稠油热采湿饱和蒸汽流量计量技术在河南油田的应用研究

注蒸汽吞吐开发稠油油田,油层注入蒸汽为湿饱和蒸汽时,计量误差大,为了解决单井注汽精准计量问题,在锥形孔板流量计基础上,引入“差压噪声”理论,建立了湿蒸汽流量、干度双参数测量模型,通过高频采集分析及数据库动态补偿运算,提高不同干度下的流量精度。单台注汽锅炉对单井注汽时,在注汽管线串连接入锥形孔板流量计,通过锅炉进水用电磁流量计来标定蒸汽流量,然后在组合注汽井进行试验,现场应用46井次,湿饱和蒸汽流量计量误差在5%以内,满足了注汽计量要求。     

稠油热采注汽分配计量调节一体化装置研究

针对稠油井注汽热采过程中 ,一台锅炉同时注多口井时进入每口井的蒸汽流量和蒸汽干度不均的问题 ,设计了稠油热采注汽分配、计量、调节一体化装置。这种装置的分配器突破了传统的分支管的阻力平衡和空间的几何对称性结构 ,采用“分流分相式两相流体流量计”中的分流原理 ,对传流结构进行了改进 ;与之配套的新型两相流量计采用脉动噪音测量法 ,其测量元件仅为一块锐缘孔板 ;调节阀的阀心采用螺旋线型节流孔 ,具有易调节和调节稳定的特点 ;采用活动式橇装结构 ,安装和操作方便。装置有效地解决了吸汽困难井生产周期短产量低 ,吸汽好的井因吸汽量太多而损失热量的问题 ,节约了作业费用 ,提高了注汽井的热采效果。     

孔板流量计用于蒸汽测量

锥形孔板流量计在稠油单井注汽中的应用,解决了常规流量计同时难以计量蒸汽流量和干度的问题,安装简单,操作方便.该流量计能实时测量单井注汽量和干度变化,能够适应不同范围干度和蒸汽的测量,给稠油开采地质动态分析提供了准确可靠的计量数据.根据蒸汽量的量程及最大差压,为保证蒸汽流量和干度的测量准确度,建议最小流量工作在最大量程的3%以上.2010年百重七油田进行蒸汽驱试验,采收率提高了6%.     

国外热采注蒸汽中测量和控制蒸汽干度的方法

国外热采注蒸汽中测量和控制蒸汽干度中使用的中子密度计、孔板和临界流量节流器装置、蒸汽干度声监控系统等新设备和新方法。     

联合式湿蒸汽流量干度测量技术在稠油开采中的应用

湿蒸汽流量和干度的测量是油田稠油注汽热采中的重要课题.应用蒸汽两相流理论,进行数学模型的选择、在线修正方法研究、管路沿程热损失、压力损失计算,完成对23 t/h注汽锅炉湿蒸汽流量、干度测量技术方案研究,研制出联合式湿蒸汽流量、干度测量装置.研究表明,联合式湿蒸汽流量度干度测量技术可以应用于所有油田湿蒸汽计量系统.     

测量和控制蒸汽干度的方法

本文介绍国外热采注蒸汽时测量和控制蒸汽干度用的中子密度计、孔板和临界流量节流器装置、蒸汽干度声监控系统等新设备和新方法。     

地面注蒸汽管线管径的优化方法

河南油田在稠油热采过程中,发现注汽管线的压降比较大.管径是影响地面注蒸汽管线压降的主要因素之一,根据注入蒸汽的压力和流量来优化管径,优化的经济指标是管线的投资成本和运行成本.在注入8、10及17 MPa不同压力和5、10 t/h不同流量下进行管线组合,从四种管径中优选出适合各自组合的管径.在实际应用中应根据注汽流量来优化管径的大小,在保证蒸汽干度情况下,尽可能采用大管径,以降低压力损失.     

稠油井注蒸汽管线及井筒热力计算

利用注蒸汽的方法开采稠油时,为了提高注蒸汽的效益,希望尽量减少注蒸汽管线及井筒中蒸汽的压力降和热损失。因此根据注入蒸汽的流量、压力和干度确定注汽井井底的蒸汽参数,或根据井底油层条件选择合理的注汽参数是一项重要工作。本文根据两相流动和传热的综合模型,考虑了蒸汽在注汽管线和井筒中的流动状态及井筒中的不稳定的传热过程,计算注蒸汽时地面管线及井筒中蒸汽的压力降、干度变化及热量损失,编制了计算程序,并有计算实例分析。计算中还考虑了井底油层静压对注汽压力的约束作用。并可根据油井条件,通过计算,选择合理的注汽参数。     

地面蒸汽管线干度影响因素分析

在稠油热采中,井口蒸汽干度是一个十分重要的参数,提高管线出口处蒸汽干度是提高稠油热采经济效益的核心问题.本文基于稠油注汽系统设计规范中管线蒸汽干度计算方法,分析不同参数对其出口蒸汽干度的影响.     

热采输汽管线辐射半径设计研究

通过对热采输汽管线压力降的计算分析和水力模拟试验,探讨输汽管线辐射半径对输汽压力和干度的影响,结果表明:(1)输汽管线辐射半径的延长及沿程分支管路的增多,不仅会增大蒸汽的质量流失,而且会增加蒸汽的压力耗损,造成能量的双重浪费;(2)输汽管线分支管路的增多,不仅使管道干线的压力降增大,而且使热力管道系统热交换量增大,导致蒸汽干度损失增加;(3)建议输汽管线辐射半径以1000～1500m为宜,最大不超过2000m。     

井下蒸汽调剖器的研制及应用

针对稠油井注汽过程中产生的蒸汽超覆现象和蒸汽在油层中热量严重损失的问题 ,研制出井下蒸汽调剖器。通过螺旋叶片独特的设计确保调剖器的分离能力及分离干度 ,避免调剖器承受剪切力 ,使调剖器在井下工作可靠 ,分离能力强 ,效果好 ,适用于中厚稠油油层的注汽开发。现场应用表明 ,使用调剖器注汽后避免了蒸汽在油层的超覆现象 ,注汽热量得到充分利用 ,明显改善了油井的注汽效果 ,同时延长油井的生产周期 ,减少油井作业次数 ,具有显著的经济效益和社会效益。     

稠油蒸汽驱热效率影响因素研究

通过建立稠油蒸汽驱的开发地质模型,对蒸汽驱开发过程中的蒸汽注入速度、蒸汽注入干度、不同地层渗透率纵向分布,以及油层中存在隔夹层等影响稠油热采热效率的影响因素进行了分析。结果表明：蒸汽的井底干度越大,地层渗透率为正韵律分布时稠油油田蒸汽驱的热效率越高;地层渗透率为反韵律分布时,良好的隔夹层可以提高稠油蒸汽驱热效率;较高的蒸汽注入速度可以提高油田采收率,但会降低热效率。     

胜利油田超稠油油藏蒸汽驱三维物理模拟与应用

针对胜利油田单56区块油藏条件,利用蒸汽驱三维物理模拟装置,开展了20% 、40% 、60% 蒸汽干度条件下反九点井网超稠油油藏蒸汽驱实验。分析了单井及井组生产动态,并在蒸汽驱的基础上研究了采用氮气泡沫的方式改善超稠油蒸汽驱的开发效果。实验结果表明,超稠油油藏汽窜较为严重,综合含水上升较快,蒸汽腔发育不均匀;边井生产效果较好,角井温度场发育较差,产液量和产油量较低,对井组贡献率较低。通过提高蒸汽干度可以有效提高蒸汽驱阶段的采收率,当注入油藏蒸汽干度从20% 提高到60%,蒸汽驱阶段的采出程度提高19.86%。段塞注入0.093 PV的泡沫体系时,蒸汽汽窜得到有效抑制,边井产液量和综合含水均出现明显下降,角井温度场开始发育,角井产液量和产油量显著增加,阶段综合含水下降7%,提高采收率15% 以上。通过提高蒸汽干度和辅助氮气泡沫调剖工艺,超稠油油藏可以转为蒸汽驱进一步提高采收率。     

水平井双管注汽工艺技术

水平井双管注汽工艺技术采用内外管方式分别对水平井前端和末端注汽.井口配套工具采用双四通、双悬挂器,同时应用等干度分配器实现双管柱内的蒸汽流量控制及等干度分配,隔热方式为氮气隔热,经现场试验取得良好效果。双管注汽技术的研制成功表明该技术能够在井口实现注汽量的动态调整.使注汽利用率得到提高,有效改善了水平井的开发效果。     

声波注汽技术初探

注入油层的湿饱和蒸汽向油层顶部超覆推进以及沿高渗透区域指进一直是蒸汽吞吐开采过程中的主要矛盾.为寻找解决这一矛盾的有效方法,在充分分析其成因的基础上,研制了汽动式声波发生装置,并就采用声波注汽技术提高稠油油藏均衡动用程度与注入蒸汽的热效率进行了初步探索.     

齐40块蒸汽驱热能综合利用分析与评价

蒸汽驱是稠油油藏经过蒸汽吞吐开采以后,进一步提高原油采收率的主要热采方式．在蒸汽驱过程中,通过注入蒸汽,将热量释放到油层中;在热能影响下,原油流动性增强,在一定注采压差下,不断流向周围生产井并被采出。蒸汽驱油藏热能利用率越高,汽驱开发效果就越好。文中分析了大量的蒸汽驱监测资料,结合汽驱过程的动态开发规律,对高干度蒸汽注入注汽井筒直至油藏释放热量这一过程进行了研究。利用相关热能计算公式,量化了蒸汽驱过程中热能的实际利用情况,同时针对不同油藏特征进行了深入的分析与评价,为指导汽驱跟踪调控、深化蒸汽驱开采机理认识提供了重要的参考依据。     

渤海旅大油田新近系稠油油藏水平井蒸汽驱油物理模拟实验

对渤海海域旅大油田新近系典型稠油油藏开展水平井蒸汽驱油物理模拟实验,利用长填砂管模型分析了蒸汽温度、注入速度和原油黏度对蒸汽驱油效果的影响,探讨了蒸汽驱油不同生产阶段的动态特征、温度场的变化规律以及蒸汽驱油机理。研究结果表明：①蒸汽驱油物理模拟实验采用长岩心单管模型,设置模型内径为2.5 cm,长度为50.0 cm,填砂后模型孔隙度为35.0%,渗透率为4 500 mD,设置蒸汽干度为0.7,注汽温度为250℃,注汽速度为6 mL/min,驱油效率可达82.52%。②研究区蒸汽驱油过程分为启动、稳定驱替、蒸汽突破和蒸汽剥蚀4个阶段;注、采水平井间蒸汽腔温度场扩展不均衡,水平井底部温度扩展速度快,顶部温度扩展速度慢,在启动和稳定驱替阶段温度场呈“三角形”推进模式,蒸汽突破和剥蚀阶段蒸汽腔温度场沿对角线扩展,速度减小;蒸汽驱替阶段采出程度为51.86%,稳定驱替阶段为主要的产油阶段,采出程度为39.06%。③热力降黏是旅大油田蒸汽驱油最主要的机理,高温蒸汽的剥蚀作用、蒸馏效应、微观波及效率的提高等也影响驱油效率。     

提高热采注汽系统热效率的研究

为了降低热采成本和提高经济效益 ,建立了热采注汽系统热效率的数学模型。根据实测数据计算了 9个注汽系统的热效率。提出了改进注汽系统热效率的行之有效的措施。根据排烟的氧含量的大小 ,可以确定注汽锅炉热效率改进程度 ;按管线允许热损失量和保温材料种类 ,设计保温层厚度 ,可大大提高输汽管线热效率。仅此两项 ,即可使大部分注汽系统热效率提高 7%以上 ,井底蒸汽干度提高 10 %以上。     

注汽锅炉综合控制技术

分析了注汽锅炉控制系统技术现状,提出了注汽锅炉控制系统综合技术方案.此方案采用注汽锅炉专用多功能压力、干度控制仪,配合当今先进的控制技术,完成了注汽锅炉的全自动优化控制,解决了锅炉控制系统存在的诸多问题.