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。     

稠油井内衬保温油管热损失分析及开采参数优化

针对塔河油田稠油开采过程中原油热量损失大、资源浪费的问题,开展内衬保温油管开采技术研究。基于井筒稳态热传递与地层非稳态热传递理论,建立了稠油井井筒热传递数学模型,评价了不同内衬材料油管的保温性能,揭示了含水率、日产液量及内衬保温油管下深对井筒温度的影响规律。研究表明：内衬聚酮防腐层与气凝胶保温层的保温油管保温性能最佳,日产液量和保温油管下深对井口温度影响较大,含水率对井口温度的影响较小;日产液量大于72 t/d且保温油管下深大于3 500 m时,可满足稠油开采的温度要求。该研究明确了内衬保温油管保温的可行性,可为油田保温油管内衬的选材、稠油开采工艺参数的制订提供技术依据。     

稠油井油管电加热功率优化与应用

为了解决油管电加热井能耗高的问题,实现稠油井的节能生产,依据非稳态传热学模型,综合考虑抽油机举升能耗与电加热装置能耗,建立了油管电加热降黏举升工艺数学模型。综合考虑抽油机耗电和电加热耗电,分析了电加热功率对井筒温度场、井筒内黏滞阻力及电机有功耗电的影响,在此基础上,优化给出了合理的电加热功率。分析结果表明:所建模型能较好地模拟出电加热井筒温度场;合理的电加热功率应使井筒内的原油温度要高于凝固点温度,使原油具有较好的流动性,确保将高黏度稠油举升到地面。研究的优化方法可为电加热井节能生产提供技术指导。     

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.     

稠油水平井油层段电加热工艺技术研究

针对稠油水平井,以提高井筒原油温度,改善原油流动性为目标,结合目前常用的电加热工艺技术,研发出一种稠油水平井油层段电加热工艺,并对工艺中的关键工具进行设计及绝缘试验。根据能量守恒定律,建立了油层段电加热工艺井筒温度场,并对典型井工艺实施进行设计评价。H05井计算实例表明,油层段流体温度由64 ℃加热到105 ℃,井口温度由55.5 ℃提高到84.9 ℃,泵入口温度由60.8 ℃提高到91.3 ℃,泵入口原油黏度由777.3 mPa · s降低到127.8 mPa · s,井筒摩阻由186.2 kPa降低到62.6 kPa。油层段电加热工艺可以明显提高泵入口原油温度,降低原油黏度及井筒摩阻,改善井筒原油流动性。     

油管电加热技术优化研究

为了解决稠油易结蜡、卡泵及高能耗等导致的井筒举升难题,运用传热学基本理论,建立了油管电加热降黏举升工艺数学模型,计算出电加热井井筒温度场,给出了电加热井优化设计方法.以A井为例,对电加热系统的加热深度、电加热功率进行了优化,得到A井的最优加热深度为890 m,最优加热功率为29.6 kW,优化后电加热能耗降低了7.5％;采用不同功率分段加热降低井筒举升过程中的能耗,将A井的加热段均匀分为8段,每段长度为111.25 m时,总加热功率为17.40 kW,井筒举升能耗与恒功率电加热系统相比降低了41.22％,从而进一步实现稠油的节能开采.     

高凝原油井筒温度场影响因素研究

高凝原油由于含蜡量高、凝固点高,井筒结蜡严重,开采效果差。根据传热学基本原理,建立了高凝原油井筒温度场数学模型,并选取了潍北油田的4口生产井,对影响井筒温度场的因素进行了分析。结果表明,油井产液量、体积含水率、油管导热系数和电热杆加热功率对井筒温度影响较大,生产时间对井筒温度的影响较小;油井产液量、油管导热热阻和电热杆加热功率的增加对改善井筒结蜡状况有利,而体积含水率(乳化水)的增加对井筒结蜡具有恶化作用,井筒电热杆加热存在最优的加热参数;采取增产(如提液、压裂、注水等)、原油破乳、保温油管以及井筒电热杆加热等措施,可有效改善高凝原油的流动性,实现高凝原油的正常举升。      

海上射流泵井井筒温度场模型

稠油的开采方式主要是降低原油黏度,增加其流动性。由于原油的黏度对于温度极其敏感,热采开采方式备受关注。以渤海油田A区的实验井为例,介绍了射流泵井以多元热流体为动力液在同心管井筒的传热特点,研究了热流体在井筒各部分的传热过程,建立了综合传热系数的计算方法以及井筒温度场模型,根据相应的温度场求解流程,编制软件,并以实际射流泵生产井为例进行计算。实际测量结果与软件计算结果存在8.87%的误差,可以为后续海上稠油油田射流泵井工况诊断和参数优化提供保障。     

稠油空心杆电加热井井筒温度场数值模拟

随着石油开采和钻井技术水平的提高,高黏度、高凝固点原油的开采比例越来越大,稠油的高黏度给原油开采带来很多困难,采用空心杆电加热井是一种非常有效的降黏方法。为了经济、高效开采稠油并合理设计电加热参数,井筒温度场预测至关重要,根据传热学原理,建立了稠油有杆泵电加热井的井筒温度场预测模型。用有限差分法求解数学模型,并通过实例井计算分析,为稠油有杆泵电加热井生产方案设计提供了科学依据。     

蒸汽喷射泵用于斜直水平井举升稠油的研究

蒸汽喷射泵是以水蒸汽代替普通喷射泵的动力液,为井下原油举升至地面提供能量,同时能提高井筒内原油温度的一种采油设备。根据热力学和流体力学的基本原理,研究了水蒸汽在喷射系内的流动规律,包括不同蒸汽干度、不同井底流压、不同喷射泵喷嘴组合下的蒸汽注入量和泵排出压力的变化规律:在地层压力一定的条件下,泵口排出压力和蒸汽的干度变化关系不大;产液量随蒸汽干度的增加而增大;井深越浅,需要的排出压力越小,举升相同的液量所需的蒸汽量越少;蒸汽喷射系用于稠油举升在技术上是可行的,可以结合井筒压力和温度的计算进行稠油井蒸汽喷射泵的举升设计。研究结果对实际生产有一定的指导意义。     

深层稠油完井管柱及有杆泵系统优化研究

玉东稠油油藏埋藏深，原油粘度高，井筒举升困难，其完井管柱和有杆泵系统主要靠经验设计，缺乏定量的优化。针对这一现状，通过井筒温度分布规律的建立和稠油掺稀油的粘度-温度关系数据测试结果，建立稠油油井抽油杆摩阻载荷数学模型，开发出1套稠油有杆泵举升优化设计软件，优化完井管柱尺寸及有杆泵系统，泵挂由2800m加深至3000m，在降低开采成本的同时，有效提高了单井产量。     

海上深层稠油热采吞吐高效隔热措施研究

渤海A油田属于稠油油田，此油田的高效开发可以为渤海油田的规模化热采开发提供经验。衡量热采开发是否有效的一个关键指标是热量利用效率，而采取的隔热措施对热量利用效率影响很大。为了减少热量损失，必须进行相应的研究，有针对性地提出隔热措施。此文基于A油田ODP设计的实际井身结构，对隔热方式进行了初步优选，并对影响蒸汽干度的因素进行了分析，同时对加入隔热工具对蒸汽干度的影响进行了论证。结果表明，隔热套管+隔热油管+环空注氮+隔热接箍+隔热工具的组合方式，井筒热损失最小，井底蒸汽干度最大。此高效隔热措施对后续A油田热采井的注热工艺具有指导意义。     

注汽井油套管环空氮气隔热井筒传热物理模型设计

为了搞清稠油注汽热采井油套管环空氮气隔热技术的影响因素和操作条件，实现注汽热采井油套管环空氮气隔热井筒传热技术的室内物理模拟，依据井筒传热原理，遵循相似准则，按技术指标比例建模，在室内建立了同心油管氮气隔热井筒传热、光油管氮气隔热井筒传热物理模型各一套。通过利用数值模拟技术对井筒径向传热温场进行了验证．验证结果证明了所建模型的科学性和实用性。     

隔热涂层与真空技术在稠油热采中的应用探讨

在稠油井注热流体吞吐开采过程中,井筒隔热工艺一般以减小热传导和热对流为主,而对热辐射的控制考虑较少。为此提出了一种隔热涂层与真空技术相结合的隔热技术,该技术可将油套环空内导热系数降到最低,通过降低油管外壁发射系数达到降低热辐射的作用。通过WELLFLOW软件计算结果表明,该隔热技术可使井筒热损失相比传统井筒隔热工艺减小67%~80%,并且流程简单、设备便捷,在海上油田热采中具有很大的推广潜力。     

高温长效实时监测技术在热采水平井的应用

为了实现渤海油田蒸汽吞吐作业全周期井下温度实时监测，运用高温光纤光栅测温和分布式测温相互校正理论，采用顶封以上油管外部捆绑、顶封以下油管内部插入的工艺方法进行实时温度监测。试验表明，此监测技术空间分辨率0.5 m、测温精度±1℃，且在满足耐温等级及监测精度的前提下，能够有效保证光缆下井过程中的安全性。该技术主要用于渤海油田热采井全井筒温度、油套环空、水平段温度长期实时监测。以L井为例分析了该技术的应用范围，并对应用效果及监测数据进行分析。测取注汽期间井底最高温度368.2℃，首次实现渤海油田热采井环空及水平段全井筒温度实时监测。     

留北油田地面常温集输工艺优化设计

为了有效利用油田的地热资源,实现油田地面常温集输,研究应用了复合隔热内衬油管技术,该技术是在D89 mm油管内衬一层隔热材料和防偏磨材料,达到降低井筒举升过程中的热能损失,提高井口温度的目的。在留北油田设计应用了17口井,井口温度平均提高12.8℃,对应的地面井组实现了常温集输进站,取消了原三管伴热工艺流程,年节约燃料油1672.31 t,降低了加热炉的燃料油消耗和污染排放。     

稠油井油管电加热间歇加热制度优化

为了实现稠油井节能生产,运用传热学基本理论,建立并求解了油管电加热降黏举升工艺数学模型,较好地模拟出电加热井筒温度场变化,分析了不同加热时间抽油杆黏滞阻力及电机输出电流变化情况。在此基础上,优化了间歇加热制度,给出电加热自动启、停时的上、下限电流值确定方法。实施间歇加热后,单井能耗降低60.1%,实现了高耗电设备节能运行。油管间歇电加热方法为稠油井高效节能开发提供了新思路。