超临界压力蒸汽发生器注汽方案的研究及应用

为了解决埋深超过2000m的深层稠油开采难的问题,提出了一种超临界压力蒸汽发生器的开采方案,并与其他注汽方案进行了比较,同时研究了超临界压力热流体在地面管线和井筒中流动的规律。结果表明,利用超临界压力热流体注入井底后不仅能提高注入压力,而且减少了热损失。采用超临界压力蒸汽发生器能解决常规注汽难的问题,有利于开发深层稠油。超临界压力水注入井底时,井底注入压力比常规注汽井底压力增大15MPa以上,且流量越小,压力增加越明显。     

井筒内超临界多元热流体注入过程的数值模拟

在稠油热采过程中,提高注入工质的流动参数可显著增加采收率。为评价超临界多元热流体注入井筒后的流动传热特性,建立了相应的计算模型,得到了井底温度、压力与沿程热损失随注入流量、井口温度及井口压力的变化规律,并与注入超临界蒸汽情况下的流动传热规律进行了比较。结果表明,井底参数与注入流量呈单调关系;井底压力与井口温度、压力亦呈单调关系;而其他井口、井底参数的组合呈现出复杂关系。相同井口压力条件下,为使井底参数达到超临界状态,超临界多元热流体的井口温度和注入量高于注入超临界蒸汽的情况。适当选取较低的井口压力,可以减少热损失,提高经济性。所得结果可为注入工质参数的选取提供参考,进而为海洋稠油开发中的能源与动力保障的研究及设计明确需求。     

海上稠油油藏井组蒸汽吞吐参数优选研究

为优化海上稠油油藏井组蒸汽吞吐相关参数,以渤海海域某稠油区块一井组为研究对象,充分考虑海上稠油热采配套工艺特点,以稠油热采数值模拟理论为基础,运用油藏数值模拟软件研究水平井长度、注采参数及注蒸汽顺序与时机对海上稠油蒸汽吞吐开发效果的影响。结果表明:该井组蒸汽吞吐开采时合理的水平井长度为300 m;合理的注采参数为第一周期注汽强度20 t/m,周期注汽量递增率为15%,注汽速度为250 m3/d,井底蒸汽干度为0.5,蒸汽温度为340℃,焖井时间为5 d,产液速度为200 m3/d;先注控制储量较高的井排,再注控制储量较低的井排且井排叠合率为0时蒸汽吞吐开发效果最好。     

稠油水平井平行双管注汽井筒参数计算模型

考虑到传统单管蒸汽注入模型的局限性,利用热传递理论,建立平行双管稠油水平井的井筒参数计算模型以及蒸汽回流模型,并采用节点分析方法进行求解。采用蒸汽回流模型对水平段封隔器的封隔情况进行了模拟,从而对稠油双管注汽水平井的实际验封过程进行分析。结果表明:与传统的单管蒸汽注入方式相比,平行双管注汽具有明显的优势,与单管注蒸汽过程相比,双管注汽可以提高注汽井井底蒸汽干度0.1以上。平行双管注汽的井筒沿程蒸汽参数与双注汽管的注汽方式、注汽参数以及管柱尺寸等有较大关系,井口蒸汽干度与注汽速率对井筒热损失程度影响较大;双管注汽的井筒蒸汽干度主要损失于水平段,主注汽管水平段管柱的尺寸应尽可能的小。     

稠油油藏水平井热采吸汽能力模型

目前在利用水平井进行稠油注蒸汽热采时,都认为蒸汽在注入过程中是均匀扩散到地层中的,简单的利用MaxLangenheim公式计算加热区面积。通过对地层的吸汽能力进行研究,得出了稠油油藏水平井热采的吸汽能力模型,该模型不仅考虑了热传递的影响,还考虑了蒸汽内能和摩擦损失能量的影响,并利用该模型开发了一套稠油油藏水平井热采分析软件(HHTS)。用所开发的软件对辽河油田冷42块油藏进行了计算,为稠油热采和水平井热采参数设计提供了理论参考依据。实际研究表明,蒸汽在注入过程中并不是均匀扩散到地层中,而是呈现某种数学分布,注汽速度与油藏参数、地层的吸汽能力和蒸汽的物性参数有关,即蒸汽的注入压力和注入流量并不是相互独立的变量,两者之间存在着一种数学关系。     

洼38断块蒸汽吞吐优化设计研究

根据多油层层间热干扰、多吞吐周期剩余热量以及注汽过程中的蒸汽超覆等问题，建立了完善的蒸汽吞吐解析模型，并提出由油层平均温度计算井底流体温度的方法，为了预测蒸汽吞吐井产能，提出了不同采出程度阶段下流入动态关系的处理方法，编制了相应的计算软件，结合洼３８断块蒸汽吞吐热采实际，在历史拟合基础上优选出注汽参数和多吞吐周期注汽方案，为洼３８断块稠油整体吞吐开发提供决策理论依据．     

间歇蒸汽驱技术及其在河南油田的应用

间歇蒸汽驱是注汽井周期性地向油层中注入蒸汽的一种非常规蒸汽驱方式 ,在油层中造成不稳定的脉冲压力状态 ,使之经历地层升压和降压两个过程 ,从而促进毛管渗吸驱油作用 ,扩大注入蒸汽的波及效率 ,达到降低含水、提高油层采收率之目的。同时 ,间歇蒸汽驱可大幅度提高蒸汽驱采注比 ,实现蒸汽驱过程中降压开采机理 :蒸汽比容增大 ,增加了蒸汽波及体积 ,使蒸汽干度、热利用率得以提高。另一方面 ,间歇蒸汽驱还可以减缓和抑制汽窜 ,改善稠油蒸汽驱开采效果     

洼38断块蒸汽吞吐优化设计研究

根据多油层层间热干扰，多吞吐周期剩余热量以及注汽过程中的蒸汽超覆等问题，建立了完善的蒸汽吞吐解析模型，并提出由油层平均温度计算井底流体温度的方法，为了预测蒸汽吞吐井产能，提出了不同采出程度阶段下流入动态关系的处理方法，编制了相应的计算软件，结合洼３８断块蒸汽吞吐热采实际，在历史拟合基础上优出注汽参数和多吞吐周期注汽方案，为洼３８断块稠油整体吞吐开发提供决策理论依据。     

海上M稠油油田吞吐后续转驱开发方案研究

针对目前渤海地下原油黏度大于350 mPa·s的非常规稠油水驱采收率较低,且考虑到吞吐轮次及平台寿命的问题,开展吞吐后续转驱开发方式研究。以海上M稠油油田为例,利用油藏数值模拟方法对蒸汽吞吐转蒸汽驱、热水驱及多元热流体吞吐转多元热流体驱、热水驱等4种转驱方式的转驱时机及注采参数进行优化设计及对比分析。结果表明,蒸汽吞吐转蒸汽驱开发效果最好,多元热流体吞吐转多元热流体驱略差。蒸汽驱最优注入参数为：转驱压力5 MPa左右,采注比1.3,井底蒸汽干度0.4,注入温度340℃,注汽速度240 m³/d。     

常规套管井筒隔热技术研究

目前各国稠油主要采用注蒸汽的热采方式,即向地下油层内注入高温高压蒸汽。注汽过程中的能量损失,特别是井筒中的能量损失,直接影响热采效果。采用一定技术手段保证井筒隔热效果,对保持稠油热采效率起重要作用。提出了注汽施工中存在的一些问题。为了解决这些问题,提出油管接箍隔热扶正技术、井下热胀补偿器隔热保护技术、长效汽驱用热采封隔技术和二次封固技术相结合的改进技术,以提高隔热油管井筒隔热性能和使用寿命,保证稠油热采效果。并通过试验验证了该方法的可行性。     

超临界直流锅炉蒸发过程的模型与仿真

为了统一并简化超临界及亚临界压力下直流锅炉蒸发过程的数学模型和动态特性计算 ,提出整体线性化二次建模方法。该方法中 ,根据最新的水和水蒸汽计算公式(IAPWS- 97) ,将蒸发受热面统一划分为过冷水段 ,过渡段和过热蒸汽段。所建的三段模型不但成功地避免了超临界工况与亚临界工况间的模型切换 ,而且消除了由区段划分欠妥所引起模型刚性无限加剧问题 ;相应的整体线性化二次建模方法也具有形式简洁、编程容易、通用性强的优点。通过模拟一个 6 0 0 MW超临界直流锅炉验证了新方法的准确性。     

多元热流体吞吐水平井热参数和加热半径计算

多元热流体吞吐已成为海上稠油的主要热采方式。为优化注入参数,对水平井井筒沿程热力参数和加热半径进行预测。考虑井筒流动与油层渗流的耦合,建立水平段井筒中多元热流体流动和换热的数学模型。计算多元热流体水平段沿程压力、干度和加热半径分布,分析气体含量、注入速度等因素的影响。结果表明:在注入过程中,水平段沿程压力和蒸汽干度逐渐下降,加热半径呈先下降后上升的"U"型变化;保持其他条件不变,适当降低非凝结气体含量、增大注入流量,有助于扩大加热范围。     

临界区水和蒸汽物性计算

对超临界区域内水和蒸汽的性质进行精确计算,对于超临界和超超临界锅炉的安全运行具有重要的意义.传统的水和蒸汽性质计算公式IFC-67 具有计算速度慢、精度低等缺点.以水和蒸汽性质国际协会公布的热力学性质新工业标准IAPWS-IF97　为基础,利用面向对象编程技术对超临界区域的热力学性质参数以及迁移性质等参数进行了计算.发现在温度和压力很高的超临界区域,水和蒸汽的参数会发生显著的变化,通过物性参数的精确预测可以有效地对锅炉进行优化设计,预防和避免事故发生.     

油藏注热流体开采过程数值模拟及分析

油藏注热流体(热水、蒸汽、热油)开采是提高采收率的重要方法。由于注热流体开采热传递过程复杂,理论和试验研究存在一定的局限。参考辽河油田常用射孔枪实物模型建立物理模型,经过合理简化建立数学模型,借助F luent模拟软件进行模拟。模拟结果表明,原油的流动性和驱动性较差,黏度越大,流动效果越差。     

超临界直流锅炉水冷壁压降及出口汽温计算

针对超临界直流锅炉水冷壁结构特点及炉内热负荷分布特点,将水冷壁划分为由流量回路、压力节点和连接管组成的流动网络系统.根据质量守恒、动量守恒和能量守恒方程,建立了超临界直流锅炉水冷壁压降和出口汽温的数学计算模型.在此基础上,对利港发电厂600 MW超临界螺旋管圈直流锅炉在不同负荷时上升系统总压降及上、下炉膛水冷壁出口汽温...     

珠江电厂1000MW机组给水泵的优化配置

本文针对珠江电厂1台1000MW机组扩建工程,分析了取消电动给水泵及分析汽动给水前置泵在超超临界1000MW机组汽机系统中的优化配置。对超超临界1000MW机组给水泵优化配置具有借鉴意义。     

化学辅助蒸汽驱室内实验研究

在注蒸汽过程中,应用新型化学体系MCA可控制流度、降低稠油粘度及增加蒸汽粘度,可以提高稠油的采收率。其中,化学体系中MCA物质由气态或液态变成固态结晶体,析出在蒸汽或温度前缘,从而提高原油采收率。析出的化学药品形成暂时的物质带,在这个物质带里,蒸汽和热水的渗透率减小。结晶化的化学药品由于蒸汽或热水前缘的扩展而重新升华或溶解。化学体系中室内实验结果表明,化学体系中MCA能提高热水的驱替效率以及蒸汽和热水的波及效率。     

致密砂岩油藏注热水降压增注实验研究

为探索致密砂岩油藏注热水降压增注技术,通过室内物理模拟研究了注热水对目标区块黏土矿物水化膨胀、岩石孔隙结构、油水黏度、原油热膨胀性、油水界面张力、油水相启动压力和油水相对渗透率曲线的影响,分析了致密油藏注热水降压增注机理,并评价了不同注热水温度下的降压增注效果。实验结果表明,注热水具有较好的降压增注效果,且注入水的温度越高,注水启动压力越低、峰值效应越弱,降压增注效果越明显;不同渗透率岩芯注热水降压增注效果不同,渗透率越低效果越好;该致密油藏区块最合理的注热水温度为100℃左右。