注汽井的注汽动态计算

根据注汽过程中油管和油层流体相互联系的实际情况，提出了油管流动和油层渗流相互协调计算的数学模型，通过分析得到了一定注汽条件和油层特性下最大注汽流量的计算方法，为注汽方案的设计和油藏数值模拟流量的选择提供了依据，并进一步分析和计算了油井深度、油层特性及井口注汽压力对最大注汽流量的影响．研究表明，在油藏数值模拟和选择注汽方案时，注汽流量必须适宜，即与油层的吸汽能力相互协调．     

SAGD循环预热水平段注汽参数规律

SAGD循环预热效果是影响SAGD开发技术的一项重要因素,循环预热水平段与油层直接接触,循环预热过程中由于注汽参数选取不匹配易造成水平段加热不均匀,针对该问题提出以蒸汽返回某点时蒸汽干度大于等于0为目标的水平段注汽参数优化方案。以现场实际管柱结构、油藏特点为基础,建立水平段循环预热流动传热数学模型,采用差分法对模型进行编程求解,分析蒸汽压力、干度、散热量等参数沿程分布规律,对比不同注汽速度、注汽干度组合对预热效果的影响。并得到加热均匀和经济有效的SAGD水平段循环预热最优参数图版。结果表明:循环预热阶段,沿程压降、温降主要发生在长油管中,在环空中蒸汽主要消耗汽化潜热加热油层;注汽流速越小、干度越低越有利于环空与油层换热。     

注汽管柱管鞋下入深度对注汽动态的影响

针对蒸汽吞吐注汽管鞋放置在完井段顶部（模式A）和底部（模式B）两种模式，通过分析完井段水蒸气的变质量流特征建立了能量守恒方程，考虑随注入时间延长油层加热范围扩大对径向导热造成的影响，对时间函数进行了修正。以胜利油区单家寺油藏参数为基础，研究完井段蒸汽参数的变化特征。结果表明，管鞋模式A条件下，蒸汽流经完井段截面积突然增大以及变质量流动，会使汽液分离作用增大，重力效应增强，完井段的蒸汽参数变化比井筒的大；管鞋模式A完井段压力和蒸汽干度变化幅度比管鞋模式B的大，两种管鞋模式蒸汽干度变化方向相反，实际生产过程中，可以根据吞吐周期轮回改变管鞋下入深度，以改变完井段吸汽剖面；随完井段长度增加，射孔段顶底的蒸汽压差和干度差增大，注汽速度的选择应充分考虑注汽设备工作条件、油层破裂压力和油层的吸汽能力。     

井口注汽参数对注汽效果影响分析

利用气液两相流理论和传热学原理建立了注蒸汽井井筒的温度场分布模型及井筒压力分布计算模型,编制了温度、压力分布相关的计算程序.对影响注蒸汽热力采油效果的主要参数进行了敏感性分析,通过分析得出:影响注汽效果的主要因素是蒸汽的质量流量和井口干度,研究结论将为优化蒸汽吞吐热力采油提供一定的理论支持.     

稠油热采井注汽MDOD优化设计

为解决稠油油田开发初期注汽工艺设计问题,在满足油层注汽效果条件下,以注汽投资费用最低为目标函数,建立了稠油热采中井筒注汽优化模型,并用混合离散变量优化设计方法(MDOD算法)进行了求解.对蒸汽吞吐和蒸汽驱两种井筒注汽工艺进行了实例计算,结果表明:运用MDOD方法进行优化设计,可以节省大量的初始投资并降低运行成本,有利于节约能源,提高经济效益.     

稠油油藏注蒸汽井筒配汽数学模型研究

针对注蒸汽热力采油注汽阶段的特点,在借鉴前人研究成果的基础上,考虑流体相变和油层吸汽不均匀等因素,应用井筒多相流原理,建立了井筒配汽数学模型。在此基础上,应用实测资料对建立的配汽模型进行了验证。结果表明,实测值和计算值吻合较好,说明建立的井筒配汽模型能够较准确的解释注汽井的吸汽状况,从而反映井筒－油藏动态耦合规律。对目前注蒸汽热力采油过程的注汽动态具有很好的指导意义。     

井楼油田注汽井调剖参数优化设计方法研究

通过分析蒸汽吞吐的汽窜动态和汽窜方式，考虑汽窜通道内为蒸汽凝析特征，建立了窜流通道内蒸汽驱的非活塞驱替模型，依据窜通井射孔段的油层物性差异，给出了井间平均连通程度和窜通角的计算方法，并计算出窜汽量，然后由非活塞式驱替模型和汽窜动态资料确定井间窜通孔隙体积。数值模拟结果表明，调剖段塞位置处于井间之半时，调剖效果较好，调剖段塞尺寸为10％～15％汽窜孔隙体积时蒸汽波及效率基本达到最大。对L1833井进行调剖参数设计，按照深部调剖原则选取颗粒堵剂粒径，调剖剂用量为32m^3，实施调剖后注汽，对应邻井的井口温度和含水率变化趋势正常，未出现汽窜现象，堵调效果较好。     

注汽管柱管鞋下入深度对注汽动态的影响

针对蒸汽吞吐注汽管鞋放置在完井段顶部(模式A)和底部(模式B)两种模式,通过分析完井段水蒸气的变质量流特征建立了能量守恒方程,考虑随注入时间延长油层加热范围扩大对径向导热造成的影响,对时间函数进行了修正.以胜利油区单家寺油藏参数为基础,研究完井段蒸汽参数的变化特征.结果表明,管鞋模式A条件下,蒸汽流经完井段截面积突然增大以及变质量流动,会使汽液分离作用增大,重力效应增强,完井段的蒸汽参数变化比井筒的大;管鞋模式A完井段压力和蒸汽干度变化幅度比管鞋模式B的大,两种管鞋模式蒸汽干度变化方向相反,实际生产过程中,可以根据吞吐周期轮回改变管鞋下入深度,以改变完井段吸汽剖面;随完井段长度增加,射孔段顶底的蒸汽压差和干度差增大,注汽速度的选择应充分考虑注汽设备工作条件、油层破裂压力和油层的吸汽能力.     

分注分采井下工具及配套工艺技术探究

针对油层动用程度低,部分油层未动用是蒸汽吞吐阶段主要问题,研制开发了分注分采系列工艺技术,通过该系列技术的实施来改进注汽井的注汽方式,调整吸汽剖面,改善注汽效果。该系列技术适用于油层渗透率错综复杂且符合射孔完井、油层井段固井质量合格、套管无重大变形、吸汽剖面资料比较明显的油井。并根据各油层或各组油层的不同特性进行配汽,同时也就大大平衡了油层纵向吸汽不均的矛盾。     

注汽井氮气隔热效果数学物理模拟研究

为评价注汽井油套环空充填氮气的隔热效果和确定环空注氮气隔热工艺的技术条件，建立了隔热油管、油套环空充氮气隔热井筒传热物理模型和数学模型，通过物理模拟现场不同注汽参数，监测井筒模型不同半径处径向温度场分布，结合井筒传热数值模拟计算，从不同侧面评价现场注蒸汽井油套环空充氮气的隔热效果、影响因素和适用范围。研究结果表明，在油套环空不发生窜流的前提下，环空注氮气会导致井筒径向总传热系数增加，不利于井筒隔热。当油套环空发生窜流时，只要保证注氮气压力不低于注汽压力，注汽井油套环空注氮气隔热技术就是有效和值得推广的。     

稠油水平井注汽剖面分析

在线测试技术可以探测水平井注汽各个阶段的温度,但缺乏对测得数据的解释方法。应用FLUENT软件模拟蒸汽在水平井内的流动,得到蒸汽在水平井内的温度变化规律。结果表明:湿蒸汽在油管内流动时,温度不断下降,当遇到筛管分流时,温度下降幅度会增大,且分流量越大,温度下降幅度越大。分析在线测试系统测试的温度得到注汽过程中水平井的吸汽情况,在测试点等距分布时,相邻两测试点温差越大则两测试点之间注汽量越大。     

稠油热采井筒注汽优化设计方法

建立了稠油热采中井筒注汽优化模型，并用穷举法进行了求解。对蒸汽吞吐和蒸汽驱井筒注汽两种情况进行了实例计算和分析，结果表明，提高隔热管隔热性能，可以降低综合成本；降注汽速率将会增加热损失，从而导致综合成本增大；随着隔热管管径的增加，隔热管造价将增加。     

注汽井井筒温度分布的模拟计算

现场使用的注汽井井筒模拟软件存在的主要问题是对隔热井筒的节点划分过粗，未考虑隔热油管接箍和伸缩管等对井筒温度分布的影响，其计算结果误差较大。针对这一问题建立了井筒温度分布精细描述数学模型，编制了新的计算软件，此软件考虑了接箍处轴向导热的影响，改进了地热阻的计算方法，并采用新方法计算环空隔热介质的导热系数。对隔热油管外管壁温度分布进行的局部加密处理后的计算结果更能接近实际热损失情况。分别用数值解法和解析法求解了隔热管外管壁的温度分布。与现场测试数据的对比说明，精细模型计算的结果准确度高，能满足工程精度的要求，对地层热阻、环空隔热介质等的分析计算比较可靠。     

井楼油田注汽井调剖参数优化设计方法研究

通过分析蒸汽吞吐的汽窜动态和汽窜方式,考虑汽窜通道内为蒸汽凝析特征,建立了窜流通道内蒸汽驱的非活塞驱替模型,依据窜通井射孔段的油层物性差异,给出了井间平均连通程度和窜通角的计算方法,并计算出窜汽量,然后由非活塞式驱替模型和汽窜动态资料确定井间窜通孔隙体积.数值模拟结果表明,调剖段塞位置处于井间之半时,调剖效果较好,调剖段塞尺寸为10%～15%汽窜孔隙体积时蒸汽波及效率基本达到最大.对L1833井进行调剖参数设计,按照深部调剖原则选取颗粒堵剂粒径,调剖剂用量为32 m3,实施调剖后注汽,对应邻井的井口温度和含水率变化趋势正常,未出现汽窜现象,堵调效果较好.     

注过热蒸汽井热力计算

以蒸汽压力和比焓作为求解变量,根据能量守恒和动量守恒建立井筒注过热蒸汽的热力计算模型,对井筒内分别采用普通油管和隔热油管两种工况进行注汽热力计算,并分析井内蒸汽热力参数分布情况。该模型将注过热蒸汽、湿蒸汽和注热水热力计算统一起来,克服了传统计算方法需要根据蒸汽在井中的相态切换求解变量和微分方程的缺点。结果表明,采用普通油管注过热蒸汽时,井内蒸汽一般会凝结变成气液两相流。计算结果与测试结果和文献结果的对比验证了所建计算模型和方法的可行性。     

油田采油燃煤注汽锅炉及其控制系统

分析了蒸汽驱采油和燃煤注汽锅炉的基本结构组成和影响注汽锅炉蒸汽压力和蒸汽干度两个主要工艺参数的因素，并对注汽锅炉控削系统的控制要求进行分析，提出注汽锅炉控制系统的要求和需实现的指标，为燃煤注汽锅炉控制设计打下基础。     

注汽井吸汽剖面压力等四参数测试仪及其传感器

用环形孔板节流模型对注汽井吸汽剖面的压力、流量、干度、温度进行了分析，以汽液两相流分相理论导出了仪器的测量原理公式．在此基础上，着重就与该仪器配套的压力、差压组合式传感器及系统的设计、研制进行了较详细描述，展示了该仪器现场测试的一些典型结果     

稠油油藏水平井注蒸汽监测资料解释方法

以稠油油藏水平井注蒸汽现场监测数据为基础,建立了水平井井筒及油藏动态变化的解释模型.从能量方程出发,计算了水平井注蒸汽过程中水平段井筒干度、流量分布剖面和油层吸入热量剖面.结果表明,温度随蒸汽干度下降而降低,干度大于零时,温度变化很小,当干度降为零后,温度下降很快;流量的变化及油层吸入热量百分比与该井段的油层物性有关.应用实例证明了所建立的解释方法能够快速、准确地解释水平井注蒸汽过程中井筒及油藏动态变化,为今后的注汽参数设计及油藏开采提供可靠的依据.     

注汽管柱喷嘴结构对蒸汽干度的影响

由于稠油油藏油层物性差异,导致油井各层或不同井段的吸汽、吸热不均,油层动用程度较差,常采用分层注汽技术来解决这一问题.针对分层注汽管柱的喷嘴设计,通过理论分析和数值模拟方法,研究了喷嘴扩容和喷嘴角度对蒸汽干度的影响.结果表明:喷嘴角度大小将影响湿蒸汽两相流动相分离效果,导致喷嘴内蒸汽干度发生变化;因喷嘴结构、数量、壁面散热、高速流动产生的耗散热以及后期油层压力升高,湿蒸汽经喷嘴靠扩容提高蒸汽干度的能力极小.     

稠油油藏水平井注蒸汽监测资料解释方法

以稠油油藏水平井注蒸汽现场监测数据为基础,建立了水平井井筒及油藏动态变化的解释模型.从能量方程出发,计算了水平井注蒸汽过程中水平段井筒干度、流量分布剖面和油层吸入热量剖面.结果表明,温度随蒸汽干度下降而降低,干度大于零时,温度变化很小,当干度降为零后,温度下降很快;流量的变化及油层吸入热量百分比与该井段的油层物性有关.应用实例证明了所建立的解释方法能够快速、准确地解释水平井注蒸汽过程中井筒及油藏动态变化,为今后的注汽参数设计及油藏开采提供可靠的依据.