新型火烧油层物理模型的研制与应用

针对原有火烧油层物理模型在导热相似性方面的缺陷，研制了以非金属岩心管为核心的新型火烧物理模型，并发展了相应的室内模拟实验方法。通过实例，介绍了该模型系统在深入研究火烧驱油机理方面的具体应用。     

火烧油层物理模拟的研究

火烧油层法有与蒸汽气采法不同的机理和特点，它作为常规稠油，超稠油开采方法的补充，目前在国内外油田现场正不断得到应用，相应的实验室技术－火烧物理模型及其应用研究也不怕加强。除介绍了火烧油层法的机理和特点外，主要介绍了火 物理模拟装置，火烧物理模拟相似准则及三大燃烧系数和其它物理模拟试验可得到的结果，如火烧经济指标等。     

热敏封隔器的最佳受力设计

因注汽不同阶段和不同井况受力情况的改变，油田常用的热敏封隔器在注汽过程中常出现移动、断脱、失效，甚至导致管柱变形。因此，笔者分析了热敏封隔器在井中注汽前、注汽中、注汽后的受力情况，并给出了其最佳受力设计，使热敏封隔器真正起到密封作用，保证了注汽效果，避免发生井下事故。     

大通径高强度过电缆封隔器的研制与应用

为适应海上油田特殊井的同井注采工艺和热采井清防蜡工艺,研制了了大通径高强度过电缆封隔器。该过电缆封隔器的内通径达90.1 mm,扩大了环空注采通道;本体材质选用42 CrMo高强度合金钢,使最大悬重可达1 250 kN。在海上油田进行了7口井的现场应用,坐封、验封均一次成功,表明该过电缆封隔器性能可满足现场工艺要求。     

RX361-210型热敏封隔器的研制与试验

海上油田热采井多为?224.5 mm水平井,井身结构复杂,作业环境苛刻,目前主要采用的井筒隔热方式相对单一。卡瓦式封隔器结构比较复杂,在解封过程中如果操作不当,可造成卡瓦断裂或落井,甚至引起卡井事故。为此,研制了RX361-210型热敏封隔器。该封隔器依靠热胀剂受热膨胀实现坐封,采用组合密封件以及锁紧装置增强密封性能,利用密封件随着温度的降低收缩,上提管柱实现解封。利用模拟试验井系统开展了室内试验。试验结果表明:封隔器坐封温度200℃,耐温350℃,耐压21 MPa,解封力25~35 kN,可多次坐封,且密封性能不受温度交变的影响。该封隔器坐封灵敏,解封安全,密封性能良好,在海上稠油热采方面具有良好的推广应用前景。     

火烧油层基础研究

本文，首先建立了一个三相（气、水、油相）五成分（氧、氮、氧化碳、水、原油）的一维模拟器，有效地模拟流体流动、热量传递、燃烧、汽化或冷凝。进而，通过数学模拟搞肖火烧油层作为一种提高原油采收的方法所具有的特性。由于原油是多种烃组分组成的混合物，其性质对火烧油层的影响最大。混合物中的馏份由原油重度确定，其它物理、化学性质表达成温度、压力（以及假定组分重度）的函数。然而，建立四相七成分模型来模拟汽化、冷凝现象，它是火烧油导台最重要的驱油机理，最后，将原油生产的全过程发为三个阶段：①、流态可动原油生产；②1由上述火攻油层形成的含油带原油生产；③、含油带原油产生后少量原油的生产。当油藏中，仅有残余油时，第一阶段无法指中采出油来。并根据当前研究成果所建立的模拟器，其适应性可以通过理论推算和实验结果进行细致检验，其结果表明：该模拟器是非常优良的。     

胜利油田火烧油层现场试验

针对胜利油田大多数稠油区块及其他难动用区块开发方式单一，开采难度越来越大的情况。进行了火烧油层配套技术的研究。火烧油层的相关配套技术得到进一步完善，在高渗透稠油油藏、低渗透稠油油藏、蒸汽吞吐后稠油油藏及敏感性稠油油藏4种类型的油藏中进行点火试验取得了成功，获得了较好的效果，为今后火烧油层法开采难动用储量提供了技术储备。     

冲砂同心管用Z331型自封封隔器研制

在同心管冲砂方式转化作业过程中,自封型封隔器是实现井底冲砂液流转向所必需的井下工具。为解决常规皮碗状自封封隔器使用寿命短、易砂阻、易砂卡的技术难题,研制了同心管用Z331型囊状自封封隔器。通过封隔器的结构设计、工作原理及囊状橡胶密封圈的有限元数值模拟,研究了Z331型囊状封隔器的工作特性、密封有效性及冲砂作业适用性能。耐磨蚀囊状橡胶密封胶筒可有效预防封隔器密封胶筒落砂,有效控制砂阻、砂卡管柱,同时提高了橡胶密封面因冲砂作业反复活动起下管柱而所需的耐磨蚀性能。为冲砂同心管型自封封隔器的设计提供了一种新的方法。     

稠油油藏火驱取心井高温氧化区带识别方法

为了准确识别火驱取心井的高温氧化区带,利用杜66块曙1-46-K037取心井的岩心对原油的族组分、饱和烃、官能团、有机元素和储层的碳酸盐矿物、黏土矿物开展分析。研究表明：受火驱高温作用的影响,高温氧化区带内原油族组分中的饱和烃与芳烃含量增加,非烃与沥青质含量降低;饱和烃气相色谱图中主峰碳降低,轻重比增加,红外光谱中的含氧度增加,有机元素中H/C原子比增加。由于高温条件下矿物存在热分解和相互转化,在高温氧化区带,储层中的碳酸盐矿物(白云石、方解石、菱铁矿)含量降低,黏土矿物中的高岭石、伊利石、绿泥石含量升高,伊蒙混层含量降低。利用原油的特征参数判识的高温氧化区带要窄于利用储层矿物特征判识的高温氧化区带。该研究探索了火驱开发过程原油和储层矿物的变化规律,完善了利用取心井识别高温氧化区带的技术方法。     

火烧油层干式燃烧物理模拟研究

为了验证辽河油田火烧油层现场试验的可行性,利用室内燃烧管物理模拟技术,对欢127块兴隆台油层原油进行了室内干式燃烧实验。实验分析了产出液性质及产出气体组成,研究了火烧油层温度场分布、注气参数对采收率的影响,提供了数值模拟研究所需的基本参数及控制条件。实验结果表明,欢127块兴隆台油层能够在点火温度340℃下点燃,在一定的注气速度下,能够顺利进行燃烧,室内实验采收率可达83.1%。该研究为下一步现场应用提供了重要的理论依据。     

DQYK344-114堵水封隔器的研制

在注水开发的陆相多油层砂岩油田中,油井堵水是一项常规的生产项目,但随着层间矛盾加大,堵水层与产油层之间的压差不断升高,原有的堵水封隔器由于承载压差低呈现出堵水成功率降低、有效工作周期缩短的缺点,已不能满足高含水期油田堵水的需要。DQYK344-114堵水封隔器是适应目前生产需要而研制的一种新型封隔器,它具有压缩和扩张复合式密封结构和利用层间压差增加密封性的特点,有效工作压差达35.0MPa。     

厚层稠油油藏直平组合火驱机理研究与试验

针对厚层稠油油藏常规直井火驱火线超覆严重、纵向动用程度差、采出程度低等问题,采用数值模拟方法,明确直平组合火驱中火线波及规律,分析直井、水平井在不同阶段的生产特征,明确直井、水平井作用机理.研究结果表明:采用直平组合火驱的井网模式改变了原有直井的火驱流场,起到向下牵引火线作用,提高了纵向波及体积;采用直平组合式井网进行...     

郑408火烧驱油注气井油管腐蚀与防护

文章对胜利油田郑408火烧驱油注气井油管腐蚀产物进行了X射线衍射分析(XRD)和电子探针显微分析(EPMA),初步认定:上部管柱主要是氧腐蚀;下部腐蚀严重部位为氧加速的酸性垢下腐蚀穿孔。实践表明,“钛纳米聚合物防腐蚀涂层油管”和“镀钨合金防腐蚀油管”在上述环境使用较为适合;同时应注意郑408井如再需压井作业,可以同时注入缓蚀剂来减缓压井液对油、套管的腐蚀。     

堵炮眼封隔器的研制与应用

目前进入开发后期高含水阶段的河南东部老油田,堵水存在的主要问题是层内油、水层段相间,井段连续射孔,无法分层,常规堵水作业无法实施。现有的堵水封隔器不能满足层内、薄夹层堵水,主要表现在不仅无法封堵连续射孔段炮眼;而且不能避免封隔器在下井过程中因套管壁与封隔器之间所产生的摩擦力而造成封隔器中途误坐封。为此,设计了堵炮眼封隔器。该封隔器主要由座封部分、密封部分、解封部分3部分组成,具有定压开启、密封锁紧、弹力助解、密封性能好、密封长期有效等特点。现场应用10口井,工艺成功率97%,有效率86.6%。     

稠油火驱过渡金属钴盐催化氧化实验

针对新疆红浅火驱工业化试验区稠油二次点火难的问题,开展过渡金属盐催化氧化稠油实验研究,评价过渡金属盐促进重质油火驱前缘稳定推进的效果.利用一维燃烧管开展火驱物理模拟实验,分析钴盐对稠油火驱前缘峰值温度和前缘推进的影响;采用同步热分析仪(TG-DTA)测定稠油氧化反应过程,建立稠油催化氧化动力学方程,计算稠油燃烧过程中低...     

UPP-9型笼式卡瓦高温高压完井封隔器研制

提出的卡瓦结构设计方法涵盖材料评估与选择、卡瓦组件结构优化、卡瓦结构参数优化、卡瓦测试验证等流程。应用该方法设计了可以控制启动载荷的上、下笼式卡瓦组件结构。结合ANSYS有限元分析、样机测试等方法,对所设计的笼式卡瓦组件进行优化设计与试验验证。对带有防挤出护肩的2种胶筒密封组件的试验研究表明,带隔环的三胶筒结构更为优异。在此基础上,研制了高温高压液压坐封永久式封隔器,额定工作压力68.94 MPa(10 000 psi),额定工作温度204.4℃(400℉)。测试结果表明,所研制的封隔器符合API SPEC 11D1标准V0级测试要求。     

稠油火驱产出流体色谱指纹特征燃烧状态判识方法

为认清稠油火驱过程中原油与尾气物理化学性质的变化规律,采用室内三维物理模型开展了稠油火驱实验,并对火驱高温氧化后的原油与尾气开展了饱和烃、芳香烃、烯烃、尾气组分等方面的色谱指纹特征研究。研究表明:稠油火驱后原油物性变好,族组分中饱和烃、芳香烃含量升高;饱和烃色谱指纹图中正构烷烃含量明显增加,轻重比增大;原油中新生成了烯烃化合物,与同碳数饱和烃成对出现且同碳数烯烃与饱和烃比值始终小于0.5;芳香烃色谱指纹图中菲系列化合物发生了明显的甲基转移与脱甲基作用;尾气多维气相色谱图中可见烯烃、氢气、一氧化碳等火驱高温氧化的特征组分。该研究可作为火驱过程中指示燃烧状态的有效技术手段,为稠油火驱燃烧状态的判识提供了支持。