输油管道运行优化理论与方法的分析

根据输油工艺实际，以进站油温为变量，建立了泵管耦合逐站计算优化分析模型及给定输量及稳态条件下长距离密闭输送原油管道运行优化目标函数、约束条件和越站条件，引入了进泵原油粘性对泵性能的影响，提出了泵性能粘液影响修正系数动态查取及粘液性能曲线自动换算数解方法，应用非线性规划方法，实施了全线运行方案优化分析，探讨了管壁结蜡及主要约束条件值变化对运行优化的影响。相对于泵管解耦模型，本文方法更接近于工程实际，具有更高的分析精度。应用方法所基的分析软件，可直接得到给定输量输油管道包括最佳进站油温、各站泵炉运行方式、加热温度、出站压力等优化运行控制参数及预计的经济指标等在内的经济运行方案，以提供实际工程参考。     

高凝原油管道输送蜡沉积规律实验研究

针对高凝原油在管道输送过程中管壁结蜡等问题，通过室内建立的小型管流结蜡环道实验装置，模拟输油管道运行中某一管段的蜡沉积情况，研究了含蜡原油的蜡沉积速度，考察了蜡的沉积规律受温度的影响。通过计算，确定了实验条件下的结蜡量，并利用差热扫描量热仪从微观角度分析测试了蜡沉积物的特性，进而探讨了结蜡机理和影响管壁结蜡的因素。     

普适性结蜡模型研究

根据原油在管道内流动特性及析蜡规律,提出了有效析蜡量的计算方法.利用F检验法筛选了原油结蜡的主要影响因素,包括原油黏度、管壁处剪切应力、温度梯度及管壁处蜡晶溶解度系数.利用9种原油室内环道结蜡实验数据,按照逐步线性回归的方法,得到了含蜡原油的普适性结蜡模型.该模型不需进行结蜡模拟实验,只需根据原油的黏度、析蜡特性及密度等物性参数就可预测原油的结蜡规律.在未进行室内结蜡模拟实验的情况下,利用普适性结蜡模型预测了中宁-银川输油管道不同工况下沿线结蜡分布,并和现场运行参数进行了对比,平均误差为6.32%,最大误差为20%,预测结果为现场清管作业提供了依据.     

大庆原油管输结蜡规律与清管周期的确定

在确定不同流态区管壁处剪切应力、蜡晶溶解度系数、径向温度梯度及管道沿线温降分布的基础上,回归建立了适用于描述大庆油田某两联合站间输油管道蜡沉积的结蜡模型。根据差压法原理,建立了研究原油管输结蜡过程室内模拟试验装置,并覆盖该输油管道的典型工况条件开展了管输原油结蜡模拟试验。相对偏差分析表明,结蜡模型预测结果与试验值的适配性良好。进而在预测运行时间对该输油管道结蜡影响的基础上,结合结蜡层厚度对管道轴向温降及压降的作用,确定了年季节最高与最低土壤温度期的清管作业周期分别为4个月和3个月。     

原油管道结蜡规律的试验研究

原油管道结蜡除了原油温度这个主要影响因素外,管壁温差、原油含水率和流速等因素对原油管道的结蜡也有较大的影响.作者对此进行了测试和分析(试验装置和试验方法与文献相同),从而确定了原油管道石蜡沉积强度随这些影响因素的变化规律.试验所用原油的物性见表1.     

含蜡原油管道系统蜡沉积特性研究

在对含蜡原油进行加热输送的过程中,管壁结蜡会给管输带来安全问题,同时也会造成很大的能量损耗。本文以含蜡热油管道系统为研究对象,讨论了蜡沉积原理,蜡层厚度等问题。     

含蜡原油输送管道清管周期预测模型研究

含蜡原油温度低于其析蜡点时,蜡分子会沉积在管壁上,降低管输效率。定期清管可以清除管道结蜡,提高管输效率。为了确定安全、经济的清管周期,从含蜡原油输送管道管输效率的定义出发,结合蜡沉积速率预测方法,提出了描述管道清管周期与管输效率、结蜡速率之间关系的数学模型,确定了应当进行清管时的管输效率阈值。以塔里木油田英买力-牙哈含蜡原油输送管道为例,计算管道清管周期为110 d,验证了该方法的有效性。该预测模型为合理决策含蜡原油输送管道的清管周期提供了依据。     

结蜡引起体积管的附加误差

结蜡引起体积管的附加误差，通过量值传递就会影响流量计的准确性，这一现象在过去很长一段时间被人们忽视了，通过分析，计算及加热水试验，证明了体积管内壁结蜡现象的存在以及不同结蜡厚度对体积管体积值的影响程度，在北方应尽可能将体积管建在室内，并提供较好的室内采暖供热条件，保证环境温度高于输油温度，当管壁温度高于输油温度时，管壁几乎不结蜡。另外，也可在体积管的管线上加电热带，将温度控制在高于输油温度５℃左右     

石空-兰州原油管道满负荷运行分析及保障措施研究

石空—兰州原油管道为典型高含蜡原油管道,运行过程中受输送油品物性、管道沿线环境及运行方式等条件影响,易产生制约管道增输的因素,如:各站进站压力低、进站油温低、管壁结蜡严重、沿线摩擦损失较大等。通过分析管道输量、地温、油温、摩阻等实际运行参数,总结出高输量能够有效降低沿线热能损耗,有利于管道增输降耗等。同时为实现石空—兰州原油管道满负荷运行,结合管道输送工艺方案和清管作业,探究管道实现满负荷运行的可行性,并制定有效的增输保障措施。提出升温热洗结蜡严重管道、定期合理安排清管作业等措施,降低管道沿线摩阻,实现管道满负荷运行。     

大庆外围低渗透油田低温集油的可行性

针对大庆外围油田原油含水率不断上升的情况,对外围几个区块的原油进行了一般物性、流变特性测试,集油系统热耗与含水率及掺水温度关系研究,管壁结蜡量与含水率关系研究。结果表明,随着含水率的上升,原油的表观黏度明显下降,而且原油达到高含水后,对管壁结蜡有抑制作用,这些都有利于实现原油低温输送。因此对于进人特高含水开发期的外围油田,随着原油含水率的不断上升,可以采取降低油井集油温度的方法对集输工艺进行优化,以达到降低油气集输能耗及提高生产效益的目的。     

多层丝网结构抑制管内气体爆炸的试验

建立了管内可燃气体燃烧爆炸和爆炸抑制的试验研究系统，该系统测试响应时间小于0.001秒，测量精度为0.5%。化学计量浓度的乙炔/空气充满整个管道，管道一端封闭一端开敞，在封闭端中心点火，研究了不同丝网层数和丝网目数对火焰传播速度和火焰淬熄的影响。研究结果表明，被丝网淬熄的临界火焰速度与丝网层数呈线性关系；将丝网层数、目数和丝网直径的乘积定义为丝网几何参数，根据试验结果得出了丝网几何参数与能够被丝网淬熄的临界火焰速度之间的关系。     

深水表层连续钻进送入工具关键部件力学分析

深水表层连续钻进送入工具(Cam Actuated Drill-Ahead, CADA)是表层导管喷射安装过程中的核心工具,其安全可靠性对于确保深水导管喷射安装顺利进行具有重要意义。介绍了CADA工具的结构组成和作业原理。针对CADA工具在服役过程中的作业流程与所受载荷,对CADA关键部件的力学特性进行数值模拟分析和参数敏感性讨论。结果表明:在CADA工作过程中,锁环Von Mises应力最大值出现在开口斜后方约45°的齿端部; 凸轮筒螺纹Von Mises应力最大值出现在其与芯轴衬套接触最上端螺纹的根部,该应力值随凸轮筒运动先增大后减小,且与凸轮筒所受轴向力存在较强的线性关系; 密封部件Von Mises应力的最大值随水深增加逐渐增大; 密封圈密封性能随橡胶预压缩量增大呈现先增大后减小的趋势。研究结果对CADA的优化设计具有指导意义。     

专利的性质及专利网络的构筑

介绍了专利的性质，提出了影响专利质量的因素不仅包括发明创新的高度和申请文件的撰写质量，还包括了专利网络的构筑。以催化裂化领域的专利申请为例，探讨了如何利用专利的可专利性构筑专利网络，以及如何利用专利的时间性、地域性和独占性等特性实施专利的申请战略。     

微裂缝—孔隙型碳酸盐岩气藏改建地下储气库的渗流规律

微裂缝—孔隙型碳酸盐岩气藏储层非均质性强,边底水选择性水侵,渗流规律复杂,为了提高地下储气库的建库效率,需要研究储层在改建地下储气库多周期强注强采过程中的多相流体渗流规律。在获取有代表性的裂缝发育碳酸盐岩岩心较为困难的条件下,通过对天然岩心进行剪切造缝和多轮次气水互驱实验,研究了地下储气库气水过渡带在注采过程中的多相渗流规律,分析了裂缝合气空间贡献率以及储气库含气空间动用效果。结果表明:裂缝模型的相渗曲线近似于"X"形,多次气水互驱后相渗曲线基本没有变化,基质岩心模型相渗曲线经多次气水互驱后气水两相共渗区间变窄,共渗点降低;微裂缝对储层含气空间贡献率较高,微裂缝发育储层的含气空间利用率保持在较高水平,徽裂缝不发育储层的含气空间利用率逐渐降低并趋向稳定。因此,在微裂缝—孔隙型碳酸盐岩气藏改建地下储气库过程中可以在徽裂缝不发育储层布置生产井,同时通过控制边底水运移范围降低注入气损失,从而提高地下储气库的建库效率。     

螺杆马达与提速工具失效机理及动力学分析

基于实际作业工况,建立了螺杆马达定转子和复合冲击器提速工具动力学特性的有限元分析模型,对其服役期间的动力学失效机理进行了研究,得到了螺杆马达和提速工具的动力学强度薄弱环节,并对其进行了参数敏感性分析。结果表明:螺杆马达应力集中处位于定子橡胶衬套齿根处,随着定转子装配过盈量和井底温度增加,螺杆马达失效风险增大; 复合冲击器强度薄弱点位于外筒螺纹底部退刀槽和齿根凹键处; 复合冲击器外筒的疲劳损伤主要取决于转矩的变化情况,钻压和转矩的波动都会对复合冲击器凹键处的疲劳损伤产生较大影响。     

四川盆地震旦系灯影组天然气的差异聚集分布及其主控因素

为了揭示四川盆地震旦系灯影组油气藏之间的成生联系和古今气藏的转换机理,采用地质、地球物理与地球化学研究方法相互支撑,宏观、中观与微观研究结果相互印证的思路,利用多年来的钻探资料对该盆地灯影组天然气的差异聚集分布及其主控因素进行了研究。结果表明:①距今100 Ma以前灯影组古油藏的原油原位裂解形成早期超压古气藏,而在距今100~20 Ma期间,四川盆地持续隆升,特别是构造高点的迁移和威远构造的初步形成,使得早期超压古气藏调整形成晚期超压古气藏;②随着距今20 Ma以来隆升幅度的加大,威远构造上覆地层被快速剥蚀,盖层封盖能力大大降低,保存条件变差,致使灯影组天然气从威远构造顶部地表下三叠统嘉陵江组天窗开始泄漏和逸散,启动了四川盆地华蓥山以西地区灯影组天然气的差异聚集和逸散过程,位于资阳、金石和龙女寺—磨溪—安平店—高石梯等气藏构造圈闭溢出点以外的天然气沿灯影组顶部不整合面向威远构造运移聚集,并通过其顶部的嘉陵江组天窗向地表逸散,气藏压力系数由异常高压向正常压力过渡。四川盆地震旦系灯影组天然气的差异聚集分布模式与经典油气差异聚集理论既有相同点又有差异性,对该区天然气的勘探有着重要的启示和指导作用。     

复杂缝网页岩压裂水平井多区耦合产能分析

针对页岩储层水平井压裂开发中复杂缝网形态、纳微米孔隙—复杂缝网—井筒多尺度渗流规律认识不清等问题,开展了针对性的研究:(1)通过巴西劈裂实验,诱导压裂缝的产生;(2)通过X射线CT扫描,观测岩样内部压裂缝形态,测得压裂缝开度;(3)结合压裂缝形态描述和气体在基质—复杂缝网—井筒中的渗流机理,在多尺度统一渗流模型的基础上,建立考虑扩散、滑移及解吸的水平井单段压裂改造产能方程;(4)考虑多级压裂区干扰及水平井筒压降,建立页岩储层多级压裂水平井产能预测模型。研究结果表明:(1)压裂缝形态为复杂网状缝;(2)测得压裂缝开度为4.25~453.00μm,平均为112.00μm;(3)不同缝网形态下页岩气表现出不同非线性渗流规律;(4)随着重改造区裂缝密度、重/弱改造裂缝分布范围的增大,产气量逐渐增加,压裂段间缝网渗流区域发生干扰,产气量增加幅度减小;(5)模拟水平井筒长1 500 m、重度改造区缝网半长100 m时,压裂10级产能效果最好。结论认为,需要合理地控制压裂程度、优化裂缝参数,才能为页岩气压裂优化设计等提供技术支撑。     

方位AVO技术检测储层各向异性的方法和实践

油气储层的各向异性是制约勘探开发的关键因素，在弱各向异性的前提下，可以利用地震资料振幅随方位角的变化对地下介质的各向异性做出相对准确的预测。为了搞清研究区储层的各向异性特征及其对储层开发的影响，利用研究区宽方位角高精度三维纵波地震资料对研究区储层的各向异性特征进行了预测；为了减小噪声对预测结果的影响，首先对地震道按不同的方位角范围进行叠加和偏移，然后利用不同方位角的处理结果对储层的各向异性特征进行预测；为了提高预测结果的精度和可靠性，对保持振幅处理的几项关键技术进行了讨论。实验结果显示，目的层反射具有明显的振幅随方位角变化的基本特征，各向异性预测结果与综合地质分析和钻井资料解释结果具有很好的吻合性，为下一步的开发井位部署提供了依据。     

准噶尔盆地西北缘中段石炭系火山岩油藏储层特征及其控制因素

准噶尔盆地西北缘中段石炭系火山岩油藏的储层岩性为火山熔岩、火山碎屑岩及火山沉积岩。根据孔隙与裂缝系统的配置关系,可分为孔隙型、孔隙-裂缝型、裂缝-孔隙型及裂缝型4种储层类型。油藏控制因素研究表明,区域构造作用及火山活动奠定了储层形成与分布的基础,岩性、岩相决定了储集空间的发育程度与规模,成岩作用对储层改造作用明显。在爆发相火山角砾岩、凝灰岩及喷溢相块状安山岩、玄武岩和玄武质角砾熔岩中,气孔等原生孔隙发育;火山沉积相沉凝灰岩及砂砾岩以细小原生粒间孔隙为主。区域构造作用使石炭系内部发育4种裂缝类型,其中垂直-高角度裂缝在喷溢相熔岩储层中发育,网状裂缝和层面裂缝系统则多发育于火山角砾岩、凝灰岩及沉凝灰岩互层中,砂砾岩中以发育程度低、有效性差的不规则裂缝为主。熔结、溶蚀等成岩作用对储层改造作用明显,火山碎屑沸石化和沸石溶蚀作用是油藏次生孔隙发育的主要途径,而碳酸盐、二氧化硅胶结作用及粘土矿物水化作用则降低了储层孔隙度和渗透性能。     

LNG管道穿越的隧道工艺安全分析

LNG接收站中的LNG管道穿越隧道因为涉及超低温管道穿越和甲类危险介质,其安全性便显得尤为重要。为此,参考已完成施工的国内第1条(世界第3条)LNG管道穿越的隧道工程,以工艺安全为前提,基于整个LNG接收站的安全设计理念,详细分析了隧道功能分区、安全设置以及操作条件等,以期为深入了解LNG管道穿越此类隧道的安全性提供了理论和数据基础。同时,还总结了隧道建设工程中的各类经验和教训:(1)整个隧道施工过程中,防水最为关键,需要充分考虑设计方案的施工可行性,要么延长工期增加成本、扩大隧道空间增加作业范围,或者寻找其他的替代方案,以做好隧道防水工程;(2)在施工方面,对于LNG隧道工程,应该着重加强施工规范化和标准化;(3)在LNG接收站项目整体规划中的每个阶段、每个上报文件中,都应该充分考虑隧道工程的规划;(4)对于LNG接收站的消防报审等事宜,要把LNG隧道工程作为整体项目不可分割的一部分,整个LNG接收站项目的所有审查均涵盖LNG隧道工程,因而不必单独对LNG隧道工程进行审查。