神木气田产液气井节流气嘴直径优化研究

神木气田应用井下节流、中低压集气模式,采用多层系开采,气井具有普遍产水的特点,目前计算节流器气嘴直径用的是纯气相条件下的计算公式,而液体通过气嘴时使气体有效过流面积减小,会造成实际产量比理论产量偏小,容易造成井筒积液无法排出。通过井下节流多相流模拟试验装置,模拟单相临界状态下,定气嘴直径d和节流嘴上游P1时出口气量Q;在P1不变条件下,加入不同比例的水进行测试,每组通过更换大直径气嘴,使出口气量达到初期给定气量Q,得出不同液气比条件下气嘴直径;最后对不同液量过节流气嘴需放大的气嘴直径比例进行拟合,并结合纯气相节流气嘴直径计算公式,优化出不同生产液气比条件下气嘴直径;通过现场分析评价,应用效果良好,解决了产液气井节流气嘴直径计算偏小问题。     

产液水平气井井下节流工艺参数优化及应用

东胜气田现用井下节流工艺参数设计方法仅适用于气体计算,没有考虑含水对节流压差的影响,导致产液水平井采用井下节流工艺后节流器气嘴直径设计出现较大偏差,影响了产液水平井的连续稳定生产。鉴于此,通过引入滑脱因子K表征气液两相间滑脱效应,优化了气液两相嘴流压降模型,建立了产液水平井井下节流工艺参数优化方法。评价表明,新方法预测节流器入口压力与实测值非常接近,误差为6.23%,满足工程设计精度要求。现场应用结果表明:对于单井产液量低于5 m~3/d的水平井,井口压力控制在3 MPa左右,优化节流器嘴径和下深后,气井在井下节流+增压外输条件下防堵和排液效果明显改善,有效降低了气井临界携液流量,提高了气体举液能力,生产时率达99.2%,实现了产液水平井不注醇清洁开发。研究结果可为产液水平井井下节流工艺的现场应用提供参考。     

气井井下节流系统分析及应用

对于高压气井，通过井下节流能够达到降低地面管线压力、防止水合物生成、取消地面保温装置、减少注醇量、提高气井携液能力的目的。通过节点分析方法，考虑井下节流节点，对井下气嘴进行优化，同时对井下与地面气嘴节流的相关性进行分析。苏丹地区实践验证表明，井下气嘴对于控制地面压力温度有重要作用。     

复合型陶瓷气嘴用于胜利油田浅层气开采

复合型陶瓷气嘴是将陶瓷的耐酸、抗磨特性与金属材料韧性有机结合在一起.它是在金属气嘴体内侧安装陶瓷嘴芯,从而可有效改善其内径部位的耐磨性和抗腐蚀性.现场实验证明,复合型陶瓷气嘴能够有效克服或避免普通气嘴存在的缺点或不足.与现有技术相比,复合型陶瓷嘴心有以下优点:耐磨、耐冲刷,坚固耐用,使用寿命长；易于控制生产压差和采气速度,确保气井平稳生产；有效控制地面管线压力.确保复合型陶瓷气嘴的安全生产,不仅有效延长了气嘴使用寿命,减少了气嘴更换次数,而且也延长了出砂气井的稳产时间,最终提高了气井的生产效率和气藏采收率.     

降低气液分离集成装置携液率现场试验研究及应用

气液分离集成装置广泛应用于长庆油田中小型站场,但生产运行过程中发现存在气液分离效果差,导致气体管路积液、冻堵,加热炉火嘴液堵的现象。通过采用故障统计方法确认了导致伴生气携液率高的主要原因在于气液分离集成装置自身的分离效果较差。通过采用关联图法进一步确认装置伴生气携液率较高的影响因素后,对集成装置的结构采取了延长排液管、分液包增设液位检测器、取消气液平衡管、改动气体管路结构等措施,使改进后的气液分离集成装置携液率低于2%,有效地保证了正常的生产运行。     

高压气井井下节流工艺

针对塔河油田高压气井生产过程中井口天然气水合物冻堵现象,考虑天然气水合物生成因素和井下节流工艺特点,研制了坐放式井下气嘴。简要介绍了这种井下气嘴的结构组成和技术参数,举例说明了其现场应用情况,指出使用这种气嘴可控制高压气井产量、井口压力和井口温度,有效预防天然气水合物生成,有效防止井口冻堵。     

考虑滑脱的气液两相嘴流新模型

正确预测油嘴允许气液混合物通过的能力是开展油气井井下或地面节流工艺设计的基础,气液两相嘴流模型在采油气工艺中有广泛的应用。通过引入等效动量比容、等效动能速度概念,根据动量守恒原理建立了一个新的考虑气液间滑脱的气液两相嘴流质量流速预测模型,并进行了数值求解。与其他4个模型相比,新模型计算简单且方便。利用公开发表的亚临界流和临界流实验数据对新建模型和其他4个常用两相嘴流模型计算结果进行了比较。新建模型对质量流速预测能力的平均误差为1.37%,平均绝对误差为6.37%,标准差为5.79%;新模型对嘴前压力预测能力的平均误差为2.78%,平均绝对误差为8.43%,标准差为4.10%;明显优于Sachdeva、Perkins、Ashford & Pierce、Al-safran等模型。气液两相滑脱因子计算方法影响模型的准确性,为此对比分析了9个气液两相滑脱因子计算方法,发现本模型结合Chisholm的滑脱因子计算方法的预测结果最接近实验测试结果。同时以某产水气井为例开展了井下节流工艺嘴径计算,新模型设计的嘴径完成的配产率为96.5%。     

产水气井井下节流参数优化设计新方法

传统气井井下节流计算模型应用于苏里格低渗、低压、低丰度致密砂岩气藏产水气井时,气井井下节流工艺参数计算结果存在较大误差,影响气井产量及最终采收率,携液潜能得不到充分发挥。基于能量方程建立气液混合物通过节流器的流动动态,将液相质量分数引入能量守恒方程中,结合高气液比气井井筒压力计算模型和基于井筒径向传热的温度模型及节流压降、温降模型,建立气液混合物通过嘴流新模型,并编制了含水气井井下节流工艺参数计算软件。苏里格气田苏AA井实例计算表明,新方法所设计参数与实际生产情况相匹配,气井生产平稳,且能更好地维持气井连续携液生产。     

高气液比气井气液两相节流预测数学模型

Thornhill&Graver模型是计算干气通过气嘴节流的常用数学模型，但许多气井都不同程度地含有液体，正确预测气液两相气嘴节流问题具有重要的实际意义。文章应用稳定流动能量方程，将凝析油气作为复合气体，然后考虑复合气体-水混合物的气液两相节流，提出了用于高气液比气井节流计算新模型。与干气气嘴节流模型相比较，新的气液两相节流模型包含了一含水校正系数。     

东胜气田井下节流参数优化方法及其应用

鄂尔多斯盆地东胜气田普遍产水,井口温度低,气井井筒和地面管线容易产生水合物发生堵塞,采用井下节流技术可实现有效防堵。但是,现用井下节流工艺参数设计方法仅适用于单相气体的计算,没有考虑含水对节流压差的影响,导致节流器气嘴直径设计出现较大偏差,影响了产液气井的连续稳定生产。通过引入滑脱因子表征气液两相间滑脱效应,根据力平衡原理建立气液两相嘴流耦合模型,提出井下节流气井井筒参数动态预测方法。该方法评价表明,针对实施井下节流工艺的产液气井,新方法计算的井口油压、井口温度与实际值较吻合,基本满足工程设计精度要求。现场应用表明,优化井下节流工艺参数后,能够有效防治气井中水合物的生成,实现水合物抑制剂"零注入"和井筒及管线"零堵塞",还能有效降低气井临界携液气流量,提升气井的举液能力,改善排液效果,实现气井的连续清洁生产。     

气井气水两相节流实验研究及模型评价

为了提高有水气井井下节流工艺技术水平,在930 m模拟实验井上,配套了两相嘴流测试装置,开展了气水两相嘴流实验研究,对气液两相嘴流现象及特点进行了观察和分析.获得30多组较宽范围的实验数据,在其基础上对机理模型、Gilbert三参数类型、Gilbert四参数类型、Omana类型共16个气液两相节流嘴流模型进行了综合评价.经对比分析,对于有水气井井下节流参数嘴径设计,临界流条件下推荐使用Elibaly发展的Gilbert类型三参数关系式,亚临界流条件下推荐使用Sachdeva模型.     

油井套管气控制装置探讨

在原油生产中,为了防止套压过高造成沉没度过低和发生抽油泵＂气锁＂的现象,普遍采用套管放气方法。从安全角度讲,目前所使用的放气方法欠佳。为了节能减排,保护好油井,防止油井出砂、出水,必须对套压进行控制,其控制装置有油井套管气直排装置和可调压喷射式油井套管气携液装置。油井套管气直排装置结构简单、成本低,安装方便,适用于生产压差稳定、原油粘度较小的油井;可调压喷射式油井套管气携液装置适用于生产压差尚不稳定,需要调节生产压差的油井和需要对原油进行加热降粘的稠油井,性能更好,定压开启,开启压力可调,适应油井工况更广。     

泡沫排水采气井井下节流压降规律实验及模型修正

气井井下节流是气田低成本开发的一项关键技术,“井下节流+泡沫排水采气”工艺在适宜条件下可提高气井带液能力。采用传统气液两相嘴流压降模型开展泡排井井下节流气嘴尺寸设计不能满足气井配产要求,通过节流压降规律测试并建立或者完善数学模型有助于提高泡排井井下节流设计水平。设计并搭建了泡沫排水采气井井下节流物理模拟实验装置,利用泡排剂UT-11开展了在不同泡排剂质量分数情况下的节流压降规律测试,利用实验数据对4个常用气液两相嘴流机理模型(Sachdeva模型、Perkins模型、Ashford模型、滑脱数值模型)进行了嘴流流态过渡预测能力评价、质量流速及嘴前压力的预测能力评价。基于实验数据构建了泡沫流滑脱因子计算关系式,提高滑脱数值模型的准确性,质量流速的绝对百分误差从13.7%降至7.69%,嘴前压力的绝对百分误差从16.5%降至8.01%。该研究为泡沫排水采气井井下节流嘴径设计和嘴前压力预测提供了重要理论依据。     

井下节流工艺在大牛地气田的应用

针对大牛地气田多数气井在生产过程中易形成水合物、影响气井正常生产的问题，采用天然气水合物预测经验公式法，预测了水合物生成的最大井深，并利用气井垂直管流计算方法确定了合理节流气嘴直径。通过应用井下节流工艺，降低了气井的井筒压力，加之井下温度高，因而有效地制止了天然气水合物的形成；同时选择合理的气嘴直径，有效地控制了气产量的大小，满足了输气要求，避免了现场作业的盲目性。     

气举井生产宏观控制图的研制

以无因次井底流压为纵坐标．无因次注入气泼比为横坐标研制宏观控制图。用实际注入气液比和经济极限注入气液比优化设计得出的优化注入气液比、正常生产井底流压和允许的最小井底流压等参数，将控制图分为卸载不到位区、资料核实区、合理生产区、超气量区、临禁区等5个区。根据油井的结构参数和生产数据，确定具体油井的生产动态在控制图中所处的位置，对处于不同区域的油井提出了相应的处理方法和建议。     

凝析气藏井下节流器数值模拟研究

在利用经验模型所求得的节流后压力、温度条件下有时可以生成水合物,而实际并没有生成水合物.针对这一工程问题,建立了井底节流嘴附近的数学模型,并以ks102井为例对其求解,得到了气液两相流体经过节流嘴后压力降、温度降;利用Fluent计算流体动力学软件,对节流嘴附近的流体流动状况进行数值模拟,获得了节流嘴附近的速度、压力、温度场分布情况及其他一些特性.对得到的模拟结果与计算结果相比较,可看出二者的压力差为0.5～2.2 MPa,温度差为10.1～15.3℃,数学模型计算所得到的温度降要比根据模拟所得到的温度降要大,这与实际情况相符,并对上述差异进行了合理分析.     

空气控制能提高矿场加热炉的效率

单独进行的矿场实验表明,井口的燃气脱水器若合理的选择一次和二次空气控制,燃料气的消耗至少可降低30%。这个实验是由新墨西哥州的一个工程咨询公司进行的。实验使用的新的恒温器、文氏火嘴、二次自动空气控制组件都由怀德伍德国际公司研制的。这些产品为本公司工程控制仪表生产的一部分。火嘴控制的主要创新是自动二次节气门,它是一种控制炉子四周二次供气的设备,与无控制燃烧效率比较,这种空气流的控制是个重要的改进。现在正申请节气门和火嘴设备的专利。     

雅克拉断凸古潜山气藏见水机理及控水对策探讨

本文利用钻井、测井以及化验资料,研究了雅克拉古潜山储层特征类型,并结合试采生产数据,系统分析了气藏产水特征与见水机理,提出了控制进山深度、控压温和生产、压锥控水延喷、放嘴提液增产等控制对策,取得了一定效果。     

油气分离器出口气体采样方法的研究

针对油气分离器出口气体的特性，研究从该气体中采集气样的方法。研究表明，采用“等动态”采样方法可使采出气样的带液浓度能较真实地代表分离器出口气体的带液浓度。在确定采样位置时，必须考虑管截面上气速分布规律和管段内液滴沉淀的影响。理论分析认为，气中粒子横向漂移路程是确定采样嘴尺寸的依据，但在实际应用中可以气体介质的混合长度作为采样嘴的尺寸。采样点的设置有单点和多点两种，应视集气管的大小来定，但对于直径小于100mm的集气管，宜设置单采样点。采样状态偏差是采样过程中最重要的控制对象，宜用“动态”的采样温差、采样压差以及采样速比来表示。     

油气集输管线中气液两相团状流

针对油气集输管线中气液两相团状流的流动机理和特点,将每一段塞单元划分为带液层的气塞区和液塞区两个区域.对气塞区,采用分流模型建立了其水力计算模型;对液塞区,采用均流模型建立了其水力计算模型,并用实验数据关联了液塞区气液混合物的沿程阻力系数与雷诺数之间的相关式.通过气塞区和液塞区水力计算模型的结合,给出了团状流的水力计算模型.经大庆油田12井次实际生产数据检验,该水力计算模型所预测的压力梯度比传统的按流动状态所预测的压力梯度更符合实际值.