井下局部反循环清砂系统研究

为了解决传统的正循环或反循环冲砂工艺在漏失井和深井中清砂难度大、成本高的问题,提出利用射流泵在油井下形成局部反循环的清砂工艺,并对其进行工艺流程优化设计,通过多级沉砂而提高清砂效率。以某油田油井为研究对象,设计一套井下局部反循环和多级沉砂的清砂管柱系统,包括对其中清砂用射流泵、集砂器2个核心工具进行结构设计。选用固定式、正循环式的射流泵结构,计算得到其喷嘴出口直径为4.4 mm,喉管直径为7.7 mm。通过CFD数值模拟方法对清砂用射流泵内流场进行仿真分析,对其喉嘴距和喉管长度2个关键结构参数进行优化,并为现场清砂作业提供依据。对所设计加工的工具进行了下井应用试验,试验结果可为后续清砂工艺的持续优化提供参考。     

海上大液量井电泵气举衔接式采油系统设计

针对潜油电泵检泵周期短、修井周期长,严重影响海上这种单井产量高且生产井少的油田产量这一生产技术难题,引入Hubert提出的潜油电泵与气举组合举升的思想,采用一趟管柱下潜油电泵与气举两种工艺进行衔接式生产,提高油井开采时率。依据相同排量条件下气举注气点深度与潜油电泵泵挂之间关系,提出了气举在上、电泵在下的常规管柱和电泵在上、气举在下的Y型管柱：并以油气水三相流入动态模型为基础,正确预测电泵井与气举井井筒压力温度剖面,建立了潜油电泵节点系统设计方法以及变地面注气压力法设计气举阀分布。海上某井实例模拟分析证实了潜油电泵与气举可采用同一油管柱,且当地层参数改变时,可择优选择其一系统工作,较好的保证了生产的连续性。对于海上同一平台既有电泵井又有高压气井解决类似的问题具有重要的现实意义。     

潜油电泵高效运行的途径

潜油电泵高效运行的主要途径是：①根据油井流入特性，优化设计潜油电泵的抽吸参数，使油井的供液能力与泵的排注液能力匹配；②采用变频调速器，改变潜油电机的转速，进而改变电泵的特性，达到供采平衡；③采用可调油嘴改变电泵的管路特性，以改变其抽吸参数和工况点，使电泵在高效区运行。实践证明，采用此方法后，可确保潜油电泵在高效区运行，不仅提高了系统效率，增加了产液量，而且还节省大量电能，延长了潜油电泵的寿命。     

高效井底抽砂泵及其配套管柱

针对出砂油井 ,尤其是地层能量较低负压汲水较严重、油层对洗井液较敏感的油井 ,采用传统循环液体冲砂工艺携砂时存在污染油层、冲砂效果不佳及对油井产生负面影响等问题 ,成功研制了一种施工工艺简单、清砂效率高、对地层无伤害的高效井底抽砂泵及其配套管柱。现场 5井次的使用证明 :该抽砂泵及其配套管柱具有独特的清砂结构特点 ,能在无流体循环的情况下 ,达到快速彻底清除井底沉砂之目的 ;能使油井内各相保持原有的相对平衡 ,不污染油层和地面环境 ;省去了普通抽砂管柱抽砂时必须起下管柱等作业 ;特别适用于地层压力低、负压汲水严重的油井清砂 ,因而具有广阔的应用前景     

变频器在潜油电泵井上的应用

通过变频器控制潜油电泵电机的转速,使潜油电泵的排量与油井从液相匹配,在油井供液不足时,潜油电泵的转速自动下降,这样达到潜油电泵连续运转,避免频繁启,停对电泵机组,电缆的损害,实现节能和延长电泵井检泵周期的目的,为低能量电泵井的正常生产提供了一条新途径。     

新型电潜泵防砂卡工艺管柱的研究

在分析电潜泵频繁检泵原因的基础上,对现有电潜泵及其防砂管柱进行了改进研究,优化设计了电泵除砂器,并对电潜泵和单流阀进行了研究改进。改进后的工艺管柱由电潜泵防砂机组、电泵除砂器、泄油器等组成。电泵除砂器设计了大流道,增加了通流面积,降低了流过阀球的液体流速,减小了流体对阀球的冲蚀作用,在其内筒上设计了冲洗孔眼,具有自洁功能。新型电潜泵防砂卡工艺管柱在30口电潜泵出砂井上进行了应用,取得了显著效果其间共有97次停机,有的油井停机高达23次,每次停机时间平均5h,都没有采取洗井措施,再次开机平稳顺利。     

潜油电泵井效率计算与分析

潜油电泵在油田开发的各种机械采油设备中占有相当大的比例,但是在选井、选泵上依然存在一些问题,经常出现泵工作时偏离高效区、不能在理想工况点下运行的情况,导致整套机组的系统效率低、能耗大。以潜油电泵井系统效率计算和测试试验为基础,分析了影响机组系统效率的各种因素,分析表明系统效率高低取决于潜油电泵设备各部件损耗和运行参数的设置,以及管理水平和油井状况;提出了通过提升潜油电泵产品结构性能、优化油井和参数设计、加强日常管理等措施来提高潜油电泵井的系统效率,进而达到节能降耗的目的。     

倒置潜油电泵机组的应用分析

介绍了倒置潜油电泵机组的结构及工作原理，通过与其他形式的电泵注水工艺进行对比，分析了倒置潜油电泵机组在注水方面的独特优势，可实现油井同井分层注水的注水工艺，避免地面建泵站和无输水管网，能有效地降低注水成本，进一步拓宽潜油电泵的应用范围，为偏远、水资源缺乏地区、海上油田实现注水增油提供了一种新型注水工艺。     

井下护泵除砂装置的研制与应用

井下护泵除砂装置主要用于产液气量高，出砂能力大，利用常规装置、常规方法很难治理的井。它的设计是建立在丢手封隔器卡封的基础上，将液体携砂能力由地层进入泵管转变为先过滤(双层激光割缝筛管部分)，再在除砂器内静态沉淀、由单流阀排入井底等一系列除砂护泵优点。本文着重介绍了井下护泵除砂装置的工作原理与应用情况。     

海上直线潜油电泵的开发及在渤海油田的应用

随着中海油部分油田的开采进入中后期,一部分低液量井由于没有合适的人工举升方式而面临开采难题。为解决该类井开采问题,针对海上油田低产井井斜大、出砂、功率大等特点设计开发了带有平衡缓冲器、刮砂装置、带轨道弹簧复位双固定凡尔的适合海上油田的直线潜油电泵。所开发的直线潜油电泵包括直线电机、往复泵、电缆及直线电机专用变频柜,承载能力达到60 kN。通过在渤海油田应用表明,所开发的海上直线潜油电泵适合海上油田低产井的开采,成功解决了低产液井的开采问题。     

防砂埋套管水力喷射泵研制

水力喷射泵具有独特的井液举升特点,适用于斜井、高温、稠油、出砂、结蜡和腐蚀等复杂情况的油井[1]。但用于携排砂生产,易发生埋封隔器造成油井大修。针对水力喷射泵应用于携砂采油存在的技术缺欠,研制了防砂埋套管水力喷射泵。分析了其它水力喷射泵的技术缺欠,提出了从套管注动力液、液力起下泵芯的技术思路,进行了泵研制和室内实验,介绍了套管水力喷射泵的结构、技术原理、技术特点及现场排砂采油应用情况。通过14井次试验表明,防砂埋套管水力喷射泵具有以下技术特点:工作特性符合普通射流泵的特性曲线、液力投捞泵芯,调整泵性能参数、可正洗井,清除油管结蜡、可随时录取油井生产流压、可有效避免地层砂埋封隔器及采油管柱等技术优点,适应含砂小于8%油井,最大排量150m3/d,泵使用寿命大于90d。     

水力潜油泵在海上油田的应用分析

目前,海上油田开采大多采用电潜泵,在高含气、高井温、稠油、产液变化大等工况下,其应用有一定的限制。水力潜油泵是通过地面对动力液增压,注入泵向井下注入动力液,带动涡轮旋转,继而带动井下离心泵旋转。泵吸入井下液体,通过油管举升到井上。该泵具有可靠性高、适应多种井型、产液量调节范围大、气体处理能力强及安装简单等显著特点。水力潜油泵在海上边际油田、深水大排量油田、稠油冷采油田及稠油热采油田开采中有较大应用空间。随着水力潜油泵技术的进一步发展和国产化进程的加快,该泵在海上油田将具有广阔的应用前景。     

电动潜油螺杆泵在埕岛油田的应用研究

电动潜油螺杆泵从根本上排除了有杆螺杆泵在原油开采中的抽油杆断脱和在深井、斜井中使用受到限制的问题,而且也克服了潜油电动离心泵输送稠油效率低的缺陷,具有水力损失少、不易砂卡,不易产生气锁、泵传送液体的范围种类较宽、井口无泄漏、无噪音、日常管理简单等优点,尤其适合海上平台采油.介绍了电动潜油螺杆泵的结构和工作原理,论述了电动潜油螺杆泵在埕岛海上应用的选井条件、配套技术、施工要点等.通过2口典型井的现场应用情况,对其应用效果进行分析,进一步证明了该工艺技术在海上油田应用的优越性.     

电潜螺杆泵采油系统及其现场应用

电潜螺杆泵采油系统(ESPCP)是稠油冷采领域的一项新技术,它利用井下潜油电机直接驱动螺杆泵举升液体,综合了无杆采油系统、井下电机驱动和螺杆泵的优点,与有杆泵相比节能可达30%～60%,并可突破有杆泵下泵深度,可应用于稠油井、出砂井、含气井、斜井和水平井.对避免因出砂导致的泵砂卡、抽油杆断脱、卡杆等现象效果显著.同时,ESPCP不会对油层产生激动,具有防砂、降低含水的作用.     

射流增效技术在文留油田的应用

为解决文留油田高气油比电潜泵井泵效低的难题,开发了射流增效技术。该技术基于垂直多相管流理论,利用射流混合管控制井筒中油气水多相流动的流型来减少能量损失,有效提高电潜泵井的举升能力。射流增效技术在文留油田6口井上的应用结果表明,工艺成功率100%,工艺有效率100%,平均单井日增液13.5 m3、日增油2.64 t,平均提高泵效16.8%。该技术为提高高气油比油井举升效率提供了新的技术手段。     

斜井潜油电泵扶正设计与冲蚀模拟

潜油电泵机组用于斜井采油时,横向力分量使电泵机组变形将改变其与套管的配合间隙甚至产生接触摩擦。鉴于此,建立了潜油电泵机组有限元模型,获得井斜度对电泵机组径向位移的影响规律。对扶正后电机外壳与套管间流场进行流体仿真分析,得到电机外壳井液速度分布规律,计算了不同含砂体积分数井液对电机外壳的冲蚀率,并预测电机使用寿命。研究结果表明:无扶正状态下电泵外壳最大径向位移随倾斜角度增大呈线性增长;设置扶正器后,最大流速有所下降,但随电泵倾角的增加而增大;井液含砂体积分数对电机壳体表面冲蚀率和寿命的影响呈线性关系。所得结论可为斜井环境中不同井斜度、多种管径配套尺寸的扶正方案及冲蚀寿命评估提供参考。     

双电潜泵井封隔式Y-tool工具研究与应用

针对海上油田双电潜泵井出现的电潜泵单流阀漏失导致流体内循环无效做功的问题,研制了一种新型封隔式Y-tool工具。该Y-tool工具设计了封隔套和封隔套锁紧机构,可防止井内流体无效内循环,保证电潜泵井的正常生产,减少因电潜泵单流阀漏失而造成的修井作业。现场已累计应用15井次,措施有效率为100%,有效提高了油井生产时率,节省作业费。该技术可促进海上油田双电潜泵采油技术的推广应用,具有良好的经济效益和社会效益。     

无修井机投捞式潜油电泵技术研究与应用

针对海洋边际油田修井作业中存在的修井费用高、资源协调难、复产时效慢、影响产量大等问题,开展了无修井机投捞式潜油电泵技术研究.该技术通过电气湿接头系统、伸缩筒系统、悬挂系统等关键工具的设计与研发,达到利用钢丝(电缆)投捞更换潜油电泵机组的目的,修井时无需钻修机,可大幅节约成本,减少油井停产时间,提高生产时率.现场应用表明...