油井出砂监测

根据砂粒在流体中的运动规律及砂粒与管壁碰撞后产生的信号特征,建立了室内试验系统,研制了油井出砂监系统,在室内试验和标定的基础上,开展了相关的现场试验。试验结果表明,所研制的试验系统和出砂在线监测系统可以监测直径为100μm以上的砂粒,通过设置稠油稀释装置,该系统还可用于稠油油井的出砂监测,有关的监测结果可作为灾害预测、防砂控砂和优化生产的依据。     

稠油出砂监测系统设计及实验室评价

出砂监测方法主要有声测法和ER法。声测法主要应用于气井出砂和稀油出砂的监测中,ER法则存在寿命短、监测延迟等问题。为此,研制开发了稠油出砂监测系统。该系统利用加速度传感器采集砂粒撞击引发的高频振动信号,并通过专门的计算机软件对出砂振动信号进行时域分析、频域分析。在实验室条件下模拟了一定粘度原油在不同含砂量条件下的信号特征。试验结果表明,稠油出砂监测系统在原油粘度100 mPa.s以上、含砂质量分数超过0.05%、砂样粒度大于100目时,能够明确感知出砂量的变化;在砂样粒度、携砂流速等固定的条件下,随着含砂量的增加,出砂振动信号的均方根值、功率谱幅值、方差值等信号特征值不断增大且规律明显,验证了系统的可行性。     

稠油油田出砂地面实时监测技术

疏松砂岩稠油油田储层岩石强度较低,开发时易导致出砂。为了保持油田长期稳产,需要对油井出砂情况进行实时监测。基于振动信号监测技术,研发了一套适用于稠油油田的实时出砂监测系统,采用非置入式加速度传感器测量砂粒撞击管道产生的振动,通过对信号的滤波、时域分析、频谱分析、功率谱分析,建立信号特征与油井出砂之间的关系,实现对油井出砂量的监测。在实验室内搭建了测试平台,采用柴油、水作为流动介质,分别改变砂粒粒度、含砂量、含水率、流速等条件,对监测系统的能力进行测试。测试结果表明,在流体介质黏度小于250 mPa·s 时,系统能实现对44 μm 砂粒的测量。本监测系统在现场8 口井上进行了试验应用,结果表明,系统监测结果与油井实际生产情况一致性较好。稠油油田出砂地面实时监测技术可用于开发井的出砂监测,有利于提高油田管理效果。     

基于EMD的稠油油井出砂信号特征识别

在进行基于振动的稠油油井出砂监测试验中,为更好地识别出砂信号,提高信噪比,准确建立出砂参数与出砂信号间的关系,将经验模态分解(EMD)应用到出砂信号的特征提取中。采用EMD方法将出砂信号分解成固有模态分量,并通过峭度分析和能量分析,在这些分量中得到包含出砂振动信号特征的3个IMF分量。通过对IMF分量进行频域分析,得到出砂信号频域范围。通过室内出砂监测试验,验证了EMD方法对出砂信号特征识别的有效性,为现场出砂监测信号处理提供了一种新的思路。     

气侵对油井出砂的影响

油气两相流动增加了油流阻力，空化气泡的溃灭产生空蚀；油井生产时井眼内遥气柱使地蝇底压力蛎井壁发生剪切破坏的可能性关井时气侵产液使井底压力升高，容易造成井壁的拉伸破坏。所有这些的综合作用，导致了油井出砂量大增。因此无论是进行出砂预测，还是进行预防都有必要考虑气侵的影响。     

出砂油井抽油泵砂卡原因及对策

针对杆管的偏磨、研制新的杆柱优化设计软件,使之在保证承载力的同时,降低中和点位置,最大限度地减小底部杆柱所受的压应力。同时,在杆管偏磨比较严重的油井上尽可能少采用或不采用机械座封的封隔器,避免杆柱弯曲。特种抽油泵是针对不同的井况而研制的具有特殊性能的抽油泵,因此具有较强的针对性,根据不同的油井特点选择不同的特种抽油泵可以起到事半功倍的效果。常规抽油泵由于存在不适应于出砂油井的结构缺陷,所以应对常规抽油泵的结构进行优化改进设计,达到在不增加成本的情况下,提高抽油泵性能的目的,加快普通泵的更新换代。     

油井中后期出砂预测及防砂对策

油井中后期出砂是老油田经常遇到的问题,这种出砂是较难处理的。出砂的原因是:油层孔隙压力降低,砂岩骨架被压碎;孔隙内介质变化使胶结物破坏;高流速下液体冲坏砂拱等。油井中后期出砂的预测是用岩石力学试验方法、测井及试井资料分析。防砂方法应采用大套管、高密度射孔完井,在出砂后宜用综合治理。     

分流式稠油油井出砂监测技术

油井适量出砂能有效地提高产能,但出砂严重时,又对油井的正常生产产生破坏性的影响;因此油井出砂监测成为油气井开采中需要迫切解决的一项重要技术.针对稠油本身具有黏度大的特点,设计了一种分流式稠油油井出砂监测装置,该装置监测包括稠油的稀释、流体混合和增速以及出砂检测三个过程.出砂检测过程中利用PVDF压电薄膜作为振动传感器,识别砂粒对管壁碰撞引起的振动信号.在信号处理时把该信号看作随机的动态信号,采用概率密度和统计学的方法进行分析,从而预测出稠油油井出砂趋势.     

钻井设计中井型对油井出砂风险分析

出砂是疏松砂岩油层开采过程中常遇到的问题,油井大量出砂不仅会导致产量下降,长时间的出砂还会损坏井下设备,导致筛管和套管破坏及变形,严重的出砂将导致油井停产,因此在油井前期设计中对油层出砂的预测是完井中重要的环节。目前,渤海地区常用的出砂预测方法主要以抗压强度法预测油井是否出砂,单轴抗
压强度法计算油层出砂特征参数只考虑了油层岩石的强度,并未考虑出砂特征随井周地应力分布以及井型变化所带来的影响,且抗压强度法中相关参数需要通过大量已出砂井数据统计确定,具有较强的地域性特征。文章以油层出砂原因和出砂机理为基础,通过分析不同井斜角、方位角以及井周应力分布情况结合岩石强度准则,建立了油井不同井型出砂临界生产压差预测模型,并进行敏感性分析,通过分析可以得到井眼轨迹参数（井斜角、方位角）、井周应力及岩石力学参数对油井临界出砂生产压差的影响,在油气田开采前期设计阶段通过调整和优化井眼轨迹参数可以提高油井临界出砂生产压差!降低油井出砂风险,减少油井防砂作业成本,对渤海油田设计阶段油气井出砂预测以及防砂方式选择具有指导。     

出砂油藏注水井防砂、注水一体化技术

为了提高油田注水效率和原油采收率,研究了出砂油藏注水井防砂、注水一体化技术。主要采用新的分层防砂、分层注水一体化管柱,对配水器、封隔器、防砂管丢手插封等主要配件进行优化,完成坐封、锚定、注水、防砂、洗井、解卡及调试调配等工艺。结合多级封隔器管柱的性能特点研究设计了封隔器在线验封技术,减少了无效注水管柱,保证了防砂工艺管柱的可靠性。该套工艺在胜利油田应用32口井,满足了复杂断块油田的分层注水需要,技术实用性好,具有重要的推广价值。     

套管头振动信号特征应用于油井防碰监测的可行性分析

提出了一种井间防碰监测的新方法,即利用在风险井套管头上安装的传感器监测由套管传输到地面的钻头振动信号,分析振动波在地层和风险井套管中的传播规律,进而预测钻头是否趋近风险井套管,并评估钻头距风险井套管间的相对距离。分析结果表明:在钻井钻头振动诱发的风险井套管头振动信号存在一个特征频率段,在钻井钻头破岩诱发的风险井套管头振动信号特征与在钻井钻头距风险井套管间的距离有明确的对应关系,因此利用风险井套管头振动信号预测在钻井钻头趋近的方法对加密调整井进行防碰监测,这在技术思路上是可行的。     

面向油田注水设备的振动信号分析和诊断系统

以油田大型注水设备的振动信号为研究对象,在深入油田生产实际调研的基础上,开发了面向油田注水设备的振动信号分析和诊断系统。在介绍系统的整体设计后,详细说了系统的信号分析设计、传感器的选择与布置,以及数据分析软件的设计。最后以某泵站3#、4#、5#注水泵机组为现场应用对象,对机组进行实际监测与分析,得出一系列状态监测结果,其中5#机组的轴承振动信号与机组轴承内圈偏磨相符合。     

钻头振动波井眼防碰监测系统及其现场试验

现有的井眼防碰检测技术均建立在井眼测量轨迹数据和钻进中对异常现象判断的基础上,由于各项数据误差及井下情况的不确定性,致使防碰作业存在极高的危险性。为此,根据现场实际防碰钻进时人工监听方法得到的启发,研发了钻头振动波井眼防碰监测系统：通过安装在套管顶端的加速度传感器采集井下沿套管传播的钻头破岩时产生的振动信号,并对信号进行特征提取以判断钻头趋近邻井套管的程度,利用计算分析软件实现信号特征显示,当信号特征值超过门限值时实现报警,由定向井工程师及时进行井眼防碰扫描,决定是否改变井眼轨迹。通过对比分析不同工况下监测系统采集振动信号的时域特点,认识到钻头钻速、钻压对钻头振动信号的影响,经过频域分析得到钻头振动信号的频域范围在200～400 Hz。该监测系统操作简单、不影响正常的油气井生产及钻井施工,目前已经在中国渤海、南海等区块进行了先导性试验,为井眼防碰技术发展提供了一条新的技术思路。     

油气田生产井全过程钻井监测系统

随着钻井生产由粗放钻井向精细钻井的发展和油气开发的决策需要,必须配备生产井全过程钻井监测系统,以便对生产井的钻井过程进行全过程监测和对录井信息进行评价.针对生产井钻井过程的特点,设计研制了小型化、配置灵活、功能开放,成本较低的油气田生产井全过程钻井监测系统.现场应用表明,研制开发的软、硬件系统不仅能够为精细钻井和录井信息评价提供准确齐全的钻井参数,同时设计开发的录井专家系统还能够实时准确地对钻井过程进行状态判断,实现了实时指导钻井的目的.     

网络化永久性油气藏远程动态实时监测系统设计

本文设计了一种应用于油气藏永久性实时动态监测系统。该系统用光纤Bragg光栅(FBG)传感器作为井下永久性传感器,测量目的层的温度、压力等参数的模拟信号;在井口建立数据采集处理系统,将模拟信号解调成数字信号;通过GPRS无线移动通信网络传输到监测中心的数据库服务器上,并以Web形式发布到Internet网络上,同时提供移动用户浏览接口,且当数据异常时可以发送报警短消息。该系统实现了油气藏的远程实时动态监测,可以为油藏管理人员和技术人员及时、准确地做出决策提供可靠依据。     

油井远程可视化监控系统

为了对油井实现远程、可视化监控和管理，开发了一套油井远程可视化监控系统。该系统集先进的计算机、通信、数据采集及传感器技术于一体，通过高精度的数据采集装置，获取安装在油井等采油设备上的电流、电压、温度、压力、液位、流量等传感器的数据，用多种通信接口将其传输到数据采集中心，再通过微波、光缆等高速网络将数据及图表上传到油田的Intranet上，在Intranet及Internet上实现对油井采油过程的全面监控。     

190型柴油机油液分析状态监测系统的研究

在190型柴油机油液分析状态监测中，联合应用理化指标分析、光谱分析和铁谱分析，在此基础上开发了油液分析软件。该软件通过对数据进行处理。可以监测柴油机润滑油品质量和设备磨损情况。     

随钻振动和冲击参数监测在钻井过程中的应用

在钻井过程中,受振动和冲击的影响,井下钻具尤其是钻头和底部钻具组合极易损坏,因此可通过监测随钻振动和冲击参数实现对井底钻具状态的监测。通过在随钻测量仪器上增加三轴应力传感器和扭矩传感器,可以监测井底钻具的轴向冲击、径向振动和扭矩变化,并利用随钻测量仪器的脉冲信号将这些信息及时反馈到地面,以便调整钻进参数。文中介绍了随钻振动和冲击参数监测的原理和工作模式,总结了海外与西方公司合作的2口井的施工实践。现场实际应用表明,这项技术可用于判断井下复杂情况,并根据实时监测数据对钻进参数进行及时调整,有效地防止钻具疲劳破损及钻具落井事故的发生。