稠油开采电加热特种变频器的研究

电加热对于稠油开采具有重要意义,但其耗电量很大.为了提高稠油开采中电加热效率及节省电能,在分析了稠油井温度分布规律后,建立了一种用于电加热特种电缆的电路模型.针对油田稠油开采电加热设备的现状,提出了一种可显著提高电加热效率的方法.在理论分析的基础上研制成功了HE381特种变频器(最大输出功率为100 kV*A,输出频率为2 kHz),并在辽河油田进行了工业应用.在多口稠油井的多次现场运行测试证明,其节能效果明显优于500Hz以下的电加热设备.     

一种稠油热采节能方法的理论分析与实践

为提高稠油采集电加热效率,该文着重分析稠油井的垂直温度分布模型和特种加热电缆的电路模型.结合这两种模型和现场数据,提出并证明了提高电源频率可以显著提高电加热效率.在理论分析基础上研制出用于稠油采集的高效电加热设备,在辽河油田实施工业应用.现场测试数据与理论分析相吻合.多次测试证明与现有同类产品相比,该设备取得了相当可观的节能效果.     

电加热工艺在孤岛油田的应用

为提高电加热采油工艺应用效果 ,研究了常规抽油井及各类电加热井的井筒温度分布曲线 .通过对各类井筒温度分布曲线的综合分析得出 :在电加热工艺选井方面 ,对高凝、高含蜡油井 ,应选择液量在 4 0 m3/ d以下且含水较低的井 ;而对于稠油井应选择供液能力较好且含水较低的井 .在选择加热方式、加热功率及加热深度时 ,应根据油井工况综合分析 ,结合各类电加热方式的不同特点 ,依据井筒温度分布曲线 ,合理设计各类电加热井的工作参数 .应用技术的研究与应用 ,较好解决了稠油及高凝高含蜡油的开采问题 .     

稠油增效注蒸汽开采技术在河南油田的应用

为了改善稠油老油田注蒸汽开采的效果,通过对制约稠油热采中后期热采效果关键因素的分析,应用了通过提高驱动能量、扩大蒸汽波及体积来提高注蒸汽开采效果的增效注蒸汽开采技术.该技术室内物理模拟实验表明,非均质岩心驱油效率可提高16.5%.至目前该技术已在河南稠油油田矿场应用170多口井,有效率84.6%,吞吐井的采收率可提高7%~13%,汽驱井组的采收率可提高12%.稠油增效注蒸汽开采技术为河南稠油油田开发后期改善开发效果,确保稳产上产的关键技术之一.     

薄浅层稠油冷采开采工艺技术研究

目的 解决套保油田开发中底层水因固井不合格上窜油层,稠油开采经济效益差两大技术难题.方法 经过大量矿场试验摸索,用不钻穿隔层方式有效阻止了底水上窜.在生产实践中采用出砂冷采稠油开发方式,形成特有的钻井生成工艺技术,提高稠油开采效率.结果 解决了套保油田底水层上窜油层的问题,提高了稠油开采的经济效益.结论 研究采用的出砂冷采稠油开发方式为其他油田稠油资源的开发提供了参考模式.     

井下电加热装置的研制

在稠油油藏的开采中,影响产量的主要因素是原油的粘度。电加热是降粘有效而又简便的方法。为了降粘,科研工作者开发了许多采油工艺,如闭式热水循环、掺稀油及添加化学降粘药剂等。目前由于电能的便捷和易控,开发了许多电加热装置。例如井下电加热炉、空心抽油杆电热线加热、井筒电磁加热及采油管或输油管电热膜加热等。电泵用井下电加热装置的研制是针对现有的井下电加热设备与电潜泵配套使用存在的缺陷而提出的。目的在于解决油田低稠油油藏的开采,特别是粘度在300～3000mPa·S的低稠油区块的开采,提供新的技术手段和方法。     

稠油热采井井筒温度模型研究及应用

在稠油开采过程中,准确地预测井筒温度是选择合适的采油工艺,防止稠油结蜡增黏的基础。采用对流-扩散模型计算油管与抽油杆之间的环空内的流体传热,建立了稠油井井筒加热温度场的二维非稳态数学模型;并使用控制容积法实现模型的数值求解,模拟结果和现场实测井筒温度吻合度较好。通过模型计算,分析了电加热生产和热流体循环加热过程中影响井筒温度的诸多因素。结果表明加热流体的入口温度和流量对井筒温度场影响最明显、热流体的掺入深度存在最优范围、空心杆循环热流体的加热方法优于套管掺液,对提高稠油油井采油效率具有指导意义。     

电加热油藏采油物理模拟研究

根据方程分析法 ,结合工程判断 ,导出了一套电加热油藏采油物理模拟相似准则。建立了低压三维电加热油藏采油物理模型系统 ,提出了进行电加热油藏采油物理模拟的实验方法。在此基础上 ,对单井电加热油藏采油进行了物理模拟实验研究。研究结果表明 ,单井电加热油藏能够在油藏中建立起稳定的温度分布 ,有效地提高油藏温度。油藏温度是井筒径向距离的函数 ,温度沿径向距离近似地按指数规律衰减。对于有一定冷采产量的稠油油藏 ,选用周期性加热采油生产方式 ,其经济效益较好 ;对于冷采产量很低或没有冷采产量的稠油油藏 ,宜选用周期性焖井预热采油生产方式 ,并根据油藏特点和产出液情况优化焖井预热时间和生产周期。在相同的加热时间内 ,加热电功率大 ,油藏温度高 ,但并不是越大越好 ,当功率达到一定程度以后再提高加热功率 ,油藏温度增加并不明显。在电加热油藏的采油生产过程中 ,电加热功率不稳定 ,随生产时间变化。油层电导率低时 ,输入电能利用率高 ,加热效果好。     

电加热油藏采油物理模拟研究

根据方程分析法,结合工程判断,导出了一套电加热油藏采油物理模拟相似准则。建立了低压三维电加热油藏采油物理模型系统,提出了进行电加热油藏采油物理模拟的实验方法。在此基础上,对单井电加热油藏采油进行了物理模拟实验研究。研究结果表明,单井电加热油藏能够在油藏中建立起稳定的温度分布,有效地提高油藏温度。油藏温度是井筒径向距离的函数,温度沿径向距离近似地按指数规律衰减。对于有一定冷采产量的稠油油藏,选用周期性加热采油生产方式,其经济效益较好;对于冷产量很低或没有冷采产量的稠油油藏,宜选用周期性焖井预热采油生产方式,并根据油藏特点和产出液情况优化焖井预热时间和生产周期。在相同的加热时间内,加热电功率大,油藏温度高,但并不是越大越好,当功率达到一定程度以后再提高加热功率,油藏温度增加并不明显。在电加热油藏的采油生产过程中,电加热功率不稳定,随生产时间变化。油层电导率低时,输入电能利用率高,加热效果好。     

水平分支井技术在胜利油田稠油油藏中的应用

胜利油田拥有丰富的浅层稠油资源,稠油油藏埋深较浅、地层松软,大部分区块埋深在800-1200m左右,稠油油藏一般具有地层敏感性强、供液差、产能低和下降陕等特点,多年来在钻井等方面采取了多种工艺措施,均未取得很好的开采效果。水平分支井技术是提高油藏采收率的钻井新技术,对水平分支井技术在稠油热采井中应用的主要技术难题进行了分析及现场实践,取得了良好的开发应用效果,试验井的成功应用为水平分支井技术今后在稠油热采区块推广应用提供了技术手段,为胜利油田稠油热采水平分支井技术积累了宝贵的经验。     

单井电阻加热采油技术研究

根据电磁场理论、能量守恒原理和两相流原理,给出了单井电阻加热油藏的数学模型。利用数学模拟方法研究了油藏电导率和油层厚度对电热效率的影响以及电阻加热油藏中的温度分布问题,讨论了输入电功率对原油采收率的影响。数值计算结果表明,输入电功率越高,原油采收率增加的幅度越大,随着无因次油藏电导率的减小,电热效率提高,有效加热半径也增大。在电阻加热油藏工艺中应防止电极处出现温度过高的现象     

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。     

平面型热声转换装置的特性分析

利用热声效应制作出一种由加热层、绝缘层和储热层构成的平面型热声转换装置.对加热层输入交变电压信号时,由于焦耳效应及各层材料的不同热力学特性,其表面附近区域会产生相应的声波.通过对装置模型进行理论分析,推导出装置输出声压及效率的表达关系式,并利用高速数据采集系统及红外成像仪对装置工作特性进行了实验研究.结果表明:该平面型热声转换装置的输出声压和效率随输入电功率的增大而增大;环境温度对装置输出声压的影响较小;通过对装置表面静态温度场分布进行分析,得到装置结构的优化方法.该装置实现了电能、热能、声能之间的转换,具有无任何运动部件、频率可控、稳定性高等优点,因而可广泛用于电声换能领域.     

地面含水稠油微波加热集输技术实验研究

以辽河油田地面集输含水稠油为研究对象。利用微波对原油的热效应和非热效应,设计并建立了地面稠油管线微波加热集输室内实验装置。通过室内实验,研究微波对特定稠油的加热降黏及脱水效果,优选出微波的加热频率及加热功率。实验结果表明,该方法与传统加热集输的方法相比具有加热速度快,节能明显的优点。     

沉船舱内重油加热数值分析

采用专业的流体力学软件开展数值模拟工作,研究给定尺度油舱的重油在加热棒加热及热油注入的两种情况下,油舱重油的热扩散问题。采用加热棒加热重油和注入热油的方式进行数值模拟,分析油舱内重油的温度的平均热扩散和空间分布规律。从数值分析结果可以看出：采用加热棒加热油舱内的重油,油舱内温度随时间的变化是显著升高后达到稳定温度,分别经历了重油温度线性增加、升温速度随温度升高而略有减小和稳定段三个阶段,且温度达到稳定时在空间范围内变化不明显；注入热油情况时,油舱内重油温度随时间升高速度大于加热棒加热的温度升高速度,也呈现出明显的三个阶段：线性段温度升高较快、弯曲段升温速度明显变慢和稳定阶段,且注入的热油温度越高,油舱内的重油温度越高,重油温度沿油舱的展向变化也非常小。与加热棒加热重油相对比,注入热油后油舱内重油的温度状况得到明显的改善,采用注入热油的方式对增加油温和油的运动速度具有显著的优势。数值分析结果可为沉船重油回收加热棒布置提供参考,热油注入模拟可以解决油舱内重油流动缓慢、在抽油口难以抽出重油的难题。     

基于FX2NPLC的T6112镗床电气控制系统智能改造

针对T6112镗床因为多年使用,导致电气控制系统线路及电器元件老化、故障频发、能耗大和加工效率低等现象,选用FX2NPLC对T6112镗床的电气控制系统进行改造,详细阐述了具体的改造方案.实践证明改造后的PLC控制系统加工效率比原来提高了3倍左右,且性能稳定可靠.     

海上稠油火烧油层物理模拟实验研究

为探索海上稠油火烧油层开发的可行性,针对渤海稠油油藏开展了火烧油层物理模拟实验。根据石油沥青组分测定法,分析渤海稠油原油组分;通过热失重与扫描量热同步热分析仪测试活化能等高温氧化反应动力学参数;采用一维燃烧管实验模拟评价燃烧稳定性及驱油效果。研究结果表明,渤海稠油组分特征与国内陆上油田相似;稠油高温氧化活化能为157 kJ/mol,与陆上油田相近;油藏火驱前缘推进稳定,燃烧前缘最高温度773 K左右,出口CO₂浓度长期稳定在12%以上,高温氧化燃烧状态良好;火烧驱油效率95.1%,空气油比548 m³/t,驱油效果较好。研究成果为海上稠油油藏火烧油层开发提供技术支持。     

大功率工业整流系统能效测试新方法与工程实践

针对目前国内外并没有大功率整流系统的各部件损耗及效率的实时监测仪器或平台的现状,提出了一种基于光纤以太网通信的大功率整流系统能效测试新方法,并与传统的能效测试方法的同步测量机理、能效分析方法进行了综合比较.给出了一种直流大电流间接反演算法,并通过仿真和实验验证了算法的正确性和工程实用性.最后结合工程实践,对能效测试新方法的具体实施过程进行了详细的阐述.工程实例表明该能效测试方法可以有效实现工业整流系统各供电装备与系统的效率核算,并为提高其装备效率及系统节能提供必要的依据.     

基于区域极点配置的隔震换能控制

隔震换能控制系统是一种新型半主动控制方式,具有隔震换能和主动控制的双重功能,既避免了传统主动控制需要提供主动控制能源所带来的控制成本高、可靠性不易保障的问题,又克服了传统半主动控制控制力局限性较大,影响控制效果的不足．理论分析及试验研究表明,换能器的换能效率与其相对位移、蓄能器的参数等因素有关．将隔震换能装置布置于隔震层,并将控制器安装在结构的顶层,以提高换能效率和结构的控制效果．采用区域极点配置,应用线性矩阵不等式求解方法,设计了便于工程应用的鲁棒控制器,兼顾了系统不确定性因素的影响和控制性能指标的要求．