热采高温井全金属螺杆泵举升技术

为克服传统橡胶定子螺杆泵应用于热采高温井的局限性,全金属螺杆泵举升技术应运而生。为深入认识这一新型举升技术,基于间隙配合方式的基本结构分析了全金属螺杆泵的工作原理及技术特点,开展了全金属螺杆泵工作特性室内实验研究。实验结果表明,全金属螺杆泵具有较好的抽稠能力、高转速适应性及高扬程举升能力。该泵更适用于但不仅限于较高粘度介质的举升情况,低粘介质举升过程中可将合理提高转速作为保证举升能力的有效途径,热采高温井实际生产过程中需根据油井生产动态进行转速的实时调整。全金属螺杆泵举升技术满足注采一体化配套工艺要求,现场应用效果显著,具有广阔的发展前景。     

基于能量守恒的螺杆泵动态充满程度计算模型及应用

螺杆泵举升作为主要举升方式已得到广泛应用,但受举升介质及工作参数影响螺杆泵性能不能有效发挥,限制了其泵效最大化。本论文针对螺杆泵采油存在的充不满现象,以螺杆泵泵下油管、吸入口和泵腔内液面为研究对象,分别建立相邻两截面间的伯努利方程,确定泵腔内液面高度;并根据转子运动规律,建立泵腔打开体积模型和进入流体体积模型,结合泵腔内液面高度确定螺杆泵的动态充满程度;通过对不同参数的模拟计算分析,动液面、转速是影响螺杆泵充不满的主要因素。现场5口井实际生产效果证明,本论文建立的计算模型误差小于10.3%。     

具有内压缩过程的潜油螺杆泵设计与数值模拟

传统的全金属单螺杆泵的螺杆转子与定子在结构上没有内压缩过程,在用于井下潜油时需要较长的螺杆.为减小潜油螺杆泵的长度,提高其在油井中的通过性,提出一种具有内压缩过程且具有卸压通道的变啮合间隙全金属单螺杆泵.推导变啮合间隙全金属单螺杆泵截面的型线方程,研究啮合间隙的变化规律,得到新型变啮合间隙全金属单螺杆泵的设计方法.采用...     

全金属单螺杆泵工作性能的仿真与实验研究

基于计算流体力学(CFD),选用三维瞬态湍流动网格模型,对双头全金属单螺杆泵进行流体仿真分析,编写CG宏函数实现动网格中流域动边界的行星运动,仿真研究不同黏度和转速对泵工作效率的影响,同时对该型全金属螺杆泵在不同黏度和转速下进行实验研究。结果表明:在稠油热采环境中,油液黏度较低(50 m Pa·s),提高转速可以有效改善容积效率和泵效;在稠油冷采环境中,油液黏度较高(50 m Pa·s),提高转速泵效先增大后减小,转速过大会引起定转子接触碰撞频率、油液对转子的正压力以及油液对转子的摩擦阻力的增大,使得泵效降低,容积效率维持在较高水平;该泵更适合于黏度较高液体的输送。     

底水稠油热采温度场影响因素物理模拟研究

利用高温底水物理模拟实验系统,以渤海LD底水油田为例,依据目标层位的储层特征,填物理模型,开展高温底水物理模拟试验研究。模拟研究了热水驱和蒸汽驱、直井和水平井、注蒸汽温度、水平井井筒距底水距离条件下温度场的变化特征。实验研究结果表明,热采驱替方式、井型、水平井筒的位置、注蒸汽温度对底水稠油油藏热采时温度场的形成发育都有明显的影响。温度场的变化决定稠油油藏中油层被加热的范围,影响着底水稠油热采开发效果。利用高温底水物理模拟研究热采温度场的实验技术可为渤海底水稠油热采开发方案的制定提供技术支持,可推广应用在渤海底水稠油热采开发的研究中。     

全金属单螺杆油泵工作性能的全参数分析

针对全金属单螺杆泵运行参数和结构参数对其工作性能影响不明确的问题,开展了全金属单螺杆泵运行参数和结构参数对泵工作性能影响的研究,研究中采用了基于FLUENT的全金属单螺杆油泵3D数值分析技术,获得了黏度、转速和级增压值对泵的排量、功率、容积效率和系统效率的影响以及定转子间隙、偏心距和定子导程对泵的排量、功率、容积效率和漏失量的影响,并进一步得出了该结构在稠油热采时宜采用较高转速而稠油冷采时宜采用低转速的结论,此外,得出稠油热采时定转子间隙值宜取0.1~0.3 mm、偏心距宜取5.0~6.0 mm、定子导程宜取170~200 mm;稠油冷采时定转子间隙值宜取0.3~0.5 mm、偏心距宜取4.0~5.0 mm、定子导程宜取110~150 mm。     

中深井小排量螺杆泵举升适应性分析

针对小排量高扬程螺杆泵在大庆油田中深井的试验情况,分析了螺杆泵使用范围,并进行经济效益评价.结果表明,中深井小排量螺杆泵适用于产液量在(1～13) t/d、泵挂深度1 600 m以下的油井举升,合理转速为(60～140) r/min.定向井应用螺杆泵举升,井眼曲率不应大于5°/25 m,并且应缩短洗井周期.螺杆泵与抽油机相比,单井节省投资10万元.     

稀油井区螺杆泵采油工艺技术研究

通过对螺杆泵结构及原理的研究,结合油井生产条件,选择适合螺杆泵采油工艺的油井,利用专业优化软件进行螺杆泵采油工艺设计。根据油井流入动态分析和实际生产情况,确定油井的实际供排关系,以选择螺杆泵的排量范围和型号,进行抽油杆、驱动装置和井下举升系统的配套优化设计,经过现场实测螺杆泵采油工艺与抽油机采油工艺的能耗数据对比,油井供排关系和举升系统都能正常运行。阐述了螺杆泵采油技术节能降耗效果,为深井中质油开发提供了一种可行途径,对油田开发生产有着重要的现实意义。     

有杆泵-地面驱动螺杆泵组合举升工艺设计

随着塔里木等深层油气田的开发,能够满足深井大排量深抽的工艺技术逐渐成为现实需要,考虑到机采井的泵挂深度不断加深,单一的举升方式随着举升高度的增加往往表现出一定的局限性和低效性,因此,针对性地提出有杆泵-地面驱动螺杆泵组合举升工艺,将螺杆泵和有杆泵安装在同一生产管柱上进行“接力”采油。为论证有杆泵-地面驱动螺杆泵组合举升工艺的可行性,在分析有杆泵-地面驱动螺杆泵组合工艺的工作原理、流量匹配及杆柱受力状况的基础上,建立了有杆泵-地面驱动螺杆泵组合举升工艺在油井深抽条件下的悬点载荷计算模型,与单独的有杆泵抽油相比,在保证产量相同的情况下,该组合系统能通过降低抽油机悬点载荷达到增加泵挂深度及排量范围、降低抽油能耗的目的。     

全金属螺杆泵漏失机理

传统的橡胶螺杆泵采用过盈方式啮合,当压力小于泵的击穿压力之前,泵内没有漏失现象。全金属螺杆泵定转子都是金属材质,且定转子之间采用间隙配合的啮合方式,故即使在泵正常工作时,漏失也客观存在。研究全金属螺杆泵的漏失规律,为研究整个螺杆泵工作特性奠定基础。在同心环缝隙流动基础上充分考虑流体惯性力引起的压降漏失,研究全金属螺杆泵漏失计算通式,在对模型进行验证的基础上,分析漏失模型的影响因素。结果表明:全金属螺杆泵的漏失主要受泵本身结构参数和泵送流体密度的影响,其中间隙高度为影响漏失的主要因素。     

基于应变的热采井套管设计方法

提出基于应变的热采井套管设计方法,确定基于应变的设计准则,通过建立三维弹塑性有限元模型,模拟分析热采井多轮次生产过程中应力和应变变化规律,并以胜利油田A井为例进行实例设计。结果表明,该设计方法密切结合热采井"注-焖-采"生产过程,可考虑多轮次循环温度载荷对套管的损伤程度,通过计算多轮次生产条件下套管上的累积塑性应变,依据热采井生产轮次要求及应变准则,科学灵活地设计套管,可以为热采井套管柱设计提供新思路。     

稠油热采硅酸盐水泥抗高温技术研究进展

由于常规油井水泥无法适应热采带来的高温环境,采用改性硅酸盐水泥是稠油热采井固井的主要手段.针对耐高温改性硅酸盐水泥进行了调研与梳理,分析了 G级油井水泥的高温衰退机制,总结了 目前中外的硅酸盐水泥抗高温技术及其抗高温机理.调研发现:加砂是目前最重要的硅酸盐水泥抗高温手段,在300℃以上的热采井中,常规密度水泥浆体系应掺...     

全金属螺杆泵漏失机理研究

传统的橡胶螺杆泵采用过盈方式啮合,当压力小于泵的击穿压力之前,泵没有漏失现象,但全金属螺杆泵定转子都是金属材质,且定转子之间采用间隙配合的啮合方式,所以即使在泵正常工作时,漏失也是一直存在的,研究全金属螺杆泵的漏失规律,为研究整个螺杆泵工作特性奠定基础。在同心环缝隙流动基础上充分考虑流体惯性力引起的压降漏失,研究全金属螺杆泵漏失计算通式,在对模型进行验证的基础上,分析漏失模型的影响因素,结果表明全金属螺杆泵漏失量主要受泵本身结构参数和泵送流体密度的影响,其中间隙高度为影响漏失的主要因素。     

浅析应用大排量螺杆泵的优越性

本文借鉴胜利采油厂大排量螺杆泵举升工艺应用的成功经验,结合埕岛油田开发中遇到的高油气比油井、稠油开采等问题,论述了大排量螺杆泵在埕岛油田应用的优越性.     

应用工况测试系统进行井下单螺杆泵的诊断分析

井下单螺杆泵工况诊断系统包括数据采集和数据分析优化两大部分 ,该系统的研制成功实现了井下单螺杆泵井生产状况的实时监测 ,能够帮助工程技术人员及时了解螺杆泵井的转速、扭矩和载荷等参数 ,并通过优化设计部分进行与理论值对比 ,从而指导螺杆泵井的维护工作 .通过现场应用 ,取得了井下单螺杆泵生产的第一手资料 ,尤其是直观地展示了螺杆泵启动阶段的运转特性 .目前已在 4口井上应用 ,结果证明了该系统的实用价值 .     

一种耐热低膨胀钢种的设计

通过对稠油热采井使用工况的研究,针对性设计了一种耐高温、低膨胀钢种.此钢种采用中碳Cr--Mo系加微量晶界强化合金元素及稀土的设计思路.实验室试验证明,其高温拉伸性能和线膨胀系数均较C--Mn系钢种优越,适用于稠油热采工况条件,有望用于稠油热采井专用套管的生产.     

应用工况测试系统进行了井下单螺杆泵的诊断分析

井下单螺杆泵工况诊断系统包括数据采集和数据分析优化两大部分，该系统的研制成功实现了井下单螺杆泵井生产状况的实时监测，能够帮助工程技术人员及时了解螺杆泵井的转速，扭矩和载荷等参数，并通过优化设计部分进行与理论值对比，从而指导螺杆泵井的维护工作，通过现场应用，取得井下单螺杆泵生产的第一手资料，尤其是直观地展示了螺杆泵启动阶段的运转特性，目前已在4口井上应用，结果证明了该系统的实用价值。     

深层稠油混合高温蒸汽吞吐工艺参数优化研究与实践

为了提高深层超稠油油藏注蒸汽吞吐热采中地层蒸汽干度及其加热降黏效果,提出了混合高温气吞吐热采工艺技术,即在常规蒸汽吞吐过程中,混入氮气、二氧化碳或烟道气(主要由氮气和二氧化碳组成)等非凝析气体,以有效控制注蒸汽过程中的热损失;并根据汽/液两相流体动力学和热力学原理,建立了深层稠油井混合高温蒸汽吞吐过程中井筒温度梯度、井筒压力梯度、混合流体干度及物性参数等的定量计算数学模型,以对注汽井的井筒动态进行系统分析与控制.以胜利油田孤东GO51X11井为例,发现注汽参数的理论计算结果与实际监测结果具有较好的一致性.     

热采井高效封窜堵漏剂的研究与应用

为解决热采井封窜堵漏措施成功率低、有效期短的问题,研究了新型的热采井封窜堵漏剂XAN-RC.室内试验表明,XAN-RC能够在疏松的漏失层有效驻留,早期强度高,在高温作用下胶结强度不衰退反而有所增强.对XAN-RC的抗高温机理进行了研究,表明XAN-RC能够在高温的作用下发生二次水化反应,生成纤维状晶体的水化产物,从而形成牢固的网状结构,增强了界面胶结强度.新型的热采井高效封窜堵漏技术已在现场施工20余口井,成功率高,增产效果明显,措施井有效期长,具有较好的推广应用价值.     

螺杆泵井电参数工况诊断技术及效益评价

应用电参数进行螺杆泵工况诊断可行性分析的基础上,分别从螺杆泵工况连续监测诊断系统软件的开发、管漏与泵漏区分技术和电参数技术图形分析及电力线载波油井监测系统等方面阐述了螺杆泵井电参数工况的诊断技术,并简要评价了该技术的社会经济效益及其应用前景,填补了机采系统效率评价软件中螺杆泵井评价的空白,为采油系统节能降耗工作提供了一种新方法。