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。     

腐蚀监测技术在气田地面生产系统的应用

为实时、准确地反映天然气管道的腐蚀状况,需运用在线腐蚀监测技术进行监测。中国石油西南油气田公司重庆气矿针对实际情况将挂片法和电阻法用于气田生产系统的腐蚀监测中,收到一定成效。为此,对这两种方法进行了介绍,并就腐蚀监测技术在不同地面生产系统的应用效果和整个地面系统的腐蚀状况进行了分析。     

油气井出砂在线监测技术

为解决油气井开采过程中的出砂问题,延长油气井使用寿命,从油气井出砂监测技术的运行机理入手,对出砂监测技术的系统模型构建、技术优化、软件系统构成、监测技术测试与评价等方面进行系统化研究,形成了完善的油气井测试在线出砂监测方案。以监测数据为导向,完整的油气井测试分析机制可以对油气井出砂监测技术的调整方案进行系统分析。通过必要的测试评价手段,还可以对油气井出砂监测技术的实用性进行考量,实现对油气井出砂的准确监测与有效控制。完善的油气井测试在线出砂监测方案能够满足实际油气井生产要求,为现阶段油气井生产、管理创造条件。     

基于多参数评分法的出砂风险评估方法

出砂预测是制定油气田开发方案的重要一环,科学地进行出砂预测可以为油气田完井方式选择提供决策依据。该文综合考虑国内外油气田常用的声波时差法、组合模量法、出砂指数法等多种出砂预测方法及含水率、原油黏度等因素对出砂的影响,通过评分法建立了出砂风险评估方法。利用该方法进行了实例分析,结果显示与油气田实际开发情况符合度较高。该方法考虑的因素更加全面、合理,在出砂预测分析研究上具有一定的推广应用价值。     

稠油出砂监测器安装位置数值模拟及实验验证

非侵入式的稠油出砂监测技术是通过安装在管壁的传感器接收砂粒撞击信号实现出砂监测,为获得最优的砂粒撞击振动信号,保障出砂数据的可靠性和准确性,需要找到传感器在90°弯管处的最优安装位置。在室内条件下,建立了油水砂三相流的弯道流动模型,通过Fluent软件模拟了含砂油流在90°弯管中的运动轨迹,确定了砂粒在弯道流动的撞击管壁速度最大位置在弯管下游约管道直径2倍处,同时,通过建立的多相含砂流体出砂监测实验平台,对安装在不同位置的传感器的出砂监测信号进行了对比分析,验证了多相流条件下的理论模拟结果。研究表明,在弯管下游约2倍管径处安装传感器可以得到最可靠的出砂信号,该模拟研究结果为现场应用过程中传感器的安装提供了重要理论依据,保障了出砂监测数据的可靠性。     

气井排液携砂量动态监测系统的研制

气井排液过程中携砂量的有效监测,可为气井出砂情况和压裂施工效果评价提供可靠的依据。为实现其有效监测,基于无源传感器出砂信号检测技术,研制了一种传感器和相关的出砂监测系统。同时,通过开展全面的室内和现场试验,验证了系统对流速适应性、对粒径的检测灵敏度、砂含量的不确定度、管径适应性以及出砂分辨率等性能参数,最终实现了气井排液过程中砂粒碰撞管壁产生的声学信号的有效拾取、分析、处理及出砂量的准确计算,并确定了关键参数。该监测系统的研制为气井排液携砂量的动态实时监测提供了切实可行的方法。     

小波包变换在油井出砂信号特征识别中的应用

为了更好地在监测信号中识别出砂信号,将小波包变换方法应用到油井的出砂监测室内试验中,通过db4小波包3层分解后,得到8个特征尺度分量。通过对这8个分量进行能量分析,找到了包含出砂振动信号特征的特征尺度,然后在信号重组后进行频域分析,得到出砂振动信号频率段为1 600～1 900 Hz。通过不同含砂质量分数下的出砂监测试验,验证了小波包变换方法在油井出砂监测试验中的有效性,通过信号处理初步确定了含砂质量分数与出砂信号的关系曲线。     

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。     

多种腐蚀监测系统在高峰站的应用

基于酸性油气田腐蚀机理和主要特征,以及各监测技术的原理和现场应用经验,将腐蚀电化学噪声、电阻探针和氢探针技术进行整合,形成具有全方位的腐蚀监测系统,并在中国石油西南油气田公司重庆气矿高峰站得到了应用。各种监测技术获得的信息既可互补又可相互印证,极大地提高了监测系统对各种腐蚀形态信息的全面捕获能力和可靠性。     

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。     

高温高压气井测试地层出砂的评价方法

随着石油勘探开发技术的发展和勘探领域的扩大,高温高压气藏、含硫油气藏、凝析油气藏等相继得到开发,而高温高压气井地层测试出砂问题广泛存在于国内外各油田,目前国内外更多的是从防砂工艺和出砂预测做文章,为了及早地控制地层出砂,文中着重从测试压差方面给出地层出砂的一些评价方法,如从抗压强度法、井口油压法、剪切强度法以及射孔流速法上来评价。     

YQ探区气井压裂砂堵分析与对策研究

压裂是低渗透油气藏开发的有效手段,而砂堵往往制约着油气井压裂的成功实施,影响油气田的开发和产能建设。通过对YQ探区气井压裂施工曲线的分析,将砂堵分为近井筒砂堵和地层内砂堵两种形式。分析认为造成近井筒砂堵的因素主要是地层因素、射孔与井斜因素和压裂液性能等,而造成地层内砂堵的因素主要有隔层效果、储层物性因素、施工因素及天然裂缝等。针对造成两种形式砂堵的具体原因提出了合理的解决对策,为指导以后的压裂设计和施工提供了依据。     

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中原油田属于地质构造复杂的断块油气田，储层物性差，具有低渗、埋藏深、温度高、层多、层薄、跨距大、射孔井段长、非均质性严重、单井产量低的特点，大部分井层需经过压裂改造方可投入生产，水力压裂改造是中原油田油气井增产稳产的主要手段。目前油田已处于开发的中后期，为有效地开采地下剩余油，所打的新井大部分均为定向斜井，这些井也需要进行压裂改造才能投入生产。在对这些斜井进行压裂改造的初期，采用常规的工艺方法，施工过程中时而发生砂堵现象，施工成功率不高。在对砂堵的原因进行分析后，认为相对于直井来说，斜井压裂更易产生弯曲裂缝及多裂缝，而弯曲裂缝及多裂缝是造成近井地带脱砂而发生砂堵的主要原因。为解决弯曲裂缝及多裂缝造成的问题，除采用提高施工排量、适当增加前置液比例、适当提高压裂液粘度、不过分追求施工后期高砂比等工艺措施外，主要就是应用了前置液支撑剂段塞工艺，减少了斜井压裂施工过程中的砂堵现象，施工成功率得以大幅提高。     

涩北气田动态监测技术

随着涩北三大气田大规模开发,气田不断加大动态监测力度,气田动态监测技术也得以快速发展。目前气田开展的动态监测技术主要包括开发试井和生产测井两大类。而在这两类监测技术中,一方面以常规监测技术为主,大力发展了流静压测试、产能测试、压力恢复测试等;另一方面为解决生产开发暴露出的问题（如出水、出砂）而引进的重点技术和新工艺、新技术。主要开展了干扰试井、Sondex八参数产气剖面测井以及PNN脉）中中子饱和度测井技术。通过阐述近年来气田动态监测技术开展和应用情况,提出了今后发展方向,对气田开发具有一定的指导和借鉴作用。     

基于分布式光纤声传感的油气井工程监测技术应用与进展

为保障油气井全生命周期全井段实时监测,引入了分布式光纤传感技术。根据分布式光纤传感技术基本原理将其分为分布式光纤温传感(DTS)技术和分布式光纤声传感 (DAS)技术,并对二者进行了对比,指出DAS技术具有高精度、长距离监测、高信号强度等优点。介绍了分布式光纤声传感技术的监测原理、光纤结构和安装方式,调研了DAS技术在石油领域——地震、油气井生产和注入、水力压裂、生产出砂、管柱泄露、井筒完整性等领域的研究和应用,提出DAS技术将有望成为一种可实时监测油气井全生命周期的经济型监测技术。该研究可为制定合理的开采方案、提高作业的安全性、降低油气田开发成本提供借鉴。     

水平井、分支井采油工艺现状分析与展望

介绍了国内外水平井应用概况,水平井技术主要应用在以下几种油(气)藏:薄层油藏、天然裂缝油藏、存在气锥和水锥问题的油藏、存在底水锥进的气藏。另外,水平井在开采重油、水驱以及其他提高采收率措施中也正在发挥越来越重要的作用。分析了水平井、复杂结构井采油工艺现状,包括人工举升方式、增产增注措施、防砂和控砂技术、找水与堵水技术等,并对未来水平井、复杂结构井采油工艺急需研究的问题进行了展望。     

携液气井产能方程研究

产能方程能够直接描述产量与压力之间的关系，在油田生产中发挥了极其重要的作用。目前气井的产能方程（包括压力、压力平方以及气体拟压力形式等）大多是针对单相气体而言，由于其自身的局限性，已不再适用于油水同产气井。文章提出了一种计算携液生产气井的数学模型，分别得到达西渗流、非达西渗流以及考虑表皮效应时的携液生产气井产能方程，并针对纯气井、油气同产井、气水同产井等几种特殊情况进一步讨论了产能方程的表达形式。推导显示，在引入油气水三相拟压力函数以后，携液气井的产能方程与单相气体产能方程相同；将单相气体体积流量和压力用多相总质量流量和油气水三相拟压力替换后，单相气井产能方程可以应用于该条件下的携液气井产能的计算。该方法拓展了单相气体渗流产能方程的适用范围，实例计算证明方法是切实可行的。     

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孤岛、孤东浅层气藏是位于济阳坳陷沾化凹陷的两个地质条件类似的气藏,也是胜利油田最大的两个浅层气藏。本文主要介绍了这两个气藏的主要地质特征,论述了开发中的主要异同,并指出了浅层气藏开发中应该注意的一些问题。孤岛浅层气藏的主要做法是：利用半报废的油井或注水井转为气井、高采气速度、后期防砂、开采末期进行了精细气藏描述。与地质条件相对较好的孤岛浅层气藏相比,孤东浅层气藏在气藏采收率、气井利用率等方面的整体开发效果得到了明显提高。分析其原因主要在于以下6个方面：1．地质基础工作扎实;2．气藏工程设计细致、求实;3．初期运用了先期防砂等新型采气工艺技术;4．中后期及时采用了经济、有效的排水采气等一系列措施;5．开发方案跟踪工作深入,不断进行调整挖潜;6．生产管理中引进了ABC等现代化管理方法。     

Experimental investigation of use of horizontal wells in waterflooding

The present experimental study is conducted to investigate the effect of horizontal production well in waterflooding when conventional vertical production well stops oil production. Laboratory experiments have been performed on three-dimensional sand pack models. In the waterflooding experiments, the horizontal production well is turned on after the complete extraction of oil from the vertical production well. The experimental results show that horizontal well increases the ultimate recovery by waterflooding significantly when oil production stops from the conventional vertical production well. Moreover, the position of the horizontal well either at top or bottom of the sand pack has negligible effect on ultimate oil recovery for the sand packs used.