国际地磁参考场解算方法及石油工程应用

地磁场包含了从地球内核到宇宙空间的丰富信息，且具有复杂的时空特性及演化规律。国际地磁参考场能较好地描述地磁场的时空分布及变化特征，为石油工程等领域获取地磁数据提供了简洁实用的技术手段。介绍了地磁场特征、地磁场要素和国际地磁参考场，给出了国际地磁参考场的解算方法和步骤，以及在石油工程领域推广应用国际地磁参考场的方法。应用IGRF-12 国际地磁参考场，研究了1920~2020 年的100 年间塔里木盆地地磁场的时空分布及其演化特征，结果表明:塔里木盆地的最大磁偏角为5.98°，最小磁偏角为0.52°，二者相差5.46°。在石油工程应用中，为保证井眼轨迹监测与控制精度，应随时随地更新地磁数据，不能简单地用同一个磁偏角数值来覆盖整个油田或地区，也不能在某个空间位置上长期使用同一个磁偏角数值。     

提高热采注汽系统热效率的研究

为了降低热采成本和提高经济效益 ,建立了热采注汽系统热效率的数学模型。根据实测数据计算了 9个注汽系统的热效率。提出了改进注汽系统热效率的行之有效的措施。根据排烟的氧含量的大小 ,可以确定注汽锅炉热效率改进程度 ;按管线允许热损失量和保温材料种类 ,设计保温层厚度 ,可大大提高输汽管线热效率。仅此两项 ,即可使大部分注汽系统热效率提高 7%以上 ,井底蒸汽干度提高 10 %以上。     

抽油机井泵效的影响因素及井下能量损失

本文通过对大庆油田百余井次实测生产资料的处理,计算了抽油泵的(总)效率和各种功率损失,分析了影响泵效的诸因素,并对井下各部分能量损失进行了计算和分析,搞清了抽油机井井下效率不高的原因,主要是抽油杆在传递能量过程中把相当大的一部分能量损失掉了,这部分损失在117井次中占无杆平均功率的42.1%。文中还为全面提高抽油机升的整机效率提出了指导性意见。     

抽油机井泵效理论计算的实际应用

为了检验抽油机井泵效计算的理论研究结果,三年来对大庆油田的部分生产井进行了现场测试,录取了几万个数据资料,并运用抽油机井系数计算的理论,计算出了抽油泵的(总)效率和井下的各种功率损失。根据计算和分析结果,对其中的部分生产井实施了改造,从而在实际生产中对理论研究结果进行了检验。通过现场实际验证结果表明:抽油机井泵效计算[1]的理论研究结果是正确的;依据该理论所进行的井下能耗的计算是符合实际的;根据理论分析和计算结果所提出的对抽油机井的改造措施是有效的。     

给定井眼方向的修正轨道设计方法

在定向钻进过程中,井眼方向及其变化规律是井眼轨道监测与控制的关键参数.修正轨道设计作为井眼轨道监控的重要组成部分,对修正设计目标点的井眼方向往往有一定的要求.根据定向钻井工艺技术的特点,本文构造出了具有两个圆弧段和一个直线段的三段式剖面,从而解决了给定井眼方向条件下的修正轨道设计问题,为井眼轨道的有效监控奠定了基础.本文的设计方法避开了求解约束方程组,使得求解过程是一致收敛的,并且所有计算公式在理论上都是精确解,因此其普适性、精确性、稳定性和收敛性得到了保证,可广泛应用于定向井、水平井、大位移井、多目标井的修正轨道设计.     

蒸汽辅助重力驱生产井井筒举升工况分析

蒸汽辅助重力驱(Steam Assisted Gravity Drainage)SAGD技术是水平井结合注蒸汽工艺技术在开采稠油中的具体运用,在我国辽河油田开始了现场试验。为了分析生产井能否维持自喷并进行正常的SAGD开采,本文打破了常规的计算方法,首次将井眼轨迹计算技术引人多相流动的计算中,应用多相流体力学和传热学原理,建立了井筒内的能量平衡方程及热传导方程。通过对汽液两相流体在倾斜井筒中总传热系数方程式、热传导方程式及能量平衡方程式的求解,得出了计算井筒内任意点处压力、干度及其他物性参数的计算公式,总结出一套新的计算方法,并编制了计算软件。理论计算与现场实测数据的对比表明,该理论是正确的,利用该软件所得计算结果可以作为油田SAGD生产举升方案设计的依据。     

稠油热采蒸汽等干度分配技术

锅炉蒸汽等干度分配是基于相分离原理进行工作的,即分配到支路管线的两相流体由相分离后的2股流体组合而成,其中一股流体的干度较高,另一股流体的干度则较低.通过调节2股流体的比例实现流量分配和干度控制.在等干度分配中,该分配技术既适合于2条支路的分配,也适合任意多支线的分配;既可以实现等流量、等干度分配,也可以实现不同流量时的等干度分配.     

稠油掺稀多相流动规律及生产参数设计

研究了塔河超深稠油掺稀井多相流动规律。根据不同的掺稀方式给出了超深井稠油掺稀井井筒中流体温度梯度的计算方法。结合掺稀特点,给出了超深井稠油原油物性模拟的修正模型,其结果与PVT曲线具有良好的相关性。通过引入井眼轨迹的描述与计算技术,解决了超深井弯曲井段的多相流计算问题。在此基础上,根据能量平衡及多相流体力学原理建立了稠油掺稀生产动态分析模型,实现了对超深井稠油掺稀生产动态的模拟和分析,并据此可对稠油掺稀比例及生产参数进行优化设计,现场应用收到了良好的效果。     

在封闭地层中非牛顿幂律流体压降特征分析

研究非牛顿流体压降特征有助于提高聚合物驱油或常规稠油开采效果.本文首先用Laplace变换方法给出了封闭地层中非牛顿幂律流体不稳定渗流数学模型的解析解式,然后通过渐近分析给出了比较完整的压降流动期表现公式,其中晚期拟稳态表达式是一个新的结果,而通过流动期渐近公式可以对非牛顿幂律流体压降测试数据进行简洁分析,文中给出了具体应用方法和步骤.     

煤层气井井筒煤粉运移规律研究

煤层气井排采过程中由于储层析出煤粉,现场经常遇到煤粉沉降堵塞井筒及煤粉卡泵问题,急需针对井筒内煤粉运移的分析预测方法。该研究建立了井筒内垂向和径向煤粉运移数学模型及求解方法,在此基础上分析了煤层气井井筒流体煤粉携出能力及煤粉径向浓度分布规律。研究结果表明,排水速度越快井筒流体携出煤粉能力越强,对于直径200μm以内的煤粉,排水速度超过3 m3/d (3.48×10~(-5)m~3/s)便可将煤粉全部携出。煤粉呈现向井筒中线聚集现象,距离井筒中线越近煤粉浓度越高,并且排水速度越快煤粉聚集现象越显著,当排水速度达到5 m3/d(5.79×10~(-5)m~3/s)时井筒中线煤粉浓度是壁面附近的10倍。相同排水速度下,颗粒粒径增大会使得煤粉在井筒中线附近浓度略微降低。