抽油机井有效功率计算新方法的研究

在假设抽油泵内的流体为气液两相均相流动 ,并假设气体分别按等温和多变过程压缩和膨胀的基础上 ,根据抽油泵的理论循环指示图 ,建立了抽油机井气液两相流有效功率与有效举升高度的计算公式。同时根据多相流能量平衡方程 ,进一步证明了所建立公式的正确性。分析结果表明 ,当泵内为气液两相流时 ,抽油机井的有效功率由泵对液体做功所消耗的功率和泵对气体作功所消耗的功率两部分组成 ,对气体作功所消耗的功率不仅取决于抽油泵的吸入压力、排出压力与气体产量 ,而且取决于气体的压缩与膨胀过程     

修正特征曲线优化射流泵抽油

在常规举升管柱中 ,射流泵仅有油气通道 ,当泵吸入压力小于饱和压力时 ,泵内产生的溶解气将影响泵的效率。如果射流泵举升出的气液混合物体积能与纯液体体积相同 ,那么根据泵吸入口的气液比率可计算出产出混合物的平均密度 ,为带溶解气的修正特征曲线提供根据。同样 ,动力液和产液之间的密度差也会影响泵特征曲线。通过计算溶解气的影响及动力液与产液之间的密度差 ,修正特征曲线可以优化射流泵的设计     

气体对射流泵效率的影响

一般认为,由于产出气体降低了排出液压力梯度,射流泵效率将增加。而文中利用气、液两相射流泵新模型的计算结果,说明由于气体的出现增加了喉管—扩散管阻力,使泵送液体的效率降低。     

基于喉嘴距的液固射流泵泵效数值分析

为了研究在不同固相初始体积分数时,喉嘴距对液固射流泵性能的影响,确定最优喉嘴距,应用ANSYS软件对液固射流泵进行数值计算,采用标准k-ε模型分析液固射流泵内部流动特征,计算在不同喉嘴距、不同固相初始体积分数时射流泵的性能曲线参数,并对其效率曲线进行比较。结果显示:当喉嘴距不变时,随着质量流量比的增大,压力比逐渐减小;当质量流量比不变时,随着喉嘴距的增大,液固射流泵的效率先增大后减小;在固相初始体积不变时,随着质量流量比的增大,喉嘴距对液固射流泵效率的影响增强。随着固相初始体积分数的增加,液固射流泵的性能曲线下降;在不同固相初始体积分数时,喉嘴距为1倍喷嘴直径时,液固射流泵的效率最高,最优喉嘴距为1倍喷嘴直径。     

射流增效装置在中高油气比抽油井的应用

针对文留油田中高油气比抽油井存在抽汲效果不理想的问题,开展了射流增效装置的研究与应用。叙述了其基本原理和工艺设计,提出通过对有杆泵采油井实行三级优化,可有效减小井筒流体密度和液柱载荷,降低井筒内流体流动阻力,提高抽汲效率的新防气理念。31口井的应用表明,平均泵效提高10·4%。该技术可用于有杆泵抽油井、气举井、气井、电潜泵采油井等各种举升方式的井,可提高抽汲效率、增加油气产量,延长生产周期。     

气体加速泵排水采气举升效率研究

气体加速泵是结合气举工艺和喷射泵工艺的优点而发展起来的一种开采工艺设备,在国内外都有较广泛的应用,但对其举升效率和两相流方面的研究还未曾见报道。研究了气体加速泵的工艺原理以及气举的举液机理研究现状,从气举能量角度建立了气体加速泵排水采气举升效率计算模型。模型考虑了压能、热能、位能、膨胀能以及动能。算例分析表明,气体加速泵能较大幅度地提高气体举升效率。比较无滑脱压力梯度和Hagedorn-Brown方法以及Schmidt计算的压力梯度与实测压力梯度,表明气体加速泵能充分减小两相流压力损失。     

多杯等流型气锚的气液分离实验研究

随着油田开发的深入,气体对油井的影响日益明显,气体影响是抽油机井泵效低的主要原因,而气锚是提高泵效的有效手段,开发新气锚具有重要意义。通过多杯等流型气锚和普通沉降式气锚对比实验研究,研究了它们在不同的气液比下的井口出气量、脱气效率以及泵效与液面下降速度的关系。实验结果表明多杯等流型气锚具有井口出气量小、脱气效率和泵效高的优点,具有较好的应用前景。     

机采系统效率计算方法研究与认识

从能量供给与消耗的角度分析并定义了有杆抽油能量系统。在能量供给方面,除了考虑电机输入能量,还考虑了地层输入能量,尤其是可用于液体举升的气体膨胀功率。当考虑气体膨胀功率时,所计算的有杆抽油系统效率值小于按标准SY/T6 12 6—1995所计算的值。按照现行方法计算系统效率,通常情况下地面效率大于地下效率,亦即在整个有杆抽油能量消耗比例中地下值大于地面值。地下能耗中,粘滞损失功率及泵损失功率所占比例较大。从能量供给与消耗的角度分析与认识机采系统效率,有助于提高机采系统效率技术的深入研究     

抽油机井系统效率计算的研究

在抽油机井的系统效率计算中,由于传统的计算方法对举升气体和克服流体自抽油泵排出口到井口的沿程阻力所耗功率未加考虑而使有些抽油机井的系统效率出现负值。实际上,抽油机井的系统效率不应出现负值。本文在充分研究了抽油机井的功耗情况后,指出了出现负值问题的症结,导出了计算系统效率的新公式,消除了以往公式在流体重度计算上产生的不确定问题,为准确计算抽油机井的系统效率提供了依据。     

双电潜泵抽油耦合模型及参数优化

为突破单电泵举升能力的上限,满足深井开采的要求,充分发挥油气井潜能,提出双电潜泵耦合举升技术,通过双电潜泵之间的协调配合,充分发挥双电潜泵的举升能力。通过对油层流入动态、井筒多相流动、举升工艺的运动学及动力学特征以及相互之间的耦合作用关系研究,建立一个双电潜泵抽油耦合数学模型,并以系统效率和产量最大为目标,利用节点分析的方法求解油井供排协调下的双电潜泵生产工作参数。在此基础上,编制了双电潜泵组合举升工艺参数设计软件,通过实例计算,对双电潜泵接力举升系统和单电泵抽油系统的电泵级数、泵功率、系统效率、最大产液量进行了对比分析。研究结果显示,双电潜泵接力举升可以降低单电泵的举升压力从而降低电泵级数和泵功率、提高系统效率;可以充分发挥两个电泵的举升能力,增加油井产量,充分发挥油井潜能,对于深井开采的双电潜泵选型设计具有重要的理论指导意义。     

溶解气对喷射泵工况的影响研究

采用对泵特性曲线进行修正的方法研究了溶解气对喷射泵工况的影响和喷射泵在动力液与采出液为非等密度体系时特性曲线的修正方法，假设喷射泵可以采出与纯液体时同样体积的气，液混合流体，由泵吸入口处气液比得到采出液平均密度，进而可以得到有溶解气时修正的喷射泵特性曲线。采用修正的喷射泵特性曲线进行喷射泵井优化设计，可以得到较准确的设计结果。     

喷射泵电潜泵组合深抽工艺热效应研究及应用

凝固点高、含蜡量高、供液能力差的深井举升一直是油田开发工艺的一个难题。喷射泵电潜泵组合深抽工艺系统热效率高、可靠性高、适应性强,是一种较好的深井举升方法。介绍了该工艺系统及其热效应,建立了流体温度分布计算模型,为系统参数设计提供了依据。试验表明:温度计算与实际相符,举升方法具有较好的热力采油效果。     

高油气比抽油井助流举升技术

鉴于文留油田油井油气比高的优势,提出了通过先疏后导解决高油气比油井泵效低的方法,称为助流举升技术,分析了助流举升技术提高泵效的机理,提出了助流举升管柱的设计步骤,典型井实例证实了该技术能够提高高油比抽油井泵效,增加产量。     

什邡气田储层改造难点及对策

什邡气田新区气井压裂过程中,前期监测压力波动大,且压后增产效果普遍较差,分析主要原因是多裂缝效应明显,主缝延伸困难,压裂液效率低,有效缝长短。通过优化排量和支撑剂段塞泵入时间,配合纤维携砂工艺、较低浓度瓜胶压裂液和高效返排工艺,后续MP75、SF6等井压裂施工在前置液初期监测压力变得平稳,残液返排快且返排率高,有效提高了压裂液效率,压后效果较工艺改进前有较大幅度的提高,为高效开发该区提供了有效的途径。     

TCP DST JET三联作测试工艺技术

TCP＋DST＋JET射流泵学升三联作测试工艺，适用于低压低渗油层的测试。逆向可取式射流泵的工作原理是正向使泵芯入座就位；反向泵动力液使射流泵工作。从油管内返出的混合液进流程分离、计量、取样分析。逆向可取式射流系学升对地层降压效果良好，排举能力较强。通过2口井的试验，证明该联作工艺简单、操作方便、施工工期短，具有良好的经济、社会效益。     

井底反向射流辅助破岩机理分析

采用有限元方法模拟分析了井底反向射流辅助破岩的机理,分析结果表明,反向射流抽汲井底流体,降低了作用于井底的压力,使得岩石易于破碎,岩屑的净化效果改善,而且抽汲作用在井底诱使流体定向流动,也强化了井底岩屑的启动,使新的岩石破坏面暴露,钻头的破岩钻进效率提高。随着反向射流速度、射流轴线速度与井底平面间夹角和喷嘴直径的增大、喷嘴数量的增多以及井眼直径的减小,反向射流对井底流体的抽汲作用逐渐增强,作用于井底负压的绝对值逐渐增大,也越有利于提高钻井速度。研究结果为实际应用提供了理论依据。     

任丘油田雾迷山油藏抽油机井系统效率初步探讨

总公司1996年对任丘雾迷山油藏抽油机井进行测试,系统效率高达51%~68%,其结果出乎意料。从影响抽油机系统效率的几大因素入手,分析出任丘雾迷山油藏抽油机井系统效率高的主要原因。任丘雾迷山油藏属裂缝性破酸盐岩油藏(即灰岩油战),由于其裂缝发育、渗透性好、油层厚度大、地层温度高、油气比小、饱和压力低等,使得抽油机井生产呈现如下特点:()大泵径,长冲程,低冲次大排量采油;(2)中浅京挂,小沉没度;(3)抽汲流体为液体单相,泵充满程度高;(4)部分井为连抽"带喷"状态,抽油系活塞底部受力大;(5)井液粘度低,油井不结蜡,摩阻损失小。由于这些特点以及近年来使用的新型节能抽油机,使得抽油机井系统效率大大高于其它油田抽油机井系统效率。     

喷射反应器中天然气水合物生成实验

基于实验室自行研制的一套喷射循环反应器进行水合物快速生成的实验。系统核心部件为由射流器和静态混合器组成的气泡发生器,通过控制气体循环速度的变化可控制气泡流流型。水合物生成实验始终保持喷射器处于自由抽吸状态,流态为高速向上的喷射型。采用静态混合器的情况下,喷射装置产生的微气泡可以极大地缩短水合物生成的诱导时间,但会降低水合物的生成速度,由于采用静态混合器增加系统背压,造成气体循环速度减小。经过对实验数据的进一步分析得出：喷射反应器中水合物的生成速度主要依赖于过冷度、气体循环流量、压力等因素;射流反应器生成水合物的方法与其他方法相比具有明显的优越性。     

组合举升套管式射流泵研制

根据单井双泵组合举升比单一有杆泵举升能更有效地开采高压、高粘、低渗透、低液面油井的新构想，开发了“有杆泵＋射流泵”单井双泵组合举升工艺，介绍了与之配套的套管固定式井下射流泵的研制和试验情况，引入了射流元件的参数匹配相关式，并给出了匹配步骤。试验结果表明，新开发的单井双泵组合举升工艺及与其配套的套管式射流泵切实可行。与单一有杆泵举升相比，在相同条件下，“有杆泵＋射流泵”单井双泵组合举升可显著降低有杆泵下入深度，减轻抽油机载荷，改善油井抽汲条件和产出波的运移性，增油效果显著。     

高油气比井液力混抽增效机理及应用

分析了影响高油气比井有杆泵泵效的因素及现有措施的有效性,以井筒气液两相流动规律为基础,分析了油气分离和液力混合增效的原理。液力混合增效的原理是通过控制井筒气液两相流的流体力学参数来调节混合物的流态,最终形成流动性最佳的均匀气泡流。研究结果表明,合理的油气分离和改善井筒流动特性是提高高油气比井抽汲效率的有效途径。对于有杆泵采油井,要实现液力混抽增效,须采用三级优化系统。现场应用表明,液力混抽增效技术能起到很好的防气增油作用,泵效平均提高12%~13%。