空心抽油杆热水循环工艺用于稠油开采的影响因素研究

稠油具有黏度大、凝固点高等特点,由于地层温度会随着井深减小而不断递减,当温度低于原油凝固点时,在油管壁和抽油杆上易出现结蜡现象,会影响采油效率,严重时会导致油井堵塞。空心抽油杆热水循环技术可以有效提高产出液温度并降低原油黏度,使原油采出率得到提升。结合井筒液体传热和湍流模型建立了无限大地层中空心抽油杆热水循环几何模型,划分合适的网格并进行数值计算,还对计算结果进行了可视化处理。结果表明产液量、注入水温度及动液面位置对井筒温度场影响较大。     

稠油油井加热过程中井筒温度出现拐点现象浅析

方法：对空心抽油杆注热水,热水洗井工艺进行数模计算,确定井筒流体沿程温度分布。目的：研究稠油油井中存在的井筒温度出现拐点现象,结果：空心抽油杆注热水,常规油管热水洗井工艺中存在井筒温度出现拐点现象,而绝热油管热水洗井工艺中不存在拐点现象,结论：稠油油井中的井筒温度出现拐点现象是流体,地层,管系共同作用的结果,这种现象存在但不绝对,应根据现场实际计算确定。     

蒸汽-氮气混合驱井筒沿程参数计算模型

氮气辅助蒸汽驱开采稠油油藏能够有效提高蒸汽的热能利用率,但由于氮气的存在导致常规计算蒸汽驱井筒沿程热损失和压降模型已经不再适用。针对氮气与蒸汽在井筒中的二元两相流动,在充分考虑井筒传热和流动理论的基础上,建立了氮气-蒸汽混注过程中井筒沿程热损失和压降的计算模型,得到了氮气-蒸汽混注过程中井筒沿程参数的变化,并分析了井口氮气注入流量和井口蒸汽干度对井底总压力、蒸气分压和干度等相关参数的影响。计算结果表明:随着注入井深的增加,氮气-蒸汽混合物总压力和蒸汽分压增加,混合物温度升高,累积热损失增大。井口氮气注入流量的增加能够减小蒸汽分压,提高井底蒸汽干度,从而减小井筒累积热损失。说明氮气能够有效提高注入蒸汽的热能利用率,该模型能够准确计算氮气参与下的蒸汽热损失。     

光纤温度传感技术在稠油电加热井上的研究与应用

针对吉林油田稠油开发区块应用电加热井电热能耗大、加热效率低、举升不配套的技术需求,本文对空心杆电加热举升方式井筒温度场进行了分析建模,得到了完整的井筒温度分布曲线,并进行了稠油生产井井下连续温度剖面监测,运用实际监测数据与理论计算曲线对比分析,对所建立的理论温度场模型进行了验证与完善,利用所建立的空心杆电加热仿真模型及温度理论模型,分析各电加热参数对井筒温度分布的影响,进而实现对实验井的电加热参数进行合理优选,实现提高加热效率降低能耗的目的。     

孤岛油田稠油井筒举升降黏工艺选择

孤岛油田稠油井因稠油黏度大而能耗高,采用井筒降黏工艺可以提高采收效率。为了对不同产液量稠油井的井筒降黏工艺选择提供指导,基于传热学和井筒举升理论,采用Hansn模型和Beggs-Brill方法建立了稠油井筒温度场数学模型,对井筒温度场及井筒内原油黏度进行了分析,并在此基础上改进得到双空心杆伴热工艺和泵下掺注活性水工艺的理论模型。分析结果表明:建立的井筒举升数学模型能够较为准确地描述井筒温度场分布;小流量泵下掺注活性水工艺更适合低液量稠油油井的生产,该方法在孤岛油田稠油区块具有较高的推广应用价值。所得结果可为孤岛油田稠油举升工艺选择提供理论依据。     

套管掺稀油工艺温度场的研究和应用

深层稠油在油藏条件下具有一定的流动能力,但在井筒中的流动阻力却很大,造成生产困难.套管掺稀油工艺通过套管掺轻烃与从地层产出的稠油进行混合,使得井筒中的混合液保持较低黏度,减小井筒流动阻力.针对深层稠油油藏的特点,分析了套管掺稀油温度场和黏度场,计算了沿井筒环空和油管内的流体温度分布.计算结果表明,套管掺稀油工艺能有效地提高井筒温度,降低原油黏度,是一种适合于深层稠油的举升方式.     

海上采油井筒温度计算及隔热管柱优化设计

基于海上水平井稠油开采物理模型,考虑空气、海水及地层温度场沿垂深方向线性变化,依据能量守恒定理和传热学原理建立了井筒温度计算数学模型,以井底油温作为方程初值条件,采用四阶龙格-库塔法进行数值求解,对某海上3口油井进行了计算,计算结果与实测数据非常接近,验证了模型和解法的准确性。分析了油井产量、含水体积分数、油管导热系数和下入深度等参数对井口油温的影响。以隔热油管下入深度最低为目标,以产液温度不低于防蜡温度为约束条件,建立了隔热管柱优化设计模型,并引入试射法对优化模型进行求解,结果表明模型预测精度较高。设计隔热油管下深能在用料最省的前提下提高油流温度,避免井筒结蜡,这对原油经济开采具有重要指导意义。     

稠油热采井注热过程数值模拟与参数优选

综合考虑应力场、压力场和温度场的耦合作用对地层塑性破坏的影响,建立了稠油热采井注热过程三维有限元分析模型,并以渤海某稠油油田为例对井筒附近温度场、压力场以及临界注入条件进行了计算分析,结果表明:注入温度和注入压力增大会导致地层塑性应变增大,地层出砂的可能性增大;以等效塑性应变0.4%为出砂判断准则,基于不同蒸汽注入温度、注入压力条件下的地层塑性应变分析结果,确定了不同注入压力下导致地层出砂的临界注入温度;注入压力从17 MPa升至23 MPa时,为了防止地层发生塑性破坏,临界注入温度需从310℃降低到176℃,且临界注入温度与对应的注入压力近似呈线性递减。上述结果可以为稠油热采井更好地选择注入压力和注入温度提供参考。     

东辛油田稠油举升井筒保温对策研究及现场试验

稠油在井筒举升过程中,由于热损失造成温度下降,致使其黏度迅速增大,举升负荷较大。因此,研究稠油举升中的井筒保温对策具有现实意义。基于传热学的基本原理,采用计算稠油井井筒温度场的Hansan模型,以东辛油田Y12X2X3井为例对井筒温度分布进行了计算分析,并对影响稠油井井筒温度的油管类型、油管长度和产液量等3项参数进行了优化,提出了采用长度1 000 m的D级隔热油管和普通油管组合、产液量由11 m3/d提高到20 m3/d的井筒保温措施。现场试验显示,井口温度由调整前的20.5℃升高至41.5℃,井深1 000 m以浅井段原油黏度大幅度降低,原油流动性增强,有杆泵充满程度增加,泵效提高了47%。研究结果表明,采用稠油井筒温度场计算模型能准确描述井筒温度的分布情况,并能有针对性地制订稠油井井筒保温措施。      

稠油开采中井筒温度影响因素分析

要使稠油热采过程中井筒加热参数适当，必须全面掌握地层岩石及流体热物理性质与井筒温度的关系。建立了井筒温度场的二维数学模型，对影响井筒温度的14种参数进行敏感性分析，结果表明：套管循环热流体的入口温度及注入排量、油井的产液量和地层岩石的比热对井筒和井口采出液体的温度影响较大，在循环热流体加热过程中，加热流体的注入参数存在最优值。图3表1参11     

同轴式双空心抽油杆下入深度设计方法

同轴式双空心抽油杆加热系统可有效解决高凝油井井筒易结蜡、稠油井产液黏度较高的问题,但考虑油井生产效率、开采成本及综合的经济效益,需要计算出最佳的抽油杆下入深度。以井口出油温度最优为目标,同轴式双空心抽油杆下入深度、循环水进口温度为约束条件,建立了井口出油温度C计算模型。利用该模型进行求解时,先用迭代法进行同轴式双空心抽油杆下入深度优化,然后在优化结果基础上进行抽油机载荷校核。建立的井口出油温度计算模型及同轴式双空心抽油杆下入深度确定方法,在现场13口油井进行了应用。结果表明,该方法避免了以前设计人员凭经验确定抽油杆下深的弊端,可靠性更高,且有效时率平均提高14.1百分点,既满足了生产需要又节省了油井开发成本。      

双空心杆热水循环工艺参数优化设计与应用

河南油田原油蜡含量高、黏度大并且流动性差,给开采带来很大困难。双空心杆热水循环技术,利用地面加热和加压流程,实现热载体在双空心杆内闭式循环,从而加热油管与外空心杆环空产出液,有效地解决了原油井筒流动问题。结合河南油田同轴式双空心杆闭式循环举升工艺应用情况,对双空心杆热水循环井筒举升工艺进行了参数优化。结果表明,建立的同轴式双空心杆井筒流体温度计算模型,优化了热水循环参数,保证井口出油温度,改善了原油流动性。     

热洗井空心抽油杆下入深度的计算模型

空心抽油杆应用于油井热洗工艺,可有效解决高含蜡油井定期清蜡问题,克服了常规热洗对油层的污染和产量恢复期长的弊端。但是,通常在确定它的下入深度时只考虑了原油的析蜡点,而忽视了井筒温度场和井下单流阀开启压力的影响。以井筒长度微元为单位,依据井筒能量平衡方程建立了井筒流动与传热数学模型,计算出热洗溶蜡拐点温度,确定空心抽油杆下入深度。然后,考虑热洗泵车施加的开启压力,进行了空心抽油杆的轴向应力校核。现场50余口油井应用表明,建立的模型可靠性高,平均节省空心抽油杆120 m,且抽油机正常运行最大载荷平均下降18.35%,既满足了油井清蜡需要,又节省了油井开发成本。     

稠油热采闭式热流体循环井筒温度场分析

针对"两高"油田原油流动性差的特点以及闭式热流体循环降粘工艺的复杂性,建立了3种闭式热流体循环井筒传热模型及其边界条件,并采用Matlab编写了相应的模型求解程序。通过对现场具体井眼进行模拟计算,对比分析了3种闭式热流体循环效果,给出了最优热流体循环方案。计算了循环流量、循环介质和管柱材料物性参数等对井筒加热效果的影响。计算结果表明,两侧加热方案最好,随着循环流量的增加井筒温度不断升高,导热油作为循环热载体较好,导热性能差的管柱材料能够提高循环加热段产液流动的平均温度。     

深层稠油掺稀油举升方法研究

深层稠油在油藏条件下具有一定的流动能力 ,但在井筒中的流动阻力却很大 ,造成生产上的困难。该文针对深层稠油油藏的特点 ,在对稠油粘温关系和深井举升工艺进行研究的基础上 ,结合实验室掺稀油降粘效果研究结果 ,对空心杆泵上和泵下掺稀油举升工艺的可行性进行了研究。设计结果及现场生产分析结果表明 ,空心杆掺稀油是一种适合于深层稠油冷采的举升方式。     

Influencing factors governing paraffin wax deposition of heavy oil and research on wellbore paraffin remover

Abstract

Wax deposition is harmful to oil wells, especially for waxy heavy oils at low temperature. The influencing factors on wax deposition of heavy oil were studied and a kind of O/W emulsion type wellbore wax remover was investigated. The results showed that the wax deposition rate of Jinghe heavy oil increased with the increasing wax content and asphaltenes content but decreased with the increasing water content. The oil in water emulsion type paraffin remover was prepared and it showed both good wax dissolution and paraffin prevention ability and can save large quantities of solvent. The results of this study provides a possible way for waxy heavy oils to dissolve wax, to prevent wax deposition and reduce the viscosity of heavy oils by emulsification together, which is helpful to reduce the frequency of hot washing and enhance oil recovery for waxy heavy oils.     

Heating of heavy oil by circulating hot water in closed double casing in ultra-deep wells

In heavy oil production,the loss of energy to ambient surroundings decreases the temperature of the heavy oil flowing upwards in a vertical wellbore,which increases the oil viscosity and the oil may not flow normally in the wellbore.Therefore,it is necessary to lower the heavy oil viscosity by heating methods to allow it to be lifted easily.Heating of heavy oil in an oil well is achieved by circulating hot water in annuli in the well(tubing-casing annulus,casing-casing annulus).In this paper,based on heat transfer principles and fluid flow theory,a model is developed for produced fluids and hot water flowing in a vertical wellbore.The temperature and pressure of produced fluids and hot water in the wellbore are calculated and the effect of hot water on heavy oil temperature is analyzed.Calculated results show that the hot water circulating in the annuli may effectively heat the heavy oil in the tubing,so as to significantly reduce both oil viscosity and resistance to oil flow.     

春光油田超稠油井筒降黏技术应用分析

春光油田超稠油在采油过程中随着井筒温度的降低,原油黏度不断上升,流动性变差,举升难度变大。为解决春光油田超稠油井筒举升技术难题,介绍了近几年在春光油田应用的套管掺蒸汽降黏、空心杆电加热、井筒乳化降黏和套管掺稀降黏等工艺的降黏原理,综合分析和评价了各种降黏工艺的降黏效果,经过工艺优化,建立了"以套管掺稀降黏为主体,以边远井电加热、载荷异常井乳化降黏为辅助"的井筒降黏工艺技术体系,满足了春光油田超稠油生产的需要。。     

螺杆泵配套同轴双空心抽油杆在稠油开采中的应用

为解决50 ℃地面原油黏度大于10 000 mPa·s的稠油开采难题,依据稠油开采理论,对泽70-9X1等5口稠油井的黏温特性及流变特性进行分析,建立了泽70-9X1井同轴双空心杆循环热水降黏换热模型,分析了循环热水、原油在举升过程中温度分布、原油沿程黏度变化情况,在现场生产实践中将循环水进口温度控制在一定的范围,满足了5口稠油井正常生产,为同类构造边部稠油开采提供借鉴。