃,故该装置适合于深井、高温 条件下使用,并且具有每小时雾化量大,体积小,成本较低等特点。     

旋流雾化井下排水采气技术在榆林气田的研究与应用

随着榆林气田开发时间的延长,气井地层压力及产能逐步下降,目前投产的172口气井中,低产低效气井共59口。由于产量无法满足临界携液流量,气井存在不同程度的积液,不能连续平稳生产。为提高气井排水采气效率,在对旋流雾化井下排水采气技术进行理论研究的基础上,提出了应用旋流雾化井下排水采气技术以增强产液气井的携液能力、预防井底积液、提高气井采收率,并通过开展6口气井现场试验,取得了良好的效果。     

苏里格气田井下节流气井积液高度计算方法

产水气井井底积液会给气田及气井本身带来严重的危害,准确诊断气井的积液情况是把握排水采气措施实施的关键。但苏里格气田气井多采用井下节流方式进行生产,常规方法已经不能准确用于其积液深度计算。为此,本文将节流动态模块套入井筒压降系统,采用流动气柱法从井口油压向井底计算压力,采用Ansari流态模拟法从井底向井口计算两相流压力,两种方法的交汇点计算气井积液高度,并在泡沫排水的携液能力、消泡、破乳等问题上,提出积液高度对泡沫排水工艺实施的指导。     

苏里格气田井下节流器积液过程分析与研究

苏里格气田气井普遍采用井下节流工艺,随着气田的开发,气井压力和产量逐渐下降,井下节流器无法排液,井筒产生积液现象,造成井底回压大,影响气井生产。为延长气井变为低产、低效井的时间,有必要对节流器的合理打捞时机进行研究。针对井下节流条件下的井筒积液及排除问题,采用软件模拟和生产、测试数据分析等方法,通过对井下节流井井筒积液流态分析、过程研究及不同积液程度下的主控机理分析,明确了造成节流气井压力、产量迅速下降现象的起点为节流器上段开始积液时,并以此为基础确定了苏里格气田积液井节流器的合理打捞时机,为生产现场节流器打捞时机提供了理论及实践经验。     

气井水合物冻堵防治技术

针对大庆长垣外围气井产量低、携水困难,形成井底积液影响生产等问题,提出了用井下节流法防治气井水合物的技术,经现场应用效果较好。井下节流法有效地解决了气井积水影响生产的问题,不仅提高了气井生产时率,而且提高了井口温度,有利于降低积气能耗。     

井下涡流排水采气技术在涩北气田的应用

气田持续开发中,随着地层压力的不断下降,气井携液能力逐渐降低,气井开始积液,影响正常生产。通过实施涡流排水采气工艺措施,降低或清除井底积液,恢复气井正常生产,对气井生产至关重要。涩北气田于2011年采用井下涡流排水采气工艺技术,通过现场应用,取得了较好的排水采气试验效果,有利于涡流排水采气工艺技术的后期推广。     

井下节流气井的生产动态模拟新方法

为了防止天然气水合物的生成以及井底积液的产生,鄂尔多斯盆地苏里格气田很多气井在井底都安装了井下节流装置,此类气井的产气量和井底流压均随着生产时间的增长而逐渐下降,没有一个绝对稳定阶段,故如何利用数值模拟的方法来实现对安装井下节流装置气井的动态模拟,是当前亟待解决的问题。为此,从油藏流动模型和井下节流气嘴流动模型出发,以井底为求解节点,通过耦合处理,提出了定气嘴尺寸生产的新理念;建立了气藏渗流、井下节流装置嘴流的计算模型,推导了新的数值模拟源汇项方程,实现了气藏渗流与井下节流装置嘴流的相互耦合。实例计算结果表明:新的数值模拟方法能够更加准确地体现安装井下节流装置气井的生产动态特征,能有效地应用于产能预测和稳产期评价,同时也为类似气井的产能计算提供了技术支撑。     

产水凝析气井积液诊断研究

在凝析气井中,当地层能量不足时,井筒中液体因无法排出而形成积液,导致井底压力增大,从而降低气井产能;更严重的情况可能会造成气井被压死,导致气井报废。因此,对产水凝析气井进行积液诊断至关重要。针对产水的凝析气井,以井底为连续排液的参考点,通过闪蒸计算得出凝析气井井底气油比,由此计算出井底凝析油产量,进一步计算油水混合物密度,分别带入Turner模型,Coleman模型,李闽模型进行分析计算,将不同模型计算的理论临界携液流量与气井实际产量进行对比分析,判断气井是否积液。诊断结果表明,Coleman模型和李闽模型诊断的准确率较高,Turner模型诊断的准确率相对较低。建议油田现场使用Coleman模型或李闽模型进行气井积液诊断。     

旋流雾化排液采气工艺及其关键参数

气水同产井在生产过程中,由于地层能量逐渐下降易产生井底积液,严重影响了气井的产能,甚至会造成气井水淹停产,常用的排液采气工艺需要借助外部能量或更换生产管柱,工艺运行成本高。为此,以Turner模型为理论基础,设计了旋流雾化装置将井底积液雾化为细小的液滴,以便容易被携带出气井井筒;进而开展旋流雾化数值模拟、室内可视化实验及现场试验确定旋流雾化排液采气工艺关键技术参数。研究结果表明:(1)实施旋流雾化排液采气工艺使气井能够在不增加外部能量的条件下将井底积液排出,实现气井的连续携液生产;(2)该工艺具有对气井凝析油含量不敏感、作业方便、生产成本低及装置工作可靠性高等优点;(3)旋流雾化排液采气工艺关键技术参数为:最大下入井深4 200 m,工作温度120℃,气井气液比大于1 100 m~3/m~3、产液量小于20 m~3/d,工具外径58 mm或72 mm;(4)两口井现场应用效果好:水淹气井滴西17井成功复产并实现连续携液生产,大直径油管完井的K82006井携液良好且气井产气量稳定。结论认为,旋流雾化排液采气工艺作为一种不动原井生产管柱、不增加外部能量的排液采气工艺,值得推荐。     

采气井超声波雾化排液原理探讨

提出了气井排液的一条新思路,即利用超声波雾化原理结合采气工艺中的临界流速理论,推导出一个新的声波振动频率与临界流速的关系式,从而建立起实用的确定超声波换能器声振动频率范围的图版,验证了超声雾化应用于气井排液的可行性,为设计专门应用于气井排液的超声雾化器奠定了理论基础。     

流体动力式超声波喷嘴雾化特性的实验研究

根据超声波雾化机理和经过反复试验,研制了流体动力式超声波雾化喷嘴。分析了流体动力式超声波雾化的原理与特点,分别用水和180号重油作为介质对喷嘴雾化特性进行了实验,测试了不同雾化空气压力、液体压力条件下沿喷嘴轴向的粒径分布,并对雾化特性进行了理论分析。用水作为雾化介质时,雾化粒径在实验条件下基本保持在10~16μm;用180号重油作为雾化介质时,即使在入口温度50℃的低温下,雾化粒径在实验条件下亦保持在10~15μm范围内,证明该喷嘴对重油有良好的雾化效果,具有较大的应用价值。     

气井环空携水能力定量研究

水驱气藏开发进入中后期,在开发过程中都不同程度地存在地层出水。产出水若不能及时排出,就会聚积在井底,增大井底回压、降低产气量,严重时造成气井水淹停产。快速有效地排液复产,是保持气井产能、高效开发气田的关键。在水量过大的情况下,需要采用环空举升,以增大流通面积。在气井生产过程中,多数气井在正常生产时流态为环雾流,液体主要以液滴的形式由气体携带到地面。因此,准确计算气体的携水能力十分重要。利用气液两相流的相关理论,从垂直环空环雾流的动量方程出发,建立了计算气体携水能力的数学模型,并利用Mathcad数学软件实现了对该模型的求解。研究表明,降低地层水的表面张力有利于气体雾化,有利于增强环空气体的携水能力。     

采油超声换能器辐射阻抗研究

根据超声波在媒质中的波动方程，在合理简化的基础上，推导出了超声波在井液及岩层中的波函数、声压、质点振动速度，求出了超声换能器的辐射阻抗。讨论了超声换能器半径、油井半径、井液和岩层的声速及密度对超声换能器辐射阻抗的影响。得出：超声换能器在不同油井中使用时，由于油井中井液及岩层参数的不同，可导致超声换能器辐射阻抗的变化，影响超声波在岩层中的作用范围。     

超音速雾化排水采气工艺数值模拟与现场应用

针对超音速雾化排水采气工艺在川西坳陷中浅层气藏应用缺乏理论指导的问题,开展了数值模拟研究及现场试验。首先,基于川西坳陷中浅层有水气藏生产井实际工况建立了超音速雾化喷管数值模型,围绕气井生产动态特征开展了喷管两相流数值模拟,并通过室内实验结果验证了模型正确性,通过求解获得了雾化喷管内部流体各相流动特征参数的分布。对气井生产特征参数以及喷管结构参数进行了敏感性分析,明确影响超音速雾化排水采气工艺应用效果的主控因素,形成了适用于川西坳陷中浅层气藏的超音速雾化排水采气工艺理论。研究表明:喷管渐缩段对于流体流动特性影响较小,而流体流经喷管喉部至渐扩段,各特征参数发生剧烈变化;气体流经雾化喷管被加速达到音速时,临界压力比值为1.35,该数值可作为判断工艺有效性的技术指标;入口压力对工艺效果整体影响较大,而产气量及气液比则主要通过控制喷管入口前井段的携液来影响工艺效果,被气流携带进入喷管内部的积液均在超音速气流作用下实现雾化。基于理论研究设计了施工参数,优选气井开展了现场试验,结果表明超音速雾化排水采气技术可实现气井节流稳压的同时强化见水气井的携液能力,改善井筒流态,降低井筒压力损失,对延长川西坳陷中浅层气井稳产期具有重要意义。     

���ɵز��е���Ȼ��ˮ�������ѧģ��

目前从天然气水合物中开采天然气的方法，主要有热激发法、化学试剂法和减压法。文章通过适当简化，从理论上推导出减压法开采天然气的数值模型和水合物分解前缘边界曲面离井筒距离表达式，并对推导出的偏微分方程经过线性简化和自相似原理，推导出多孔介质水合物地层中压力和温度的分布方程和天然气产量方程。通过实例，研究了多孔介质水合物地层中压力和温度的分布规律,即离井筒越近，压力和温度越小。进行了影响水合物分解前缘边界曲面离井筒距离各影响因素的敏感性分析，得到了减小井筒压力和增大地层温度可以使离井筒越远地方的水合物层分解释放出天然气,天然气的产量随着开采时间的增大而逐渐减小但最终趋于一稳定值的结论。     

油井参数对超声换能器辐射阻抗的影响

根据超声波在媒质中的波函数和边界条件,求出了油井中采油超声换能器的辐射阻抗,并讨论了超声波的频率、井液、水泥层、岩层对超声换能器辐射阻抗的影响.当超声波的频率、井液声速变化时,超声换能器辐射阻抗变化比较明显.     

超声雾化排水采气工艺在DK16井应用效果分析

大牛地气田气井普遍产水,严重影响了气井的正常生产。为维持气井正常生产,气田开展了泡沫排水采气、柱塞气举、超声雾化等工艺的应用研究。与其它排水采气工艺相比,超声雾化排水工艺具有一次性投入较小,操作简单等优点,该工艺利用气井自身能量,通过机械、气动、超声波雾化的多重作用,将液滴击碎成雾状,减少滑脱损失,提高气井携液能力。通过概述超声雾化排水工艺原理、特点及DK16井现场应用情况,为低压低渗气井提供了一种新的排水采气工艺选择。