超深稠油高温高压井筒降黏举升摩阻的实验研究

新疆塔河油田深层稠油在井筒举升过程中,由于温度的降低,原油逐渐失去流动性。稠油降黏是有效降低井筒举升摩阻的途径。根据现场掺降黏剂工艺,建立了室内高温高压井筒流动模拟实验装置,实验研究了温度、压力及流速对稠油井筒举升流动摩阻的影响,得到了不同降黏方式井筒举升摩阻梯度分布,在已有井筒压降计算模型的基础上,构筑了室内井筒流动模拟装置与实际井筒之间的压降换算关系,得到了不同降黏方式塔河原油在实际井筒中的压力分布。实验结果表明:原油在垂直井筒中举升摩阻随压力和流速的增加而增大,随着温度的升高而降低,但流速越大,井筒流动摩阻增加趋势渐缓。在井下3 000 m处掺降黏剂使稠油更易举升至井口,降黏效果为复合降黏剂油溶性降黏剂掺稀降黏。     

稠油井筒掺稀降黏模拟研究

掺稀降黏是超稠油井筒举升过程中有效降低井筒摩阻的方式之一。针对现有的掺稀优化评价方法,根据掺稀工艺建立了超稠油井筒掺稀降黏模拟装置,通过和旋转黏度计测量结果对比,结果表明该装置能够适用于井筒降黏模拟测量。在此基础上,模拟不同掺稀比条件下的井筒黏度变化。对比结果发现,井筒掺稀降黏是一个动态的变化过程;沿着井筒流动,稀油不断分散稠油,降黏效率也不断增大。     

稠油井筒掺稀降粘模拟研究

掺稀降粘是超稠油井筒举升过程中有效降低井筒摩阻的方式之一。针对现有的掺稀优化评价方法,本文根据掺稀工艺建立了超稠油井筒掺稀降粘模拟装置,通过和旋转粘度计测量结果对比,结果表明该装置能够适用于井筒降粘模拟测量。在此基础上,模拟不同掺稀比条件下的井筒粘度变化。对比结果发现,井筒掺稀降粘是一个动态的变化过程,沿着井筒流动,稀油不断分散稠油,降粘效率也不断增大。     

稠油注天然气井筒举升压降实验研究

新疆塔河油田稠油开采以井筒掺稀技术为主,目前面临稀油紧缺问题,而井下注天然气可以有效减少稠油开采的掺稀量。为了探索稠油注天然气井筒举升过程中的沿程压力,采用高温高压井筒模拟装置,在不同温度和压力条件下开展了稠油注天然气井筒举升压降的实验研究,得出了稠油采取不同措施后的举升压降梯度。在Hagedorn-Brown模型的基础上,建立了井筒举升沿程压力的计算程序,得出了稠油采取不同措施后的井筒举升沿程压力。结果表明,天然气在稠油井筒举升过程中起到了降低混合重力和黏度的作用,可以有效减少稠油开采的掺稀量,掺稀量可以减少30%以上。     

春光油田稠油井筒掺稀降黏室内实验研究

使用自主研制的稠油井筒掺稀降黏评价装置对春光油田稠油进行了掺稀降黏室内实验,研究了温度场对掺稀效果的影响,同时对掺稀位置及掺稀比进行了优化。通过设定4个恒温水浴温度分别为90℃、70℃、50℃及40℃来近似模拟井筒不同位置处的温度,开展了不同条件下的掺稀效果研究。结果表明,在70℃井段,稠油降黏率为41%~69%;泵下掺稀降黏效果最好,出口处(40℃)原油降黏率达到86%。在模拟日产量为6 t的实验过程中,对5种不同掺稀比的掺稀效果进行了对比分析,得到掺稀比在18%~22%时,原油黏度可以满足井筒安全生产的要求。     

超深稠油自喷井掺稀深度优化研究

超深稠油井在生产初期地层压力高、原油黏度大,通过开式反掺稀油降黏工艺能使油井自喷生产,该工艺存在一个合理的掺稀深度。结合开式反掺稀油降黏工艺的实际情况,通过分段建立井筒温度场模型,筛选黏度计算模型和井筒压降计算模型,综合考虑掺稀深度对启动压力、流动困难点、井筒温度场、压力场等因素的影响,得到一种掺稀深度优化设计方法,利用该方法对西部油田A井进行掺稀深度优化,得到了最优掺稀深度。     

稠油-水两相高温高压垂直管流压降规律

针对深层稠油在井筒举升过程中形成油水两相混合流体造成举升困难的问题,采用高温高压垂直管流装置,实验研究了加入乳化降黏剂前后高温(30～130℃)、高压(0.1～50 MPa)条件下不同持水率稠油水两相流体的垂直管流压降规律,发现压降损失随持水率的增加逐渐增大,在相转换点附近达到最大值,发生相转换后,随持水率增加急剧降低.流速越大,压降损失越大,但当流速增大到一定值时,由于高流速下稠油的剪切变稀特性,压降增加趋于平缓.在高温高压实验数据基础上,依据前人模型,推导并修正得出稠油水两相压降计算模型,实验数据与模型拟合度达0.97以上,绘制了不同黏度稠油在不同油水比下的举升压差关系图版,为进一步精确预测含水稠油的井筒压降规律提供了新的方法.     

加注天然气稠油高温高压条件下井筒流动特征

针对塔河稠油举升困难技术难题,采用高温高压井筒模拟可视装置,研究油气两相井筒举升过程中不同温度、压力、气油比对流动型态的影响,通过电阻探针研究不同油气两相流动型态下的电阻探针频谱信号特征,建立可视与电阻探针与流动型态的关联关系,建立不同温度、压力下油气两相流动型态特征图版。结果表明:温度升高,小粒径的流型如泡状流等易转变为大粒径流型如弹状流、段塞流等,压力对流型的影响规律与温度相反;稠油加注天然气降低举升压降的主要机制为溶解降黏和密度降低;油气两相不同流型下总举升压降由小到大排序为泡状流弹状流蠕状流段塞流环状流;泡状流时油气混合流体降低举升压降效果最好,在实际生产过程中应尽可能使流型分布在泡状流状态。     

彰武地区稠油黏度与温度、含水率关系的研究以及降黏剂的优选评价

以彰武地区稠油为研究对象,以室内实验为依据,讨论了温度、含水率对该地区稠油黏度的影响。实验表明,该区块稠油黏度对温度比较敏感,随着温度的升高呈现指数式减小,黏温曲线的拐点在50℃左右。原油黏度-含水率关系曲线转相点的含水率在50%左右;在该转相点之前,黏度随含水率的升高而增大;在转相点处达到最大值;转折点之后黏度随含水率的升高而降低。因此可以通过提高井筒温度降低原油黏度,同时控制原油的含水率远离黏度-含水率曲线的转相点。此外还针对该区块稠油黏度大、开采难的问题,进行了化学降黏剂的筛选评价。在所评价的11种降黏剂中,HEOR—5的降黏效果最好。     

稠油胶质沥青分散解堵剂性能评价与现场应用

为了解决稠油开采过程中由于胶质沥青沉淀析出堵塞储层,造成蒸汽吞吐开采中注汽压力高以及井筒举升和管线输送困难等问题,提出了稠油胶质沥青分散解堵技术,并对稠油胶质沥青分散解堵剂进行性能评价.室内评价与现场应用结果表明,该分散解堵剂能极强地溶解、分散稠油中的胶质沥青及杂环芳烃,并能抗凝固防沉降,在温度低于10℃以下仍具有较好的溶解分散能力.注汽过程中添加该分散解堵剂能有效防止胶质、沥青质沉积,疏通液体流动通道,大幅度降低注汽压力;此外还能有效降低稠油黏度,提高原油在低温下的流动性,改善稠油在井筒的举升能力及地面的集输效果.     

基于垂直管道内重油-水两相流动型态的持水率和压降预测模型

针对重油井筒举升流动规律认识不清的问题,本文采用高黏（584.24 cp,1.889 g/cm3）重油作为研究对象,研究重油-水在上升管中的流动特性,得到了五种重油-水两相流动型态。结果表明与轻油-水流动不同,重油-水流动过程中未发生相转化,该现象与表面能方程的预测结果相似。通过持水率测量得到重油-水两相的滑移效应随油水混合流速降低或持水率增加而变得更加明显,基于漂移流模型和动量守恒方程推导得到五种流态下重油-水两相流的持水率预测模型,相对误差率在20%以内。总压降梯度在低持水率时以重力压力梯度为主,高混合流速和高持水率时以摩擦压力梯度为主。采用基于Bannwart模型建立的重油-水中心环状流压降预测模型,误差率在30%以内,为进一步提高重油井筒举升流动参数的预测精度提供了理论基础。     

大产液量水平气井不同气举方式气液两相流研究

连续气举是产水量大的水平气井重要排采措施,针对现场正举和反举的特点,为揭示气田开发过程中反举条件下油管和正举条件下油套环空内的气液两相流流动规律,分别用水和空气在套管内径为127.3mm、油管外径为73mm的油套环空和内径为60mm的油管内进行了井筒气液两相管流模拟实验,对低压积液气井气举时井筒流动规律进行了研究分析,分析了井筒中气相和液相的体积流量、注气方式等因素对井筒压降和持液率的影响。实验结果表明,在相同气、液流量条件下,反举时的持液率比正举持液率小;不同气举方式下的井筒压降随注气量的增加呈不同的变化趋势,反举时的井筒压降比同工况下正举的压降大,对于产液量较大且有一定地层能量的气井,推荐采用反举方式进行气井排水采气。     

垂直管不同黏度下油气水三相流压降规律研究

为研究垂直管不同粘度油气水三相流压降变化规律以及建立新的三相流压降预测计算方法,依托于中石油气举试验基地多相流试验室,对垂直上升管道中不同粘度油相下的油气水三相流动进行模拟。在固定油水比条件下,通过调整不同油相粘度、气液比、气液流量等参数进行油气水三相流试验,研究油相粘度对油气水三相管流压降变化影响规律。利用CFD软件参考试验工况模拟油气水三相流动,确定在不同粘度条件下气液两相分布情况,通过CFD软件模拟确定油水两相在充分混合后可视为单一非牛顿流体混合相。基于CFD模型结果,将三相流看作油水混合相与气相的两相流动,考虑粘度对摩阻系数的影响,根据非牛顿流体剪切特性建立了新的摩阻系数计算方法,基于M-B模型重新建立了新的压力计算方法。对比试验数据与计算结果,发现压降计算模型误差范围在15%内,满足工程实际需求,说明压降模型具有实用性。     

注蒸汽水平井井筒内参数计算新模型

注入蒸汽在水平井筒内流动时,蒸汽沿着水平段的质量流量越来越小,且加速度压降不等于零,导致蒸汽的物性参数发生变化,而蒸汽物性对井筒内蒸汽的沿程参数分布有较大影响。依据质量守恒和能量守恒,建立了注入蒸汽干度沿水平段的变化方程,利用动量守恒原理,推导了沿水平井筒的蒸汽干度分布和压力分布计算公式,构建了摩擦力做功、湿蒸汽混合物密度、水平段吸汽量和井筒与油层之间的热传递计算模型,模型同时考虑了变质量流与蒸汽PVT参数的变化对计算结果的影响,采用按压力增量迭代的计算方法对模型进行求解。实例的模型计算结果与油藏数值模拟结果对比表明,新模型具有较高的计算精度。     

注液态CO_2采油井筒热力分析

目前CO2已经被用作有效的驱油剂,CO2到达井底时的热力状态对驱油效果有较大影响.针对影响井底CO2压力和温度的因素,根据液态CO2在竖直井筒中的热量传递原理和流体流动理论,在Ramey建立的物理模型基础上,建立了液态CO2井筒流动与传热数学模型,通过求解实例,得到井筒内液态CO2温度和压力的分布规律以及各因素对井底CO2参数的影响.结果表明:井筒内CO2的温度和压力随井深的增加而近似成线性增加;当注入速率增大时,气液分界面加深;井底温度随入口流量的增加而降低,而受入口温度的影响较小;井底压力随井口注入压力的增加而成比例增加,随着流量的增加呈先增后减的趋势;环空介质采用清水比空气的导热效果好.     

塔河油田自喷深井井筒电加热降粘技术研究

为了解决塔河油田油藏埋藏深、原油粘度高、井筒热损失大导致自喷困难的问题,基于热量传递原理和两相流动理论,建立了井筒电加热降粘举升工艺中产液沿井筒流动与传热的数学模型,计算了产液沿井筒的温度和压力分布,分析了电加热工艺参数对电加热效果的影响。运用该模型对塔河油田1口稠油井的电加热降粘效果进行了分析,界定了电加热井筒降粘工艺对原油粘度的适应性。结果表明,电加热工艺适用的最大原油粘度为30 Pa.s,这一结果为电加热降粘工艺的应用提供了依据。     

超临界CO2超稠油降粘特性与计算模型研究

超临界条件下CO2和原油互溶性强,可使得原油黏度降到1/10。因此采用超临界CO2实现稠油长距离降黏输送是可行的。利用试验环道通过实验的方法对CO2稠油降黏效果进行了分析,并且分析了压力温度对降黏率的影响,得到了超临界CO2超稠油降黏特性,并推荐了溶解后稠油黏度的计算模型。     

水平气井非均匀产剖储层-井筒压降耦合模型

为了准确得到非均质储层水平气井井筒内压力分布情况,结合水平井筒变质量流的压降公式、裂缝渗流的产能公式和产剖测试分析.建立了水平气井非均匀产剖储层-井筒压降耦合模型,通过微元法将非均质储层转化为均质储层求解模型.该模型将井筒水平段压降分为环空回流段和套管变质量流段两部分压降进行计算,同时考虑了摩擦压降、加速度压降和重力压...