隔热套管完井工艺技术

稠油热采时须采取井筒隔热措施以降低蒸汽井筒热损失,同时防止高温蒸汽损坏套管和水泥环,由此造成热采工艺复杂、生产时率低、热采成本高。因此,将油层段以上套管采用隔热套管进行完井,后期吞吐时即可从套管注汽、油管采油,不必再考虑井筒隔热问题,从而可以简化热采工艺,提高生产时率,同时也提高了隔热可靠性,保证了套管安全,提高了蒸汽热能利用率。介绍了隔热套管结构性能、完井、注采工艺以及现场应用情况。     

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。     

渤海稠油热采隔热管优选和注氮工艺优化

渤海油田热采井已进行多轮次蒸汽吞吐,优化井筒隔热技术已成为热采井注汽中关键的技术之一。目前渤海油田L油田A23井已进行了三轮次的蒸汽吞吐现场作业,其中第三轮次注汽管柱在第二轮次注汽基础上进行了优化改进,采用了4-1/2″气凝胶隔热油管注汽工艺,较A23井二轮次使用的高真空隔热油管,有效降低隔热油管每千米的热损失由14.24%降为10.21%;同时采用了环空井筒间歇注氮工艺,降低井筒环空热损,较上一轮次有效地降低了11.86%的总注氮量。通过使用气凝胶隔热油管及环空间歇注氮工艺,降低了注汽井筒热损失,有效地节约了海上热采井注汽成本。     

新庄稠油油藏隔热注采工艺技术及应用

针对中浅薄层低品位稠油油藏特点开发研究了隔热注采工艺技术。该技术采用139.7mm套管完井和普通油管环空气体隔热注采,解决了稠油蒸汽吞吐生产中光油管注汽时热损失大影响开发效果,注汽时固井水泥环易受到破坏造成管外窜等问题。首次在139.7mm套管井内成功实现多轮次不动管柱隔热、注汽、采油一体化作业,减少了作业工作量和作业占产时间,充分利用了蒸汽热能。目前该技术已在中浅薄层稠油油田全面推广应用,成为中浅层稠油开发的一项主导技术。     

稠油热采井筒隔热技术的研究和应用

河南油田第二采油厂热采井常规采用普通光油管注蒸汽吞吐开采方式,注汽热损失大,尤其是对于新庄杨楼油田、123区等区块700 m以上井,使用常规注汽方法,注汽热损失大,导致吞吐开发效果差。应用计算机数值模拟方法,分析讨论了隔热油管配套热敏封隔器、隔热油管配套氮气气举、普通油管配套氮气气举等多种注汽工艺的热效率,并从经济效益角度出发,研究并实施了适合稠油热采中深井开发的注汽工艺,提高了热采井的注蒸汽吞吐效果,取得了显著的经济效益。     

稠油热采井筒隔热技术的研究和应用

河南油田第二采油厂热采井常规采用普通光油管注蒸汽吞吐开采方式，注汽热损失大，尤其是对于新庄杨楼油田、123区等区块700m以上井，使用常规注汽方法，注汽热损失大，导致吞吐开发效果差。应用计算机数值模拟方法，分析讨论了隔热油管配套热敏封隔器、隔热油管配套氮气气举、普通油管配套氮气气举等多种注汽工艺的热效率，并从经济效益角度出发，研究并实施了适合稠油热采中深井开发的注汽工艺，提高了热采井的注蒸汽吞吐效果，取得了显著的经济效益。     

氮气隔热井筒传热物理模拟研究

为配合辽河油区稠油注汽热采井套管环空氮气隔热技术的应用，首次在室内开展氮气隔热井筒传热物理模拟研究。通过模拟不同注汽条件，评价了热采井采用同心油管与光油管环空充氮气的隔热效果、影响因素和适用范围，为现场注汽井筒氮气隔热技术的应用推广提供了技术支持。     

海上热采井筒隔热工艺管柱研制与应用

海上稠油热采井埋藏深,而且多为水平井。在注汽过程中,采用隔热油管+环空注氮气的井筒隔热工艺,向地层中注入大量氮气,使作业成本增加、气窜风险加大;隔热油管接箍不具有隔热功能、注汽管柱存在"贴壁"现象,导致热损失增加。研制了海上热采井筒隔热工艺管柱及配套工具。工艺管柱主要由热敏封隔器、隔热型伸缩管、隔热型油管扶正器及隔热型接箍组成。该工艺管柱能够节省作业成本、提高注汽管柱的隔热效果、减少井筒热损失、保护套管和水泥环,提高海上稠油热采的安全性、经济性以及有效性。     

注蒸汽井套管的热应力数值分析

利用ANSYS有限元软件的耦合场分析功能,通过模拟现场热采工况,开展了稠油注蒸汽井井筒的温度场、应力场数值模拟研究。结果表明,采用隔热性能较好的隔热油管不仅能够大大减少井筒的热损失,增加注汽效果,而且可以使套管壁温度和套管Mises应力大幅降低,从而有效地保护套管,使其不发生强度破坏;注汽过程中施加预应力,可使套管达到屈服时的注汽温度升高,这对套管具有一定的保护作用。模拟研究结果为制定合理的注蒸汽井套管损坏预防措施提供了依据。     

稠油热采隔热油管技术适应性分析

稠油热采技术大部分需要向井底注入大量高干度蒸汽,而利用普通光油管注蒸汽的井筒热损失很大,蒸汽热利用率低。本文针对这一稠油热采难题,展开隔热油管技术的适应性分析,通过软件模拟计算出普通油管和隔热油管的井筒热损失,得出蒸汽吞吐使用隔热油管的合理井筒深度条件,同时分析指出SAGD技术采用隔热油管的优势。     

浅薄层稠油热采新工艺关键技术研究

稠油热采新工艺应用中前期先导试验时采用光油管注汽,出现注汽热效率低、部分井套管和固井水泥环被破坏等问题。为此,研制了Y341-115热采封隔器等配套工具。配套工具与井筒隔热技术相结合,使浅薄层稠油油藏得到了有效动用和开发。此外还根据现场工艺管柱的特点,配套开发了张力油管锚、大流道单流阀等工具,解决了隔热和反洗井等问题,实现了隔热注采合一的功能。Y341-115隔热封隔器配套工艺技术现场共应用500多井次,其工艺成功率达98%以上,累计节约作业井次400多次,累计增加产油量8 312 t。     

基于三维温度场的热采井水泥环完整性破坏的研究及对策

稠油热采井固井问题一直是制约稠油资源开发的关键技术难题之一,注蒸汽高温热载荷作用下的水泥环完整性破坏导致的井口抬升现象普遍存在于海上稠油热采井开发过程中,危害极大,严重影响油井生产寿命和井控风险。以渤海热采井固井水泥环完整性为研究背景,基于热传导分析,建立了热采井注热井筒三维温度场分析模型和热载荷、注氮载荷和非均匀地应力耦合条件下的水泥环完整性分析模型,并从水泥浆体系、工艺技术、隔热油管性能等方面提出了增强热采井水泥环完整性的应对措施。应用表明,该套理论可有效模拟热采井注蒸汽三维温度场剖面,判断热载荷条件下的水泥环完整性破坏机理及失效形式,为新开发热采井提供借鉴与参考,应用前景广阔。      

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。     

辽河油田热采井套损防治新技术

辽河油田稠油热采过程中套管损坏严重。经大量调查研究认为，造成套管先期损坏的原因是：热应力大，油井出砂，API圆螺纹接头和偏梯形螺纹接头不适合热采井要求，水泥封固质量不好，水泥环空段套管易变形，隔热管和隔热措施不力。采取的措施有：提拉预应力，用N80偏梯套管取代普通套管，使用热呆专用水泥返到井口．用良好的隔热管。治理后热采井套管损坏虽有所下降，但套管先期损坏依然严重。采取的新措施主要是：用热应力补偿器减少注蒸汽时套管应力，用TP100H套管以增强抗热变形能力，用TP120TH外加厚套管解决油层套管因出砂和射孔引起的套管轴向应力问题。经过长期的研究与实践，减缓了热采井套管先期损坏速率。参13     

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。     

注汽井套管的受力与变形

本文对注汽井套管的受力与变形提出了简要的计算方法,包括:老井改为注汽井时有水泥环部分套管和无水泥环部分套管的强度计算方法;新井中深井采用预应力套管时,预应力的计算方法。     

海上多元热流体高效注入管柱关键工具研究

目前海上多元热流体热采使用的简易式注入管柱存在管柱整体隔热性较差和水平段多元热流体注入不均等问题。为此,研制了隔热关键工具和分段注热工具,并对注入水平段进行了分段设计,形成了海上多元热流体高效注入管柱。该管柱的隔热段主要由隔热油管、隔热接箍、隔热扶正器、隔热补偿器和隔热封隔器组成,具有良好的整体隔热性能,能减少注入热流体的热损失;水平段主要由均衡注入阀、分段封隔器和油管扶正器组成,能够实现水平段均匀注入。隔热关键工具和分段注热工具均能满足在330 ℃高温下长期工作的需求,隔热性能均达到D级,其中均衡注入阀已应用7井次,水平段均实现了均匀注入。研究表明,多元热流体高效注入管柱及其关键工具能够满足海上多元热流体热高效注入的要求。