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     

泵外防气装置沉降部分数值模拟

部分油田在深井泵开采期采用注气驱油,油井的油气比较高。减少高含气抽油井中气体对泵工作影响的有效措施是在泵的入口处安装气锚(泵下防气装置和泵外防气装置),使油流中的自由气在进泵之前分离出来,通过油套环形空间排到地面。针对井下气锚分气机理及分气效率进行了探讨性研究,采用计算流体动力学软件FLUENT,对泵外防气装置沉降部分的气液两相流动进行数值模拟,研究了气锚的长度、油气比对分离效率的影响,并优化出分离效果最佳的沉降段长度。     

定压阀在高套压油井控套生产中的应用

茨榆坨采油厂应用定压技术对高套压油井进行控套生产,根据油井产液量、综合含水、液面等变化情况随时调整套压控制值,在降低油井生产压差、回收套管气的同时,也取得了增油增气的良好效果,收到了较好的经济效益.     

机械式套管气回收装置研制与应用

针对油井生产过程中,单井井口分离出来的部分天然气积聚在油套环形空间,不能够及时、充分的有效应用,同时还造成油井产能下降的问题,研制了新型机械式套管气回收装置。该装置主要由抽气泵和配套管汇组成,利用抽油机游梁的上下运动作为原动力驱动抽气泵工作,抽出环形空间内聚集的天然体通过配套管汇进入集输管线。该装置能够有效回收套管气,同时还可以提高油井抽油泵泵效、单井系统效率和单井集输管网效率,起到增产节能降耗的作用。     

利用气液旋流提高抽油泵泵效的实验研究

为解决大庆外围部分区块油井井下气液分离问题和抽油泵的泵效,提高整个油井系统的工作效率,利用室内模拟抽油机井实验装置,模拟采油八厂芳48区块抽油机井系统的井底流动状态,并以水和空气作为流动介质,用优选出的螺旋气锚与现场采油抽油泵进行组合,设计出泵外和泵下两种防气装置,在不同冲次、不同排量、气液比为20 m3/t～8000 m3/t条件下,对两种工艺设计的气液分离效果进行比较。防气装置设计中将进液孔同时作为分离气的排气孔,在泵外防气装置衬管环空顶部产生“气帽”效应,抑制气体进入防气装置,有效提高旋流分离的分气效率,实验结果表明安装泵外防气装置的泵效要明显优于安装泵下防气装置的泵效,为现场应用提供了可靠的依据。     

基于Langmuir公式的残余气预测方法

针对现场测试中残余气过低和需要快速获取含气量的情况,以残余气预测为重点,总结了现场残余气测试中存在的问题:(1)慢速解吸法测量低煤阶煤层含气量时,残余气量小可能导致常规方法无法获得结果或误差偏大;(2)快速解吸法测试煤层气含气量时,粉碎煤样测试残余气的方式可能造成少量煤层气的散失而使残余气结果偏低.分析了残余气比重的影响因素,以描述吸附过程Langmuir公式为依据,首次提出了用于残余气计算的曲线拟合法,通过与实测数据进行对比分析,认为该方法准确度较高、稳定性高,能够较准确得获得低含气量情况下的残余气,能有效提高现场含气量测试工作效率.     

有杆泵抽油系统气体膨胀能研究

目前抽油机井系统效率仿真方法只考虑地层产出气对泵效的影响,忽略了其在举升过程中释放的能量,导致高气油比井系统效率仿真结果精度偏低。针对这种现象,提出了地层中的气体在举升过程中释放的能量,包括溶解气膨胀能和自由气膨胀能两部分的理论。将有杆抽油系统输入功率划分为有效功率、气体膨胀功率、地面损失功率、地下损失功率4部分。应用能量守恒的理论,建立了自由气膨胀功率计算仿真模型,完善了以能量法为基础的系统输入功率计算模型,提高了系统效率计算仿真精度。仿真实例表明,在计算系统输入功率时,自由气膨胀功率不可忽略,其系统效率计算模型仿真精度更高。     

油气水三相流动时的产能预测方法研究

为研究溶解气驱油藏油井ＩＰＲ曲线的计算方法，对达西公式进行了分析，并结合现场实际情况，推出了计算油气水三相流动时产能预测的新公式。经实测数据验证，表明新公式计算精度高，适应性广。     

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)。     

长庆油田油井套管气回收工艺技术研究

针对长庆油井套管气区块分散、气量少等特点,如何加强油井套管气回收与利用一直是油田开发的一个难题。为了满足油田数字化建设及安全环保要求,近年来长庆油田不断探索套管气回收工艺技术,逐步形成了定压阀、活塞式打气泵、小型撬装增压装置、同步回转压缩增压四种套管气自动回收主体工艺。本文阐述分析了各种工艺技术的特点及适用情况,为进一步开展套管收回收技术研究及推广应用指明的方向与思路。     

气顶底水油藏油井最佳射孔井段确定新方法

气顶底水油藏兼有气顶油藏和底水油藏的特征,开发难度大。油藏主要开采原油,开发过程中通常会表现出先气顶气窜,后底水锥进的生产特征,使得油井稳产期短,产量下降快,油藏采收率普遍较低。若油藏在油气界面或油水界面处存在不渗透隔板,则可有效减缓气顶气或底水的锥进速度,延长油井稳产期。现有的该类油藏油井最佳射孔井段确定方法,因考虑因素不全面或采用图版的近似方法,且均未考虑油藏中存在隔板的情况,故无法满足生产需要。对存在隔板的气顶底水油藏提出了一种确定最佳射孔井段的最优化方法,并在实际生产中获得了验证。     

胶莱盆地水南组陆相页岩含气量计算

为定量表征胶莱盆地暗色泥页岩含气性,对研究区样品进行了等温吸附实验,以及吸附气、游离气含量的定性分析和定量计算,通过对吸附气、游离气含量的计算来确定其总的含气量。泥页岩等温吸附实验表明：胶莱盆地水南组暗色泥页岩有机碳含量主要集中在0.27-2.92%,最大吸附量范围为0.85-1.60m3/t,且最大吸附量与有机碳含量大致呈正比关系。对胶莱盆地进行含气量分析计算发现：各不同凹陷泥页岩含气量随着埋深的增大总体呈先逐渐增大后趋于平缓的变化趋势,且含气量主要介于0.50m3/t~1.80m3/t,其中以莱阳凹陷水南组泥页岩含气量最大,最高可达1.80m3/t,莱阳凹陷可作为将来勘探开发的首选目标区。研究表明,有机碳含量和孔隙度是影响页岩气含量最主要的两大因素,有机碳含量越高,孔隙度越大,其含气性越好;但在不同埋深下的吸附气、游离气含气量主要受地层温度和压力的影响,且两者随温度压力的变化而发生相互转化;在一定埋深下,地层中气体吸附解吸可达到一个平衡状态。     

基于测井资料的页岩含气量评价方法研究

页岩气是重要的化石能源替代品,含气量作为页岩气储层评价的重要参数,对于页岩气的资源评价与“甜点区”优选具有重要的意义。为了研究页岩含气量的定量评价方法,以加拿大H区块页岩气储层为研究对象,通过对取芯样品的实验室解吸以测定页岩储存的解吸气、散逸气和残余气。借鉴煤层气的等温吸附模拟页岩的吸附气、游离气。以获得的含气量为基础,通过对测井资料与含气量的相关性分析,筛选含气量的关键影响参数所对应的测井曲线,建立基于测井曲线的含气量评价模型,通过对计算结果与实测结果的分析对比,表明基于测井曲线的页岩含气量评价模型在应用中表现出很好的实用性以及准确性,为后续的页岩气资源评价和“甜点区”优选奠定基础。     

高气油比油藏的油井应用电泵采油的可行性研究

对埕北30油藏特点进行了分析，以此为例确定了油井自喷后采用电泵抽油的机采方式。结合目前国内外电泵吸入口处含气率的界限，分析了电泵在高气液比状态下的适应性，给出了高气液比条件下泵吸入口处含气率的计算模型。利用此模型分别计算了不同吸入压力、不同气油比下含水率分别为0，20％，40％与80％时泵吸入口处的含气率，进而对电泵在高气液比条件下的使用条件和适用范围进行了详细分析，以使该项举升工艺更有效地用于埕北30油藏的开发。计算结果表明，在油藏压力保持在30MPa，生产气油比不超过250的情况下，埕北30油藏可以采用电泵采油。该项研究也适用于其他高气液比油藏的开发。     

基于CNN卷积神经网络的示功图诊断技术

抽油机井示功图能够直接反映油井生产运行的情况,对其进行分析和研究是进行油井工况分析、参数优化最直接、最有效的手段。通过对油井参数及示功图进行数字化描述,结合卷积神经网络技术,建立示功图诊断模型并开发计算程序,实现对抽油机井工况的智能诊断。测试结果表明,该模型对供液不足、气体影响、偏磨、盘根紧等常见工况的诊断识别正确率达到89. 3%,具有较高的诊断精度,为油井工况分析和生产优化的有效技术手段。     

褐煤储层含气量计算

因我国褐煤中煤层气赋存特征认知程度较低,影响了较低煤级煤层气的开发,褐煤中含气量的研究显得尤为关键。基于此,文中对采自内蒙古海拉尔盆地4个褐煤H1,H2,H3,H4样品进行煤岩煤质分析,25℃平衡水等温吸附实验。计算埋深在400～2 000 m吸附气含量;模拟在储层温度、压力、矿化度、密度条件进行甲烷溶解度的测定结果表明甲烷溶解度随压力、温度的同时增加而增大(低于80℃),基于实验结果,计算了不同埋深(温度、压力)下褐煤储层的水溶气含量;测定4个褐煤样品孔隙度,根据马略特定律计算游离气含量。由吸附气、水溶气及游离气含量计算褐煤含气量。结果表明,埋深小于1 000 m的褐煤含气量随埋深增加而增大;埋深大于1 000m随埋深增加而减少。H1含气量较低,H2,H3,H4含气量较高,400～2 000 m埋深的褐煤含气量介于2.57～6.99 m3/t之间,且均随埋深增加而增大。含气量中吸附气、水溶气、游离气含量比例分别为78.7%,9.3%,12.0%.     

利用综合粘度因子评价系统效率

抽油机井系统效率反映了油井对能量的利用程度,准确地评价抽油机井系统效率是有效衡量有杆抽油系统性能的关键。根据油井耗能的重新分析,提取了原油粘度、含水率、气油比3个显著的影响因素。利用数据拟合和0~1数值规范化处理方法根据其内在关系把三者整合成综合粘度因子,并通过定义新变量——无因次气油比与效率实现率,构建了抽油机井的系统效率评价模型。得到了系统效率评价图,作为确定抽油机井系统效率理论上、下限的基本方法。提出的模型在某油田进行了初步应用,得到的系统效率与实测效率基本吻合,为下一步是否采取优化措施以及各井的优化顺序提供了理论基础。     

双台子油气田气顶驱开发中的问题探讨

详细讨论了辽河双台子油气田气顶砂岩油气藏在发过程中气窜严重，导致大量气顶气过早采出，使该油气田中后期开发效果急剧变差的问题。研究表明，该油气田气窜严重的原因，一是1984年9月以后，油井大幅度放大压差生产使气突破加剧；二是1985年以后频繁补孔使油井避气厚度减少致气窜更趋严重。此外，该油气田加密调整效果不好，加密井与老井的井间的干扰明显，说明油层连通渗流条件较好，原有600m井距已可有效控制储量，加密调整似嫌多余。     

基于过程分析法的页岩原位含气性评价

为了确定页岩中总含气量、吸附气/游离气含量及其比例,建立了一种新的页岩原位含气性定量评价方法,即过程分析法。该方法将钻井取芯及现场解析全过程拆分为5个阶段,依次评价不同阶段气体（吸附气、游离气）逸散量。在获取钻井取芯、储层物性、吸附/扩散、气体特性及岩芯现场解析等数据之后,使用该方法可正演计算获得全过程的气体解析量,同时获得原位总含气量、吸附气/游离气含量及其比例等数据。应用该方法对焦石坝区块JY182-6井五峰组-龙马溪组海相页岩原位含气性进行了评价。过程分析法所得总含气量是USBM直接法结果的0.8~5.4倍（平均2.0倍）;两者之间的差值为-1.27~1.58 m³/t（平均0.39 m³/t）,且随吸附气比例的增加而逐渐减小。吸附气含量及其比例主要受控于总有机碳含量（正相关）,游离气含量受控于孔隙度（正相关）和含水饱和度（负相关）,同时受黏土矿物含量的影响（弱正相关）。     

基于长短时记忆神经网络的抽油机井故障智能预警

准确预测抽油机井故障对油田生产具有重要意义。针对新疆油田某区块抽油机井故障情况,统计了500口油井的生产数据,明确了结垢、结蜡、杆管腐蚀、杆管疲劳、杆管偏磨5种引发抽油机井故障的主要因素;基于长短时记忆神经网络(long short-term memory networks, LSTM),构建了油井故障智能预警模型;筛选出影响油井故障的14种特征参数进行小波降噪处理,借助自适应矩估计算法对模型进行训练与测试。研究结果表明,模型预测准确率为96.81%,能够为油田提供较为准确的抽油机井故障预警信息。