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。     

超深稠油高温高压井筒降黏举升摩阻实验研究

新疆深层稠油在井筒举升过程中,由于温度的降低,原油会逐渐失去流动性。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压力分布。实验表明：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3000m处掺降黏剂使稠油更易举升至井口,降黏效果：复合降黏剂＞油溶性降黏剂＞掺稀降黏。     

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。     

水平管内气液两相流影响滑脱损失的实验研究

为了探究滑脱损失在气液两相流中对压降存在的影响,从而进一步减小滑脱带来的损耗,本文通过利用多相流实验设备,采用水-空气为流动介质,对水平管条件下的气液两相流中的滑脱损失进行了实验研究。在采用杜克勒Ⅰ法无滑脱压降模型的理论基础上,结合实验所得数据,利用滑脱密度、滑脱压降和滑脱压降比三个参数分别对不同管径、不同液相表观流速以及不同气液比条件下的滑脱损失进行了分析。结果表明：在相同气体表观流速条件下,最大滑脱损失会随管径的增大而增大;当气相表观流速一定,液相表观流速越大时,滑脱损失在管线的整体压降中产生的影响越大;在液体表观流速不变,气液比改变时,可根据滑脱压降大小判断滑脱损失影响;水平管中滑脱损失变化与滑脱密度之间没有明显的关联性;水平管中段塞流型相较于层状波浪流会产生更大的滑脱损失。以上结论可为工程设计、实践提供参考。     

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。     

底水油藏水平井控流完井数值模拟耦合模型

为了预测控流完井条件下底水油藏水平井生产动态并设计关键控流参数,以数值模拟方法为数学求解手段,建立三维空间油水两相混合网格耦合模型,引入"拟传导率"概念,使得耦合模型中包含的油藏渗流、井筒管流和筛管控流3种数学模型可写成统一线性数学表达形式,从而方便建立大型线性方程组求解。结果表明:拟传导率反映相邻网格之间井筒管流或筛管控流流动过程中某相流体流量和压降的比率,流体流动阻力越大,则拟传导率越小,反之亦然;相比常规裸眼井下滤砂管完井,用耦合模型设计控流参数的控流完井方法使得实例井流入流率剖面、油藏渗流压降剖面、水脊前缘上升剖面和见水时间剖面更加均衡,见水时间大幅延长。     

垂直管流中的气液两相流压力计算

目的解决深井气举采油过程中不同流动型态的压力梯度、持液率、混合物密度对气举井设计和运行影响的问题。方法假设井简相关过程参数,采用阻力系数法计算油、气、水混合物的压力沿井筒的分布规律,进而预测某一深度处的压力。结果得出两相流体在井筒中密度的变化规律、水头损失和井筒中不同深度处两相流体的压力梯度。结论阻力系数法是一种较简单方便的计算垂直管流某一深度压力的方法,对于油气井的优化设计、稳产高产及测试技术的精确性具有重要的现实意义。     

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。     

泡沫排水采气井筒流动规律实验研究

泡沫排水采气工艺因成本低、施工简单及收效快在国内外各大气田广泛应用,在众多排水采气工艺中扮演主力军作用。准确揭示泡沫排水井井筒压降规律及携液规律对于优化泡沫排水工艺技术参数、提高泡沫排水采气工艺技术水平具有重要意义。搭建了高8 m、内径30 mm可视化实验装置,通过垂直管流实验对比了起泡剂对气液两相流型特征及流型转化条件的影响,揭示了其内在机理;测试了起泡剂浓度、气相表观流速、液相表观流速和倾角对气液两相压降、持液率和临界携液气相流速的影响规律。实验表明,加入起泡剂后:1)降低了段塞流向搅动流、搅动流向环状流转变的气相表观流速,使段塞流和搅动流的气相流速区间变窄。2)段塞流和搅动流的压力梯度显著降低,环状流压力梯度显著增加。3)段塞流和环状流气液间的滑脱减弱,持液率降低。4)连续临界携液气相流速急剧降低,在5 0°左右的倾斜管段效果尤为明显,最大降幅超过4 0%。     

大孔道内流体流动规律的物理模拟实验

 油藏大孔道内部形态结构既不同于多孔介质也不同于常见管道, 因此, 大孔道内流体流动规律也应不同于常规渗流及粗糙管流, 为方便表述, 本文定义流体通过大孔道的流动为“洞流”。为深入研究大孔道洞流规律, 以因次分析法为基础, 建立大孔道洞流规律物理模型的相似准数, 通过采用不同比例目数的砂粒, 制备了9 个大孔道洞流规律物理模型, 研究不同壁面突出度条件下大孔道的压降及流量关系。研究结果表明:随着流量的增加, 9 个不同突出度大孔道洞流物理模型的流体流动阻力压力梯度均随流量的增加而逐渐增大, 且突出度越大, 压力梯度的增幅越大;当流速增加到一定程度时, 大孔道洞流规律由线性流转变为非线性流;在相同横截面积及相同流动截面积条件下, 洞流的压降梯度小于渗流, 但大于粗糙管流。     

液压传动系统的回油背压特性

针对液压传动系统的回油背压特征，应用数理建模等效和线性化的方法，导出了压力与流量和温度等参数的数学模型。实例表明，其特性曲线中，可得到与各相关参量的内在关系，诸如工作温度的不同对压力波动梯度的影响，溢流阀压力调节出现饱和的条件等，以此可用来对液压系统和结构设计的合理性和有效性进行验证。     

利用压降预测管道漏油量

在管道漏油与压力降落关系理论基础上,利用泰勒公式得出了一定流态下,反映输油管道压降变化率与漏油量／输油量、漏油点以及管道始终端高程差间的关系式,揭示了输油管道系统外生变量（漏油点、高程差）与内生变量（流量、压降）间的相互作用规律,放大了输油管道系统压力变化对漏油示警的盲区。     

鄂尔多斯盆地延长组异常低压与成藏关系

通过对鄂尔多斯盆地中生界延长组最大埋深期古压力的恢复,在构造抬升、温度降低等方面定量剖析异常低压成因的基础上,分析了地层压力由异常高压演化为异常低压的过程.成藏过程中,油气总是沿阻力最小的路径向低剩余压力区运移,延长组现今巳发现的油藏主要分布在成藏期及现今压力系数相对低值区.根据对延长组长6油层组压力演化的定量分析,姬塬、陕北、华庆和陇东等4个地区地层压力由最大埋深期演化至今,平均地层压力分别降低了16.01 MPa、18.10 MPa、15.62 MPa和14.13MPa.陕北地区地层压力降低幅度最大,并在压力降低的演化过程中地层压力始终较其他地区地层压力下降幅度大,由此形成了一定的压力差,促使油藏进行二次运移调整.低压的形成和演化对陕北地区长6油层组大规模富集形成亿吨级油藏起了决定性作用.     

稠油掺稀井掺稀参数对井口压力的影响研究

本文针对影响稠油掺稀降粘的四种掺稀参数--掺稀量、掺稀相对密度、掺稀温度及掺稀深度,采用多元二次非线性回归方法研究了它们对稠油掺稀井井口压力的影响规律并进行了分析。结果表明：井口压力随着掺稀量、掺稀相对密度、掺稀温度及掺稀深度呈线性变化趋势,随着掺稀量、掺稀温度及掺稀深度的增加而增加,随着掺稀相对密度的增加而降低。掺稀量对井口压力的影响最大,而掺稀相对密度、掺稀温度及掺稀深度的影响相对小些。     

油井下用光纤温度压力传感器

研制了一种基于光纤F-P腔与光纤Bragg光栅的温度压力传感器,用于监测油井下的压力和温度。该传感器通过F-P腔腔长的变化监测油井下压力,通过光纤Bragg光栅反射波长的变化监测油井下温度。传感器测压范围0~69 MPa,实验测试和标定结果表明,传感器的压力响应与F-P腔腔长呈良好线性关系,线性拟合度为0.999 999;传感器测温范围5~175℃,温度精度±1℃。实际应用证明,该传感器可实时在线监测井下压力和温度状况,运行正常。     

压力校直下压量计算方法的比较分析

校直下压量是压力校直的主要工艺参数。校直下压量有三种计算方法：基于弹塑性理论基础的解析计算方法,有限元方法和经验公式的计算方法。通过实例计算结果与实验数据比较,证实了计算方法的实用性,对开展校直工艺理论研究和开发设计自动校直机具有一定的指导意义。     

用于高温高压井下的光纤传感器

本文详细介绍了光纤传感器在恶劣环境的井下的应用。传感头部分是基于干涉原理的光纤传感器,它的腔体长度会随着压力和温度发生变化。为了提高测量速度,一种以自校正（SCIIB）原理为基础的干涉方法被应用到压力（或温度）信号的解调,这种方式能够针对白光漂移以及光纤损失的变化实现补偿。这种系统应用到传感器的制作当中,解调系统可以提供非常高的分辨率。实验结果显示,当压力传感器在0~8000psi范围内工作,温度传感器在0~600℃范围工作时,这种SCIIB系统能够达到0.1%的准确度。白光系统的分辨率大约在?.5nm,动态变化范围在10微米。井下长期的测试结果在文中也有提及。     

稠油水混输海管停输再启动压力预测

为保障海底稠油集输管线的安全停输与顺利启动，以旅大稠油为研究对象，利用Anton Paar Rheolab QC流变仪分析稠油及其乳状液流变特征与再启动力学响应特性，通过SPSS软件，对正交启动实验数据进行非线性回归分析，建立四参量七系数的启动应力模型；自主研制了室内环道再启动实验装置，分析停运管线在不同工况下启动压力的变化规律，将基于启动应力模型的再启动压力预测值与实测值相比较，评估其预测可靠性。结果表明，稠油乳状液初始启动应力随时间的变化可分为3阶段，即启动应力上升阶段、衰减阶段、平衡阶段；再启动压力预测值与实测值平均相对误差绝对值为16.38%,再启动压力随温度升高而降低，随启动流量升高而升高，适当升高启动流量能减少管线启动时间，但将伴随着再启动压力的升高。     

压力模技术在高铁接触线生产中的应用分析

新一代的高铁接触线将采用锆铬铜合金/复合线材(铜包钢)。现有的高铁接触线生产工艺不太适应于锆铬铜合金/铜包钢线料,为此本文介绍压力模拉拔工艺,从粘性力学的角度对压力模拉拔过程进行数学分析,找出增加的压力与压力模几何尺寸、拉拔速度、润滑油动力粘度之间的关系,实验表明当变形区锥角及拉拔速度相同时,使用压力模比普通模的拉拔力降低15%~32%。     

低渗碳酸盐岩稠油油藏启动压力梯度研究

采用“压差-流量”法测定了3个渗透率级别、3个原油黏度级别条件下的低渗透碳酸盐岩油藏样品的非达西渗流曲线.得到不同黏度、不同渗透率条件下叙利亚O油田的油相启动压力梯度及流量-压差关系,分析认为原油黏度和渗透率对低渗透碳酸盐岩稠油油藏启动压力梯度影响明显;通过对实验结果进行非线性回归,得到适用于低渗碳酸盐岩稠油油藏的启动压力梯度与流度关系的经验公式及关系图版;通过加热测定高温对启动压力梯度影响,与冷采条件下相比,高温条件下低渗碳酸盐岩稠油油藏油相启动压力梯度可下降约1个数量级,从而有效改善了原油在地层的渗流能力,但高温改变启动压力梯度存在临界温度.该研究成果为低渗碳酸盐岩稠油油藏开发方式优选及热采参数优化提供了理论支持.