提高《石油工程概论》教学效果的探讨

《石油工程概论》是主要针对非石油工程专业学生开设的一门专业课,融合了石油工业的各个子系统,内容广泛交叉,知识点多,学生反映难学难懂。要提高该课程的教学效果,需要从更新教学内容、改革教学方法与手段和融入工程案例着手。     

突尼斯深海Oudna油田大排量气举工艺设计

为了快速高效的开发海上油气田,研究人工举升方案显得尤为重要。本文描述了Oudna油藏的地质特征、油藏条件及其流体物性。通过对Oudna油田的认识,从气源角度分析了采用燃烧废气作为气举气源的可行性并提出了气举开发的工艺流程。     

鄂尔多斯盆地大牛地低渗气田产水规律

根据鄂尔多斯盆地大牛地低渗气田的历史生产数据、水样分析资料及天然气饱和含水量计算方法,定性、定量地分析了产水来源。同时,根据平均产气量和累计水、气比对气井进行了分类,分析了气田不同层位与不同井型单井的产水规律。结果表明,鄂尔多斯盆地大牛地低渗气田单井的产水量和产气量均较低;气田产出的水有凝析水、地层水和工作液,以地层水为主。不同层位表现出不同的生产特征。二叠系下石盒子组3层位和山西组1层位为低产水高产气层位,二叠系下石盒子组1层位和二叠系下石盒子组2层位为低产水低产气层位,山西组2层位和太原组2层位为高产水低产气层位。不同井型单井的产气量无明显差别,但水平井的产水量更大,水、气比更高。分析结果对选择排水工艺和分析生产情况具有重要的指导意义。     

超低渗透油藏注蒸汽(热水)井筒温度压力预测

超低渗透油藏注蒸汽或注热水可提高井筒附近储层的渗透性和储层流体的流动性,从而提高单井产量。基于气液两相流体下降流动过程质量守恒原理和动量守恒原理及井筒传热机理,建立流体井筒流动的压力、温度及干度梯度耦合模型,并采用四阶龙格-库塔法数值求解。该模型考虑流体焦耳-汤姆逊效应及环空介质和地层热物性沿井深的变化。以某油田一口井为例,计算了温度、压力及干度,并与实测值相比,误差均在10%内,说明所建立的模型准确可靠。     

柱塞气举复合工艺技术研究

从分析柱塞的运动规律入手，在综合考虑气相流出动态、关井压力恢复和补充注气的基础上，建立了柱塞动态计算模型；以最大平均产气量为目标，建立柱塞气举系统优化模型。     

大容量铅酸蓄电池更换装置的研究

蓄电池更换工作,是主线关键路径上的重要维修活动管控环节。单节蓄电池含电解液总重较大,蓄电池组表面光滑无受力点,搬用难度较高,传统拆装及运输方法配合工种多、效率低、投入人力大。针对这些问题,从核电机组铅酸蓄电池的更换标准入手,指出传统铅酸蓄电池更换工作存在的问题,详细阐述了大容量铅酸蓄电池更换装置的设计方案和应用价值。研究表明：该装置起重载荷能力强、装卸效率高,可满足狭小空间内复杂工况的装卸作业需求,能极大提高蓄电池更换的效率和安全性,减少配合工种及人力投入,填补了行业空白,具有较高推广意义。     

水平气井全井筒携液模拟试验研究

目前有关水平井临界携液的诸多预测模型均需要满足环雾流条件,这些模型所得到的携液流速却未达到环雾流条件,或与正常生产的气井井筒流态相矛盾,同时未考虑水平井的全井筒井深结构变化对井筒流态及携液的影响。为此,开展了水平井全井筒可视化携液模拟试验,并基于试验测试数据,结合Kelvin-Helmholtz(K-H)不稳定气液两相流理论,建立了K-H波动理论修正携液模型。研究结果表明：水平井携液困难主要在倾斜管段,倾斜管段是水平井积液的起始位置,但不应单纯地看某一段有、无液体回落,应按全井筒液量有、无增加与各段液体回落程度来综合判断积液起始;K-H波动理论修正模型预测结果与测试结果很接近,平均绝对误差小于9%;利用K-H波动理论修正模型对海上11口(13井次)气井进行了全井筒携液预测诊断,诊断结论与实际生产情况吻合。所得结果有助于水平井临界携液流速的判断。     

气井环空携水能力定量研究

水驱气藏开发进入中后期,在开发过程中都不同程度地存在地层出水。产出水若不能及时排出,就会聚积在井底,增大井底回压、降低产气量,严重时造成气井水淹停产。快速有效地排液复产,是保持气井产能、高效开发气田的关键。在水量过大的情况下,需要采用环空举升,以增大流通面积。在气井生产过程中,多数气井在正常生产时流态为环雾流,液体主要以液滴的形式由气体携带到地面。因此,准确计算气体的携水能力十分重要。利用气液两相流的相关理论,从垂直环空环雾流的动量方程出发,建立了计算气体携水能力的数学模型,并利用Mathcad数学软件实现了对该模型的求解。研究表明,降低地层水的表面张力有利于气体雾化,有利于增强环空气体的携水能力。     

气井测试可自动调节放喷油嘴设计

在油气井放喷测试作业时,目前使用的放喷油嘴不能根据井口压力自动调节开度,需要不断的更换节流油嘴。设计了一种可根据井口压力自动调节开度的放喷油嘴。介绍了该油嘴的结构以及自动调节的原理。利用受力平衡原理,综合考虑波纹管材料及形状参数、气室压力、井口压力,建立放喷油嘴开度的数学模型。通过实例计算,得到油嘴开度与井口压力的关系曲线,并提出了现场应用建议。     

气举卸载过程可视化仿真

根据气举井卸载过程两个阶段的特点,分别建立生产管和注气管的质量守恒及动量守恒方程,并给出气举卸载过程中涉及的封闭方程,建立数学仿真模型。基于Flash强大的二维动画功能,编制了可视化仿真软件。通过动画仿真的形式,可以直观地表现气举井系统在卸载过程中的压力、液面、注气量和产液量等随时间变化的动态。