采油技术的最新突破——气举采油技术

气举采油技术是现代最新型的采油技术之一,它利用天然气压入井底,使原油喷出地面。气举采油技术已经在美国、俄罗斯和中国等很多油田得到广泛应用。     

文东斜坡带超深井气举工艺研究

本文针对文东斜坡带超深井的生产特点,文东斜坡带采油方式进行对比,同时结合超深气举井流体特点,开展工艺研究,摸索适合斜坡带超深井的举升工艺。气举工艺是斜坡带的主要研究和应用技术,研究增加举深和延长气举阀井下使用寿命,为超深井采油方式提供了宝贵经验。     

深层油田人工举升采油技术

深层油田的开发对油田开发工作者提出了新的挑战,由于深井具有高压和高温等特点,因此对钻井和采油提出了较高的要求。针对深层油田的特点,对各种人工举升采油方法进行总结,分析和总结了深井人工举升采油方法,用实例说明水力泵、有杆泵、气举和电潜泵在深层油田采油中的应用。     

电潜泵-气举组合接力举升工艺研究

针对单项人工举升工艺不能满足的深抽问题,从举升工艺原理与工艺管柱结构角度,提出了多种可能的组合举升方案以及组合原则。鉴于气举的独特优点,深井泵与气举的组合,尤其是电潜泵(ESP)与气举(GL)的组合具有突出优点,适合大排量深抽。对ESP-GL的举升管柱结构型式进行了探讨,提出了利用小直径油管与气举阀直接连接代替常规环空气举的实施方案,避免了环空直接气举对动液面深度和下部深井泵的影响,为其他举升工艺与气举的组合创造了条件。利用提出的ESP-GL组合设计方法所开展的设计计算表明,在电潜泵排量和举升压头不变的条件下,气举组合接力举升后可使电泵的下泵深度达到6 000 m以上,为深层油气藏的大排量举升提供了技术手段;而在ESP下泵深度不变的条件下,气举组合后有助于提高其产量。     

油气井生产系统优化设计与诊断决策软件

应用采油采气工程技术和计算机SOA架构和B/S模式,成功研制了基于Web的"油气井生产系统优化设计与诊断决策"软件。该软件可对抽油机井、螺杆泵井、电潜泵井、气举采油井4种主体人工举升方式和小油管、连续气举、泡排3种排水采气方式进行优化设计,并具有辅助决策功能。通过在华北、冀东、大港、吉林4个油田近3 200井次(其中:抽油机井2 249口;螺杆泵井408口;电潜泵井439口;气举采油井52口;气井52口)应用与推广,结果表明:平均提高系统效率3.7%,诊断符合率92%;频繁检泵井平均延长检泵周期80 d;其辅助决策模块能大幅提高采油采气工程技术人员的工作效率和管理水平。     

螺杆泵采油技术在永宁油田低渗透油藏的应用

针对永宁油田部分油井由于原油脱气、乳化及结蜡等原因造成原油黏度增大,油井出砂等原因,导致常规抽油泵无法正常生产;同时随着开采层位的不断加深,井深增加,下泵深度随之增加,深井泵工作异常,卡泵、断杆等作业事故出现频繁的现象,探索适合低渗透油田开发的新工艺、新技术。2010年引进应用螺杆泵采油技术,结合油田实际情况,通过对螺杆泵工作原理的研究,分析螺杆泵抽油杆断脱原因,制定出螺杆泵采油配套技术,更好的应用于油田开发中。     

水平井注水开发碳酸盐油藏实践

阿曼Daleel油田是低渗碳酸盐油藏.在衰竭式开发之后.选择用水平井注水技术来实现其二次开发.作为一种高效的油气田开采技术.水平井注水技术对低渗透油田的开发效果有可极大的改善作用.虽然水平井注水较直井注水具有上述的优势.但它并不是万能的.先导注水试验表明,水平井注水能增大注入量,降低油井气油比.降低注入压力.增大了产油量,与配套水平产油井生产效果良好.精确地质导向技术确保水平钻井的成功,最大限度地确保钻井的成功率.阿曼相邻油田有利用裸眼井分支井和水平井进行注水开发取得成功的经验,油田采用裸眼完井方法进行注水开采完井.考虑油田的气举规模.注水开发后用电泵采油更合适.规模应用水平井注水及其相关配套技术在阿曼Daleel油田取得了良好的效果.     

新疆油田氮气气举一体化管柱快速返排研究

新疆油田已投入开发的气藏储层物性差异大,存在黏土膨胀、水敏和固相堵塞等伤害。常规管柱射孔后,需
压井提出射孔枪串,更换成储层改造管柱。反复压井导致储层二次污染,更为严重的是气藏压力系数低,储层改造后
入井液靠自身能量返排困难。为此研制了储层改造+ 氮气气举返排、射孔+ 储层改造+ 氮气气举返排一体化管柱,优
选配套工具：针对气井工程口袋较长或下部无利用层的气井,推荐使用丢枪射孔工艺,否则采用全通径射孔工艺;固定
式气举工作筒抗内压90.00 MPa、抗拉强度达到70.00 MPa 及气举阀波纹管承载达到35.00 MPa;采用压井阀解决了完
井管柱应用封隔器后无压井液循环通道的问题。基于氮气物性修正和引入Beggs & Brill 两相流摩阻系数来修正储层
改造液体与压井液的差异,考虑氮气返排与常规连续气举设计的差异,完善了氮气气举返排设计基础理论,研制了配
套工艺设计。现场射孔+ 酸化+ 氮气返排试验证实：该工艺为解决同类气藏入井液返排难题提供了新的技术途径,具
有较高的推广应用价值。     

气举反循环技术在石油钻井中的适应性分析

气举反循环技术已广泛应用于地热、水井、地质勘探等领域,表现出了良好的防漏效果。将气举反循环技术应用到石油钻井中,可有效降低浅表易漏地层的漏失风险,实现钻井提速提效的目的。从设备配套与工艺流程角度评价了气举反循环技术与石油钻井技术的差异性,优化了配套设备,设计了正反循环切换系统;并开展了现场试验。试验结果验证了该技术在石油钻井领域的适用性,为气举反循环技术在石油钻井中的推广应用奠定基础。     

对提高吐哈油田测井一次成功率和确保井后测三样顺利的几点看法

本文分析了吐哈油田完井电测和固并后测三样不顺利的原因是井眼不稳定、井眼不清洁、钻井液稳定性差，这也是影响究井电测和固井后测三样不顺利的主要因素。并且从钻井液工艺技术角度提出了针对性的解决方法及措施，对吐哈油田缩短建井周期，降低钻井成本起到了较大的促进作用。     

环空注气气举反循环钻井工艺及关键参数设计

利用气举反循环钻井技术解决长宁页岩气表层钻井漏失问题,需要解决常规气举反循环钻井技术井口敞开、井底压力控制不精确等问题。为此,在常规气举反循环钻井技术的基础上,设计了一种环空注气气举反循环钻井新工艺,新工艺加装旋转防喷器、钻杆旋塞等工具,具备井控能力。通过调节注气量、钻井液排量等关键施工参数,控制井底压力,减少钻井漏失。在多相流理论基础上,建立了与新工艺匹配的环空注气气举反循环井底压力计算模型,分析了关键施工参数对井底压力的影响规律,建立了关键参数设计方法,在安全窗口范围内优选关键施工参数,保证安全钻井。结果表明：井底压力随注气量的增大先减小、后增大,存在临界注气量;井底压力随井深增大而增大;井底压力随钻井液排量增大而增大。在长宁某井表层进行了现场试验,与同井段井漏地层相比,较常规钻井工艺技术井漏减少83.6%。研究成果为解决四川长宁页岩气表层井漏问题提供了一种新的技术措施。     

气举柱塞偏心环空间隙流场数值分析

柱塞气举利用井底压差推动柱塞沿井筒运动,依靠柱塞与管壁间隙密封举升上部液体至井口,达到排水采气目的。目前,针对柱塞实际运动中发生偏心对气举密封的影响认识不够清晰,导致无法进一步优化柱塞密封结构和工艺参数。为此,利用气液两相分层流动数值计算方法,讨论了紊流槽内相含率和速度场变化规律,并分析其多道密封机理,获得不同偏心距导致的环空间隙差异条件下柱塞密封效果。研究结果表明：当柱塞与油管轴线处于同心状态作业时,根据特定场合设计的柱塞外壁紊流槽的密封效果可以满足气举要求,但由于柱塞运动时很难保证同心,随偏心距逐渐增大,柱塞与油管间隙增大导致其密封效果逐渐变差。在偏心距为0.9 mm时,窜气量相比同心状态增加140.33%,大量气体发生滑脱;偏心距为1.5 mm时,液体以0.29 kg·m-3的速度泄露至柱塞下方区域。故偏心状态对气举柱塞密封性能的影响不容忽视,对此修正柱塞偏心环空状态下的运动方程,以探究柱塞偏心后对启动压力和单次循环排液量的影响。     

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。     

适度出砂在NB35-2稠油油田应用探索

针对通过一定量的出砂来大幅度提高油井产能及一次采收率的问题,开展了从防砂机理上对现场应用的完井方式进行剖析对比,优选完井方式的研究。研究中使用了砾石充填和优质筛管防砂的完井方式,并以典型的稠油油藏NB35-2油田为例,对砾石充填、金属编织网布筛管和金属棉筛管完井方式的矿场防砂效果进行了对比性研究,得出裸眼金属棉筛管完井方式更适合油田实现适度出砂技术的应用,且在保证金属棉筛管强度的基础上,适当增加筛孔上 “微孔”和“中大孔”数量,增大生产压差,将地层微粒有效、有序产出,改善近井地带地层的渗透能力,达到提高产能的目的。此研究为油田实施适度出砂开采完井方式的优化提供实例依据,同时对类似稠油油藏开发具有一定的借鉴意义。     

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。     

温五区块注烃气效果影响因素研究

针对吐哈油田注气提高采收率,基于数值模拟手段,运用正交试验法对影响注气效果的因素进行了敏感性评价。研究表明,影响温五区块注气效果的因素显著性强弱依次为含水饱和度、注入气组成、压力保持、注入速度等。为温五区块注气动态监测及方案调整提供了依据,对制定注气提高采收率开发方案具有借鉴意义。     

水平井完井管柱振动特性实验研究

为探索气体作用下完井管柱振动响应机理，开展了水平井完井管柱在开井工况下振动相似实验。实验采用PE管模拟完井管柱油管，采用透明的亚克力管模拟完井套管，并采用Froude相似准则进行尺寸缩放；基于应变片测试技术采集气体作用下完井管柱油管在水平和垂直方向的振动，并采用模态分析法分析了管柱应变、位移响应及振动模态。通过有限元分析管柱固有频率并与实验振动频率对比发现，管柱振动频率接近三阶固有频率，且会发生共振；实验管柱系统在弯曲段响应应力、位移量较大，振动较为剧烈；管柱在水平方向与垂直方向振动频率与模态一致，水平方向振动剧烈。     

Y441型封隔器的研制及在气井完井射孔联作中的应用探讨

针对气井先射孔后压井完井的工艺存在易伤害气层的问题。在大庆敖南油田的一口水井改气井中,利用了Y441型封隔器完井管柱串和射孔管柱串同时入井,射孔后不动管柱直接完井的联作工艺。该井应用的Y441型封隔器通过计算机辅助工程方法进行了强度校核,现场证明满足了施工要求。该联作工艺的实施有效解决了上述问题,具有显著的经济和社会效益。     

吐哈油田天然气资源综合利用研究

为充分利用新疆吐哈油田丰富的天然气资源,提高吐哈油田的经济效益,实现油田资产的保值、增值,根据其资源的特点和综合利用现状,进行了干气、液化气和轻油综合利用的技术方案研究,并对各种技术方案作了物料平衡计算及技术经济评价。根据评价结果,提出作为以油气勘探开发为主的吐哈油田,在保证向乌鲁木齐市供气的同时,可以选择风险小、利润高的项目来发展天然气化工。     

故障工况下有杆泵采油系统运行特性及示功图研究

根据井液进出泵筒速度及泵筒内井液压力变化规律分别建立正常工况、气体影响、漏失影响和供液不足等工况下的泵阀运行特性模型,并与杆管液动力学模型进行耦合,形成故障工况下有杆泵采油系统的仿真模型及对故障工况下的有杆泵采油系统运动特性的仿真分析。结果表明:仿真结果与现场实测地面示功图具有良好的一致性且预测产液量平均误差低于6%,验证了故障仿真模型的准确性;碳纤维混合杆柱相对于钢杆采油系统示功图载荷绝对值较小,加载和卸载线较长,谐波个数较少且平滑;气体影响、游动阀漏失会减小加载完成时抽油杆柱的谐振,供液不足、气体影响和固定阀漏失会加剧卸载完成时抽油杆柱的谐振;基于该故障仿真模型可获得碳纤维抽油杆等新型抽油杆故障工况下的示功图图库。