基于系统效率最高的抽油机井合理流压研究

确定抽油机井合理流压是采油工程与油藏工程的重要研究内容。本文建立了以系统效率最高为评价指标的抽油机井合理流压仿真方法,具体包括:基于抽油机井井筒油气水多相稳定流动的泵排出口压力与油井产液量的耦合仿真模型;有效功率的仿真计算方法;基于抽油杆柱轴向振动与悬点示功图仿真的电动机输入功率仿真模型;系统效率与流压、油藏参数、抽汲参数之间函数关系的仿真模型;给定流压条件下系统效率极值的仿真模型;系统效率极值随流压的变化规律以及合理流压的确定方法。仿真分析结果表明:流压对抽油机井系统效率有显著影响,优化流压可以显著提高系统效率;含水率、气油比与饱和压力等油藏参数是影响合理流压的主要因素。     

基于机采和集油系统整体能耗最低的集油参数优化方法

将环状集油环上的抽油机井与集油管网作为研究对象,基于多相水平管流模型和抽油机井动态参数的仿真技术建立集油管网压降、抽油机井井口油压与集油系统掺水参数关系的仿真模型及抽油机井输入功率、油井产量与井口油压之间关系的数学模型,即抽油机井输入功率、油井产量与掺水参数之间关系的数学模型。分别以集油和机采系统总能耗最低、集油和机采系统效益最大为优化设计的目标函数,建立集油系统掺水参数优化设计的数学模型。结果表明:井口油压对抽油机井输入功率与油井产量有显著影响;掺水温度与掺水流量对集油和机采系统总能耗、总效益具有显著影响,将机采与集油系统作为整体优化可显著提高系统整体经济效益。     

抽油机井系统动态实时分析模型

针对传统示功图测试方法的不足,根据电机直接转矩控制理论和抽油机运动学、动力学原理,建立抽油机井系统动态实时分析模型.该模型根据油井实测电流、电压计算电机的输出扭矩,结合抽油机动力传递过程和减速箱的平衡原理,计算减速箱的净扭矩和油井负荷扭矩,根据抽油机的扭矩因数,计算得到光杆示功图.实例分析表明,油井电参数测量是一种高精度可靠的测量手段,利用所建模型计算得到的扭矩曲线及示功图与现场实际资料吻合较好,很好地反映了抽油机井的运行状况,可实现油井系统动态实时分析.     

抽油机井地面设备组合优化与节能技术

抽油机井的各种节能型机电设备的优化配置可以显著提高抽油机井的系统效率。按照可独立进行节能改造的原则,将抽油机井地面系统划分为电控箱、电动机、抽油机三个单元,建立了抽油机井数据库。提出了地面设备合理配置的混合离散变量优化模型,研究了求解策略,并编制了抽油机井地面设备优化组合软件。现场应用结果表明,利用抽油机井地面设备组合优化与节能技术开发的优化软件,可以实现抽油机井地面耗电设备的合理配置,提高系统效率,具有显著节能效果。     

不同抽油机井系统效率计算模型研究与节能效果

为降低油井生产能耗和提高系统效率,油田应用了多种新型节能抽油机,但缺乏节能抽油机特性与节能效果及其选型理论的研究。为此,基于常规游梁式抽油机、异相型抽油机、调径变矩抽油机、异型抽油机和皮带式抽油机的工作动态特性,建立了不同抽油机的油井地面效率计算模型,并运用抽油杆柱纵向振动的一维有阻尼波动方程,以悬点运动规律和井下泵的受力状况为边界条件,建立了抽油机井地面功图与泵功图的计算模型;井下举升效率和系统效率计算模型。研究不同抽油机井的系统效率和节电率,分析了不同井液黏度和不同下泵深度对抽油机井系统效率的影响。结果表明,与常规游梁式抽油机相比较,其它四种抽油机都能达到提高系统效率和节电节能的目的,其中皮带式抽油机的系统效率为最高,相对于常规游梁式抽油机井提高9.06%,节电率为22.36%;随着井液黏度的增大,油井生产系统效率均降低,皮带式抽油机井的下降幅度较小,适合于稠油井的应用;抽油机井存在油井生产系统效率最高的合理下泵深度(或合理沉没度)。     

含气抽油机井套管气释放时机的确定

以含气抽油机井生产系统为研究对象，在分析其工作状况的基础上，根据能量守恒原理，采用节点系统分析方法和多相管流的相关公式，建立了确定含气的油机井套管气释放时机的计算模型，编制了相应的软件并进行了实例计算，结果表明，套管气释放时机可通过井口套管压力值与油井动液面深度的变化关系进行预测，这样就简化了目前现场释放套管气的工作程序，为及时，准确地释放套管气，保证油井正常，高效生产提供了技术方法。     

含气抽油机井套管气释放时机的确定

以含气抽油机井生产系统为研究对象，在分析其工作状况的基础上，根据能量守恒原理，采用节点系统分析方法和多相管流的相关公式，建立了确定含气抽油机井套管气释放时机的计算模型，编制了相应的软件并进行了实例计算。结果表明，套管气释放时机可通过井口套管压力值与油井动液面深度的变化关系进行预测，这样就简化了目前现场释放套管气的工作程序，为及时、准确地释放套管气，保证油井正常、高效生产提供了技术方法     

聚合物驱垂直井筒流动和视粘度模型

与常规油井相比，聚合物驱抽油机井因其产出液粘度明显增大导致抽油杆受力状况变差，杆管偏磨现象严重。通过实验对聚合物产出液的流变特性进行了研究。考虑油井举升过程，利用幂律模式绘制了幂律指数与稠度系数随聚合物浓度、温度变化的关系图版。以非牛顿流体流变学理论和人工举升理论为基础，按照不同的流动规律，给出了从地层到井口聚合物驱垂直井筒流动的运动方程及其边界条件，并对方程进行求解得到了视粘度模型。应用结果表明，该模型能够提高设计结果的误差精度，为聚合物驱抽油机井的优化设计提供理论指导。     

聚合物驱垂直井筒流动和视粘度模型

与常规油井相比,聚合物驱抽油机井因其产出液粘度明显增大导致抽油杆受力状况变差,杆管偏磨现象严重.通过实验对聚合物产出液的流变特性进行了研究.考虑油井举升过程,利用幂律模式绘制了幂律指数与稠度系数随聚合物浓度、温度变化的关系图版.以非牛顿流体流变学理论和人工举升理论为基础,按照不同的流动规律,给出了从地层到井口聚合物驱垂直井筒流动的运动方程及其边界条件,并对方程进行求解得到了视粘度模型.应用结果表明,该模型能够提高设计结果的误差精度,为聚合物驱抽油机井的优化设计提供理论指导.     

抽油机井参数优化的粒计算方法

针对油气生产中的抽油机井参数优化问题，开展了一种基于抽油机井生产调控、维护措施数据的抽油机井生产参数优化的粒计算方法研究，研究中采用了粒计算、代价敏感粗糙集及推荐系统等机器学习方法。首先，利用决策树建立基于时间、空间及业务层次等抽油机井数据的多粒度融合模型；然后，利用代价敏感粗糙集定义与抽油机井业务相适应的代价敏感评价模型；最后，在代价约束条件下，设计基于域感知因子分解机的抽油机井生产核心参数及维护措施推荐模型。在实际的油气生产数据上进行不同粒度的对比实验，可以发现由粗粒度到细粒度调整抽油机井的生产参数，其生产核心参数优化的推荐准确度先是逐渐增加，后逐渐下降。说明在参数优化中，需要进行合适的粒度选择。     

基于GIS数据仓的油气化探评价模型

在分析油气化探评价过程的基础上,提出了基于GIS(地理信息系统)数据仓的油气化探评价模型。给出了该模型的体系结构,分析了模型实现中的GIS数据仓模型构建、多源异构的大量地学数据集成及基于数据仓的多维度地学信息联机分析处理(OLAP)分析的综合评价技术等关键问题。利用该模型对渤海试验区东、西两个区块的苯和甲苯等化探数据进行评价,结果显示,试验区东区以天然气为主,有少量油;西区主要产油,伴生天然气。这与实际钻井结果吻合较好,说明所提出的评价模型以及模型构建技术能够很好地满足对油气化探异常进行油气资源评价的需求。     

油井效率分析与实证研究

在对效率评价的几个基本概念进行分析的基础上,提出了一套使用DEA方法的油井效率评价指标体系.并采用CCR和BCC模型对华北油田2001年1-6月份的九个油井实施测评分析,确定了相应的效率评价结果并提出了改进方法.     

超低界面张力强化泡沫体系稠油驱研究

针对孤东六区稠油油藏条件,研究得到既能在不含碱的条件下与原油形成超低界面张力,又能形成稳定泡沫的超低界面张力强化泡沫体系。其配方为:3.0 g/L石油磺酸盐+5.0 g/L HEDP-Na4+0.6 g/LⅠ型两亲聚合物,气体为氮气。该体系具有较好的泡沫性能和乳化降黏性能,并且两亲聚合物能够改善泡沫的稳定性和体系对原油的乳化效果。超低界面张力强化泡沫体系对孤东六区稠油具有较好的驱替性能,原油采收率能够在水驱的基础上提高37.9%,总采收率达到65.7%,所注入体系能在较长时间里发挥调剖和驱油效果。     

我国陆上油气田勘探效率评价方法及应用研究

应用统计分析方法对我国石油天然气勘探效率的单年值计算方法进行了改进,分别对探井成功率、每米进尺探明储量、每口探井探明储量和每公里测线探明储量等指标进行了拓展,并应用改进后的勘探效率评价方法对SP石油集团及其所属各油田的总体和老区勘探数据进行了重新计算,并通过勘探效率指标之间的相互联系,对计算结果进行了解释,最终较为科学地获得了有关油气田勘探效率的排序.研究结果表明,在对油气探区的勘探效率进行评价时,应把握油气勘探活动的风险性和较长周期性特征,注意实践中使用的各项指标间的联系,并选择累计平均或移动平均指标作为评价经营业绩的依据.     

钻井液油气半透膜分离技术试验与分析

 现有气测录井技术所使用的烃类气体来源主要是使用电动脱气器分离钻井液中的烃类组分,将其混入空气送入气相色谱检测,主要得到的是C₁—C₅气态烃组分。这种方式一方面受钻井液的影响,另一方面由于空气含量的不确定性,只能定性地评价油气显示。半透膜对烃类组分具有一定的分离选择性,可以直接插入钻井液进行油气分离,能得到气态和常温呈液态的烃类组分,相对于电动脱气器具有受影响因素少,能定量评价油气含量的优点。因此,在技术气测录井中,为了提供定量烃类气体来源,通过对半透膜气体分离技术的研究,研制了适合要求的半透膜以及基于半透膜的油气分离装置。对这种分离装置的响应时间、分离效率、衰减检测、C₁—C₈(包括苯、甲苯)组分响应等性能的试验结果证明,其适用于钻井现场的油气检测,扩展了油气检测内容,丰富了油气评价信息。     

中国海洋深水油气工程技术与装备创新需求预见及风险分析

 着眼于中国南海油气工程技术与装备创新发展问题,通过专家咨询调研,梳理了深水油气工程技术与装备发展现状,并将其分成深水油气勘探技术与装备、深水油气田高效开发工程模式、深水钻完井关键技术与装备、深水油气生产与输送关键技术与装备4个领域,构建了相应的4级层次评价模型,运用德尔菲法和权值因子判断法对深水油气工程技术与装备进行了量化分析和重要性排序,并对相应的关键装备系统进行了风险分析。研究结果表明,在深水油气工程中比较重要的技术与装备内容包括：深水油气勘探技术、油气田开发先进井型技术、浮式钻井平台/钻井船总体结构设计制造技术、深水钻井隔水管安装与作业控制技术、水下井口系统设计制造技术及其安全高效安装技术、深水钻完井安全高效作业技术、浮式生产平台总体结构设计制造技术、水下采油树系统设计制造技术及其安全控制技术以及电液复合式控制系统设计制造技术等;深水油气工程装备组成复杂,海洋环境和作业工况恶劣,导致泥浆循环、深水钻井隔水管、水下井口与采油树、油气处理、水下管汇及水下生产控制等系统出现失效的风险较高,可通过优化设计控制降低装备失效概率。     

灰色关联法在集输站库系统效能评价中的应用

为了能对集输站库系统的效能有一个全面、科学的评价,充分考虑了影响集输站库系统效能的各方面因素,通过指标的综合分析、比较,确定了集输站库系统效能的评价指标,并应用灰色关联分析方法对这些指标作综合灰色关联分析,实现了集输站库系统效能的多指标综合评价。应用此方法对胜利油田8座联合站进行了现状效能评价,给出了其效能排序结果。结果表明,该方法能切实可行地对油田集输站库系统效能进行科学、客观的多指标综合评价,最大限度地减少了评价过程中人为因素的影响。     

油田加热炉节能运行的灰色关联综合评价

对油田在用加热炉进行节能监测,是石油企业提高设备能源利用率的一项基础工作。针对目前监测方法将所有评价指标视为同等权重,而且所得评价结果仅限于定性的情况,本文将灰色关联分析引入加热炉运行的综合评价,采用熵权法确定各评价指标的权重,建立了加热炉节能运行综合评价的数学模型。对某油田实际运行加热炉进行综合评价的应用实例研究,得出各项评价指标作用权重大小依次为炉体外表面温度、排烟温度、空气系数及热效率;基于关联度大小得到的用能情况排序,为企业的节能管理工作提供了更具可操作性的依据。     

三维压裂压力递减分析方法

在前人提出的拟三维压力递减分析模型基础上,建立了解释压裂后压力递减的三维模型,模型考虑了压裂液的续流影响。利用所建模型分析的压裂停泵后的压力递减数据,可计算裂缝几何参数(裂缝宽度、高度、长度)、压裂液滤失系数、地层应力强度因子、压裂液效率和裂缝延伸时间等,为调整大型压裂设计方案和新区整体压裂优化设计提供可靠的参数。研制了一套windows环境下的解释软件,运用该软件可获得有关评价参数。用计算实例说明了三维压裂压力递减分析方法的适用性和可靠性。     

天然气管网系统性能评价指标及方法研究进展

目前中国对天然气的需求与消费扩大,天然气管网建设势必要加快.天然气管网系统在服役过程中的事故率和安全风险难以控制,从而会极大影响天然气管网供应格局的形成.近年来,中外对天然气管网系统的性能评价指标及方法已经取得了大量的研究成果,但是中国油气管道领域的应用实例仍然较少,未形成一套完整的、全面的天然气管网系统性能评价指标及方法体系.通过总结现有研究成果发现,管网结构可靠性评价主要是采用故障树分析、蒙特卡洛模拟方法来计算管网系统的失效概率,从而量化管网系统的可靠性.管网供气可靠性评价主要是基于概率统计方法,建立天然气管网系统日需求-日供给干涉模型,并结合TGNET软件或蒙特卡洛模拟法,求解出管网系统的供气可靠度;管网经济性评价主要侧重于投资估算和财务评价;管网适应性评价主要是通过模拟软件建立管网水力计算模型,从而分析管网在不同工况下的输送效率.同时也指明了建立管网系统评价模型、划分评价指标等级是未来的研究重点;采用极限状态设计理论,并准确计算管网系统发生失效或故障的概率是未来的研究难点.以上综述内容对于开展天然气管网系统性能评价指标及方法的理论研究与现场应用具有一定的借鉴价值.