冀东油田深层油藏注氮气井管柱及井口装置设计

冀东油田高5区块具有油藏压力高、注气井斜度大、管柱下入深等特点。根据该区块目前的注气井井身结构、地面设施状况和注气增效要求，设计了笼统注气的管柱结构方案。利用冲蚀模型优选油管尺寸，并按照不同工况条件开展高温高压动态腐蚀模拟实验，探究注氮气井的井筒腐蚀机理，确定各因素对腐蚀速率的影响。最后对管柱的剩余强度和服役寿命进行评价。结果表明，选用ϕ73 mm、13Cr油管作为笼统注气管柱能够应对注氮气产生的冲蚀、氧腐蚀等影响，并有着良好的服役寿命。配备地面安全阀等安全装置，可以大大降低高压注气井存在的安全风险。该设计方案能够满足冀东油田深层氮气驱的生产需要，具有广泛的应用前景。     

高压高产气井油管柱强度安全分析

随着越来越多的深层油气资源进行勘探开发，油气井管柱所处的工作环境也急剧恶化，尤其是高温、高压、高产井等“三高”油气井。为研究高压高产气井油管柱强度安全，本文建立高压高产气井油管柱动力学模型，通过高压高产气井油管柱安全系数法和高压高产气井油管柱三轴应力法对高压高产气井油管柱强度进行校核，对高压高产气井油管柱基本应力和管柱尺寸对管柱应力的影响进行分析。研究结果表明，随着产量的增加，管柱的横向位移不断增大；在0~20 s内管柱(H300 m、H600 m)的横向振动应力幅值比管柱(H1 660 m和H2 540 m)大，管柱横向应力振动幅值较大，随后振动应力趋于稳定；在0~10 s内，管柱纵向应力振动幅值较大，且越靠近管柱下部管柱的纵向振动应力越大；管柱在井口位置处轴向力最大；大尺寸管柱有利于降低高速流体诱发管柱的振动问题。研究成果可为高压高产气井管柱设计提供理论指导。     

油田CO2驱油气井防腐工艺优化

对油田CO2腐蚀机理及特征进行了分析。针对CO2注采油井的井下工况,对比分析了不同防腐工艺的优缺点,并从经济性和防腐效果两方面,设计并优选了不同的防腐工艺组合。研究结果表明：对于腐蚀环境恶劣、油藏注CO2开发周期长的井区,建议采用耐腐蚀合金油管;对于腐蚀环境程度不特别恶劣、油藏注CO2开发周期短的井区,使用普通碳钢油管加注缓蚀剂是较好的选择,也是目前我国大多数油田采用的CO2防腐措施。     

磨溪雷一1气藏高效开发主体技术与成效

针对磨溪雷一¹气藏中储层有效厚度薄、渗透性差、天然气含硫的问题,开展了精细气藏描述及井下管柱安全生产的相关研究。为确认磨溪雷一¹气藏的储层有效厚度及储层物性,采用了测井资料与地震信息结合方法,形成了建模数值模拟一体化精细气藏描述技术,精确划分层段、识别储层甜点,形成了裸眼封隔器分段酸化储层改造技术、水平井开发结合井网优化技术等气藏高效开发技术。针对井下管柱腐蚀、堵塞严重的问题,对井下油管及玻璃钢油管进行寿命评价,采用了预防性更换油管,形成了修井延长井筒腐蚀气井开采期技术。基于上述技术的成功应用,为气藏实现持续25 a的稳产奠定了坚实的基础,为低渗碳酸盐岩气藏高效开发的典范,目前实现累计生产天然气110×10⁸ m³,取得了较好的开发效果。     

基于自相似模型的气井管柱中流体的近壁压力试验研究

气井管柱内流体运动状态和近壁压力分布的确定对井筒安全和完整性评价有重要意义。从相似性原理出发设计气井管柱流体力学试验,通过尺寸比尺和流速控制实现模型与原型的几何相似和雷诺数自相似,采用试验和数值计算对气井造斜弯曲段管柱近壁压力进行对比研究,利用相对误差分析验证试验的可行性。结果表明:气井管柱室内流体试验满足雷诺数自相似下的几何相似条件;当取运动黏度为试验不变量时,管柱近壁压力的试验模拟结果与数值计算结果相比偏小,当试验压差为0~20 MPa时,近壁压力最大相对误差为4.12%,且压差越大,相对误差越小;随着生产压差(p_p=5~20 MPa)和油管内径(D=76.00~157.08 mm)的增大,管柱整体近壁压力和沿程压力降增大;造斜弯曲段流入端的局部压程比随油管内径增大而增大,流出端规律相反。满足几何相似和雷诺自相似条件的管柱流体试验是气井管柱近壁压力研究的有效手段。     

井下节流天然气井理论产气量及积液诊断方法

针对井下节流天然气井需要通过判断井筒积液严重程度来优化采气工艺的情况,提出了一种计算井下节流气井无积液条件下的理论产气量,并与实际产气量进行对比来判断井筒积液程度的方法.假设气井无积液条件下,根据油套环空静气柱模型、油管Beggs&Brill管流模型,由油压、套压计算节流器进、出口压力;通过设定气井产气量,结合节流器进...     

煤层气同心管气举排水工艺参数的确定方法

煤层气井在产气之前需要进行排水降压作业,同心管气举通过在生产油管中加入小油管,可以为气举提供注气通道的同时,又不影响油套环空作为气井的产气通道。结合固相颗粒在垂直气液两相流中的运移模型,给出了同心管气举条件下,不同粒径煤粉颗粒排出井筒所需要的气液流速条件。通过同心管环空气液两相流压力计算,给出了同心管气举阀安装位置的设计方法,并结合煤层气井排采过程中煤层气井的生产动态特征,给出了注气量的确定方法。对同心管气举排水工艺进行了现场试验,分析了试验气井的实际排采曲线,证明同心管气举排水工艺的可行性,以及气举参数设计的合理性。通过计算排采阶段同心管的气举效率,表明该工艺在整个试验阶段可以保持较高的举升效率。根据煤粉排出的临界条件,判断以及预测煤粉在井底沉积的可能性和时间。     

高pH值完井液中超级13Cr油管的腐蚀失效及SCC机制

通过对某失效高压气井超级13Cr油管的开裂原因、腐蚀形貌、腐蚀产物及有限元分析,探讨超级13Cr油管在高pH值完井液的腐蚀失效及应力腐蚀开裂(SCC)机制。结果表明:超级13Cr油管在高pH值完井液中发生应力腐蚀开裂,裂纹大多起源于油管外壁局部腐蚀坑处,其扩展方式由最初的穿晶解理开裂转变为沿晶开裂;超级13Cr油管外壁发生明显的腐蚀,腐蚀产物层厚度随井深增加显著增大,由外到内依次为Ca_3(PO_4)_2沉积层、FeCr_2O_4高温氧化产物层及Fe_3O_4主要腐蚀产物层,其中Fe_3O_4腐蚀产物层出现较为明显的双向生长现象;超级13Cr油管在井下工况中的腐蚀机制为金属离子和氧离子在氧化膜和腐蚀产物膜中的反应扩散过程,其SCC开裂以阳极溶解机制为主,辅以膜致开裂机制,而疲劳载荷的存在促进了SCC裂纹的萌生和扩展。     

CO_2气井井筒压力梯度算法的研究

由于CO2气体的腐蚀性,有很多CO2气井在试井时不能按要求下入仪器,需要进行压力折算来计算井筒压力梯度和井底压力。CO2偏差因子是实现井筒压力计算的关键。文中介绍了CO2偏差因子实验图版的拟合公式,对天然气气井关井压力梯度计算方法法进行修改,使之成为CO2气井井筒压力梯度的计算方法,并对CO2气井实测资料进行了试算,取得了很好的计算结果。     

塔河油田某侧钻深井油管断裂失效原因

 塔河油田某稠油区高含CO₂及H₂S,某侧钻井在井下P110S 油管发生典型的断裂失效。为查明油管断裂原因,结合油管服役的井下工况条件,对断裂油管的化学成分、力学性能、金相组织、微观形貌进行测试及分析,对油管断裂部位的腐蚀产物进行了能谱分析。通过对断裂油管进行详细观测及试验分析,认为腐蚀是导致该井油管断裂的主要原因。通过对该侧钻井油管二种典型腐蚀特征的分析可知油管内壁以点状腐蚀为主,腐蚀机理为典型的CO₂电化学腐蚀;外壁主要为一侧分布的沟槽状腐蚀及坑蚀,腐蚀机理为低pH 值酸液条件下的电化学腐蚀及缝隙腐蚀。针对上述典型腐蚀问题,提出了针对性预防油管腐蚀穿孔的措施。     

超高压高温CO２腐蚀研究理论探讨

在分析油气藏及油气井压力漏斗中的CO_２存在形式基础上,对CO_２对油气井管柱钢材腐蚀体系进行了理论分析,提出了在油气藏深处及油气井管柱压力漏斗中CO_２处于超临界流体时腐蚀体系采用体系CO_２摩尔含量及在总压条件下CO_２在油水介质中分配系数进行腐蚀历程描述的理论概念,并对超临界流体CO_２腐蚀研究提出了相应方向。     

输气北干线沿线土壤理化性质的概率分布模型

通过对输气北干线沿线地区土壤主要理化性质指标进行测定所取得的大量试验数据,应用概率统计理论进行统计分析,找出了北干线沿线土壤理化性质指标的分布规律;然后采用最小方差准则对分布规律图象进行回归处理,得出各项理化性质指标分布的概率密度函数形式,以此建立了输气北干线沿线土壤理化性质的概率分布模型。同时在一定的置信区间范围内,应用土壤腐蚀性的单因素评价准则对输气北干线沿线土壤腐蚀性作出了评判。此外,利用这些概率分布模型还能够计算输气北干线所经地区不同腐蚀性土壤区域各自出现的概率,以及可能存在的最大土壤腐蚀性等工程信息。     

A_3钢输煤气管道腐蚀穿孔机理的探讨

该文通过对穿越电气列车路轨地基下的A_3钢输煤气管的轨对地电位差、管道上方的电势的测量,对管道的腐蚀区、已腐蚀和未腐蚀界面处的金相分析及煤气组成的分析,提出了A_3钢输煤气管腐蚀穿孔的机理是由于煤气中的杂质使该处介质环境中H~+离子、S~(2-)离子浓,度增大也因煤气中的CO_2在混合电解质溶液中的协同作用,引起了孔(点)蚀,这种电化学局部腐蚀的持续进行,向纵深发展,导致A_3钢输煤气管的腐蚀穿孔。     

燃煤电厂CO2捕集驱油封存技术及应用

 燃煤电厂烟气CO₂捕集驱油封存技术是提高特低渗透油藏采收率和减少温室气体排放的有效方法。针对燃煤电厂CO₂捕集和大幅度提高低渗透油藏采收率的技术瓶颈开展研究,形成了燃煤电厂烟气CO₂捕集纯化处理技术、CO₂驱提高采收率油藏适应性评价体系、室内实验技术和油藏工程优化设计技术系列,配套了CO₂驱注采工艺和地面工程技术系列,并建成国内外首个燃煤电厂烟气CO₂捕集与驱油示范工程。实践表明,技术应用效果良好,开发的高效CO₂捕集溶剂及工艺比传统单乙醇胺（MEA）工艺捕集成本降低35%,CO₂驱油与封存示范区累计注入CO₂ 12.8万t,累计增油2.9万t,封存CO₂ 11万t。     

二氧化碳气藏测试评价研究

胜利油田已发现八里泊、阳25、平方王、平南、高青、H17等二氧化碳气(田)藏,为了解二氧化碳气层特征,为制订合理的开发方案提供依据,开展了相关的试井测试。本文主要依托矿场实测资料,分析了二氧化碳气层测试过程中的相态变化以及冰堵、腐蚀等问题;根据测试资料,利用压降曲线法确定了单井的控制储量;利用修正等时试井数据,确定了二项式产能方程和无阻流量;最后利用压力恢复资料,确定了地层有效渗透率、表皮系数等参数。通过测试评价研究,为二氧化碳气藏的开发利用和未来测试提供技术借鉴。     

延长油田特低渗透浅层油藏注CO_2提高采收率技术研究

针对延长油田特低渗透浅层油藏储层物性差、破裂压力低、注水开发效果差等开发难点,为探讨注二氧化碳提高采收率的可行性,利用复配原油通过室内实验研究了地层条件下溶解不同含量CO2对原油高压物性的影响,并通过数值模拟技术对注气量、注入速度、注入方式、段塞大小及气液比等注气参数进行了优化.结果表明:CO2能很好地改善原油性质,CO2溶解能力强,能有效增加地层弹性能量,降低原油黏度;但是注气参数对最终采收率影响较大,气水交替注入方式优于连续注气开发,最优注气量为0.3PV,最佳注气速度为8 103m3/d.采用变气液比的方式开采,可以缩短投资回收期.该研究结果对延长油田特低渗油藏及类似油田的注气高效开发具有一定的指导作用.     

直管套管内超临界二氧化碳热力性能研究

为了解决气冷器内不可逆损失对换热性能的影响问题,提高直管套管式气冷器的热力性能,对超临界二氧化碳套管式气冷器内二氧化碳与冷却水之间的热量传递过程进行了研究。采用Fluent数值模拟软件与熵产分析方法,通过改变操作压力、二氧化碳质量流量及冷却水的质量流量和进口温度进行数值计算,得出气冷器中二氧化碳和冷却水沿管长的温度分布情况,并依据热力学第二定律熵产分析方法,对直管套管内热力过程进行计算,得出沿管长的熵产分布情况。结果表明,随着压力的增加,沿管长方向的熵产逐渐增大;随着二氧化碳质量流量的增加,熵产逐渐减小;随着冷却水质量流量的增加,熵产增加幅度不明显;随着冷却水进口温度的增加,熵产随之减小。研究结果可为二氧化碳热泵气冷器运行参数与结构的设计以及二氧化碳热泵的工程应用提供一定的参考。     

二氧化碳驱油的地震资料特征研究

二氧化碳驱油作为三次采油的重要技术手段,提高采收率效果明显,具有重要的环保降排价值。但在二氧化碳驱油过程中,部分层位二氧化碳过早突破,一方面严重降低气驱的波及效率,另一方面油井气窜后,二氧化碳将对油井举升系统、地面工艺设备乃至井场环境造成严重影响等问题。常规的注采及油气水性质监测方法,仅能简单地监测二氧化碳驱油的效果和二氧化碳采出情况,驱油过程的精细监测成为薄弱环节,制约着二氧化碳驱油的进一步发展。二氧化碳驱油前后储层的地球物理性质发生的变化能在地震资料上表现出差异性。为此,从二氧化碳驱油前后地震正演模拟、敏感属性分析和时移地震差异等方面进行分析,为开展基于地震资料的二氧化碳驱油精细监测提供了依据。     

CPI-5缓蚀剂的小鼠急性经口毒性分析

为适应油气田现场化学剂使用时QHSE发展趋势,确保油气田现场用化学助剂安全无毒无污染的性能特点,采用小白鼠毒性测试研究了现场用化学剂的毒性。通过采用灌胃的方法,研究了CPI-5缓蚀剂对小鼠的急性毒性。一次性给药后连续观察7天,检测CPI-5缓蚀剂对小鼠的急性毒性作用,包括最小致死剂量和半数致死量。实验结果表明:CPI-5缓蚀剂灌胃给小鼠的最小致死剂量约为14.9 g/kg体重,半数致死剂量约为30.45 g/kg体重,因此CPI-5缓蚀剂属于无毒或微毒的化学剂,能够适用于油气田现场推广,同时无毒无害缓蚀剂运用于现场对于改善现场操作环境和保证员工的健康具有重要的意义。     

油井管接头螺纹腐蚀与防护研究进展

油井管作为油气田开采过程中的基础设施,随着油气田的不断深入开发,油气井的实际开采环境越来越恶劣,其接头螺纹连接处的腐蚀失效问题日益突出和严重.为保障井筒完整性,提高油井管的使用寿命,对几种典型的油井管接头螺纹腐蚀类型进行了介绍,详细分析和综述了其腐蚀机理和影响因素.针对文中介绍的腐蚀类型,对其腐蚀防护技术进行了系统性的...