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采油采气工程技术新进展与展望

石油勘探与开发 2022年第3期49卷 565-576页

作者：郑新权师俊峰曹刚杨能宇崔明月贾德利刘合中国石油勘探与生产分公司北京100007 中国石油勘探开发研究院北京100083

总结采油采气工程领域“十三五”期间重要进展,分析当前采油采气工程在工艺适应性、数字化建设和节能减排等方面所面临的挑战,并指出未来的发展方向。“十三五”期间分层注入、人工举升、储集层改造、排水采气、井下作业等5大主体技术... 详细信息

总结采油采气工程领域“十三五”期间重要进展,分析当前采油采气工程在工艺适应性、数字化建设和节能减排等方面所面临的挑战,并指出未来的发展方向。“十三五”期间分层注入、人工举升、储集层改造、排水采气、井下作业等5大主体技术取得重大进展,为实现老油田持续挖潜、新建产能效益动用提供了关键技术保障。当前复杂国际政治经济形势下,采油采气工程面临油气开采技术难度不断增大、数字化转型技术仍不完善、绿色低碳技术尚不成熟等3个方面严峻挑战。确立稳油增气、数字化转型、绿色低碳发展3大战略方向和实施路径,指出精细分层注入技术、高效举升工艺技术、精准储集层改造技术、长效排水采气技术及智能井下作业技术5个重点研究方向,为中国油气行业的转型升级和高质量发展提供工程技术支撑。

关键词：采油采气工程分层注入人工举升储集层改造排水采气井下作业数字化转型低碳经济

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排水采气用31/2"变径柱塞结构研制及工艺研究

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排水采气用31/2"变径柱塞结构研制及工艺研究

作者：胡莉莉西安石油大学

学位级别：硕士

常规柱塞举升装置无法适用于加装安全阀的变径柱塞管柱,因此,在中海油能源发展股份有限公司的东海含水气藏海上柱塞气举工艺技术研究项目的支持下,针对海上变径复合管柱结构研制出一种新型的变径柱塞装置。本文主要研究成果如下:(1)设... 详细信息

常规柱塞举升装置无法适用于加装安全阀的变径柱塞管柱,因此,在中海油能源发展股份有限公司的东海含水气藏海上柱塞气举工艺技术研究项目的支持下,针对海上变径复合管柱结构研制出一种新型的变径柱塞装置。本文主要研究成果如下:(1)设计一种新型密封结构的变径柱塞。以海上气井复合管柱结构为基础,针对31/2"变径柱塞装置结构,设计变径柱塞缩径时最大外径φ68.4mm,扩径时最大外径φ73mm。经理论计算,设计的变径柱塞结构能够在井底受到一定压力后扩径;在举液过程中受到碰撞后缩径通过安全阀,继续举液。(2)变径柱塞的密封性能优化设计。采用CFD方法,将密封结构的压力降、出口速度、气液流窜速度最大值、阻力系数和漏失量作为优化标准,对变径柱塞的密封结构进行优化。当变径柱塞密封槽为9个、槽深6mm、槽宽9mm、交错齿牙长为8mm时结构密封效果最佳。对变径柱塞扩径、缩径气举做两相流分析,得到变径柱塞扩径后举液效率更好,变径柱塞在开设交错齿后密封性能得到显著提升。(3)对变径柱塞气举工艺优化。考虑柱塞气举主要影响因素细化变径柱塞气举参数设计步骤,使用***软件按照参数设计步骤进行可视化编程。将海上某气井井况带入程序中,计算变径柱塞适用此井的最优工作制度。(4)将设计研制的变径柱塞模拟在海上气井复合管柱内的气举过程,进行室内试验。观测变径柱塞在复合管柱内的扩径与缩径情况,得到变径柱塞可在此结构管柱中顺利多次运行。模拟试验变径柱塞扩径所需进气压力与举液量之间的关系,进行室内变径柱塞排水采气试验,得到变径柱塞能够扩径举液且具有良好的举液效率。研究结果表明,设计的变径柱塞装置能够顺利、可靠地通过复合管柱并将井底积液有效排出,为变径柱塞在海上气井的应用提供理论基础和试验依据。

关键词：柱塞气举变径柱塞安全阀排水采气气井积液

渝东南常压页岩气工程工艺技术进展及下一步攻关方向

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石油实验地质 2023年第6期45卷 1132-1142页

作者：姚红生房启龙袁明进张壮中国石化华东油气分公司南京210019

渝东南地区常压页岩气区块处于盆缘过渡带—盆外褶皱区,具有构造复杂、应力差异大、压力系数低等地质特点,给工程工艺提效增产带来巨大挑战。该区浅表层缝洞发育、漏失层位多,钻完井周期长;构造应力变化快、差异系数大,压裂难以形成复... 详细信息

渝东南地区常压页岩气区块处于盆缘过渡带—盆外褶皱区,具有构造复杂、应力差异大、压力系数低等地质特点,给工程工艺提效增产带来巨大挑战。该区浅表层缝洞发育、漏失层位多,钻完井周期长;构造应力变化快、差异系数大,压裂难以形成复杂缝网;地层能量不足、排液效率低,影响气井连续稳定生产。为此以“四提”为目标,创新实践关键技术,工程工艺持续创效。钻井工程围绕“提速、提效、降本”攻关形成以井身结构优化、强化参数钻井为主,设备、工具一体化配套的常压页岩气钻完井技术,机械钻速年均提高14.90%,钻完井周期降幅10.67%,钻井成本降幅7.64%,刷新同期多项纪录。压裂工程围绕“增效降本”,通过“适度密切割+暂堵转向”提升裂缝复杂度,“高强度加砂+砂陶粒径组合”促进缝网多尺度有效支撑,集成应用低成本压裂材料与提速降本设备工具,形成“复杂缝网+经济型材料+智能压裂装备”的特色压裂工艺及配套,单井归一千米最终可采储量(EUR)由0.34亿立方米提升至0.45亿立方米,费用下降34.6%。排采工程以“全生命周期精细管理、延缓递减、挖潜增效”为目标,攻关建立了早期优选管柱、中期泡排+压缩机降压开采、后期单管射流泵、强力泵+尾管等机械排采的全生命周期排水采气技术体系,实现了分区分类分阶段精准施策,老井年递减率降低2.1%,全气田生产时率从95.9%提升至98.7%。通过工程工艺的全流程攻关,有力支撑了渝东南常压页岩气的效益开发,也可为其他常压页岩气的高效开采提供借鉴。

关键词：二开制钻井缝网压裂排水采气效益开发常压页岩气渝东南

超音速喷管雾化实验研究与雾化模型回归预测分析

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南京理工大学学报 2023年第5期47卷 715-723页

作者：刘承婷贺亮胡传峰王智刚董佩鑫东北石油大学石油工程学院黑龙江大庆163318 提高油气采收率教育部重点实验室(东北石油大学) 黑龙江大庆163318

为解决低压低产气井积液问题以及提高排水采气井筒携液效率,建立新型超音速喷管模型,自行搭建的实验平台探究气相流量、液相流量、液相入口直径对雾化效果的影响,对25组实验结果进行相关性分析,结果表明气相流量在3000~5000 m^(3)/d范围... 详细信息

为解决低压低产气井积液问题以及提高排水采气井筒携液效率,建立新型超音速喷管模型,自行搭建的实验平台探究气相流量、液相流量、液相入口直径对雾化效果的影响,对25组实验结果进行相关性分析,结果表明气相流量在3000~5000 m^(3)/d范围内,随着气相流量增加,雾化效果增强。液相流量在0.6~2.2 m^(3)/d,液相喷孔直径在6.0~8.4 mm范围内,随着流量与直径增加,雾化效果减弱。并得出对雾化角和雾滴粒径影响因素的强弱为气相流量>液相流量>液相入口直径。根据实验数据和相关性分析建立多元非线性回归雾化模型,雾化模型决定系数R^(2)为0.971,通过雾化液滴模型预测得到雾滴预测值与实验值进行误差分析,平均误差为14.02%,雾化模型良好。

关键词：排水采气超音速喷管雾化效果相关性分析多元非线性回归

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川西致密砂岩气田采气工艺实践与效果

西南石油大学学报（自然科学版） 2022年第3期44卷 188-196页

作者：杜洋郭新江刘通张国东中国石化西南油气分公司石油工程技术研究院四川德阳618000

川西侏罗系气藏为典型的致密砂岩气藏,无明显边底水、层间水,气井生产少量产水。随着气田不断开发,气井井底积液加剧,造成产量压力双递减,稳产期短,低压低产生产时间长,排水采气是气藏长期稳产的关键技术。为探寻适用于川西致密砂岩气... 详细信息

川西侏罗系气藏为典型的致密砂岩气藏,无明显边底水、层间水,气井生产少量产水。随着气田不断开发,气井井底积液加剧,造成产量压力双递减,稳产期短,低压低产生产时间长,排水采气是气藏长期稳产的关键技术。为探寻适用于川西致密砂岩气田的排水采气工艺及管理体系,基于25 a的研究和实践,建立并完善了一套基于流压实测、回声仪、模型及矿场经验法的产水气井多元化井筒诊断技术,根据气井自身能量变化规律,形成了差异化泡沫排水采气工艺为主体,互补型气举排水采气工艺为辅助,以连续油管和柱塞气举为补充的致密气田排水采气体系,并通过数字化技术发展,提出了“精细诊断+智能工艺一体化”的排水采气精细化管理体系,研制了积液在线诊断、丛式井整体式泡排及柱塞气举等智能化配套设备,并通过1200余口气井的现场应用,有效提高了气井排液稳产效果,降低了老井综合递减率,对国内外类似气田开发具有一定的借鉴意义。

关键词：致密砂岩气藏泡沫排水柱塞气举速度管柱排水采气

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棒状柱塞气举液体漏失模型研究

西安石油大学学报（自然科学版） 2022年第1期37卷 101-106,136页

作者：师浩文刘捷罗威丁晔李锐廖锐全长江大学石油工程学院湖北武汉430100 CNPC气举实验基地多相流研究室湖北武汉430100 新疆油田公司工程技术研究院新疆克拉玛依834000

在柱塞气举工艺举液过程中,由于管柱与柱塞间存在间隙,在速度、压力及气体滑脱等影响下必然会引起液体漏失,掌握其漏失规律对提高举升效率具有重要意义。根据柱塞与管壁间隙微元体受力平衡分析得到液体漏失的数学模型,针对柱塞自身结构... 详细信息

在柱塞气举工艺举液过程中,由于管柱与柱塞间存在间隙,在速度、压力及气体滑脱等影响下必然会引起液体漏失,掌握其漏失规律对提高举升效率具有重要意义。根据柱塞与管壁间隙微元体受力平衡分析得到液体漏失的数学模型,针对柱塞自身结构特点,结合垂直管段柱塞举升模拟实验对模型进行修正,确定了棒状柱塞的漏失修正系数,建立棒状柱塞气举液液体漏失模型。将该模型的计算结果分别与Lee&Mower实验结果和不同井斜角柱塞气举液体漏失实验结果进行对比分析,计算误差均在±10%以内。误差分析结果表明,建立的棒状柱塞漏失模型在垂直井和大斜度井都具有较强的适应性,对棒状柱塞气举工艺参数的优化设计具有重要的指导意义。

关键词：柱塞举升液体漏失排水采气环形间隙漏失模型

喷射旋流复合排液工具结构参数优化及现场试验

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石油钻探技术 2023年第3期51卷 90-96页

作者：刘欢乐薛世峰孙志扬周朝范杰中国石油大学(华东)储运与建筑工程学院山东青岛266580 中石化石油工程技术研究院有限公司北京102206 中国石化江汉油田分公司石油工程技术研究院湖北武汉430035

为了降低生产流体在井筒中产生的压降、充分利用积液气井自身能量进行低成本排水采气,研制了喷射旋流复合排液工具。在设计喷射旋流复合排液工具结构的基础上,研制了其性能测试试验系统,测试了不同气体流量下放置不同结构参数该工具时... 详细信息

为了降低生产流体在井筒中产生的压降、充分利用积液气井自身能量进行低成本排水采气,研制了喷射旋流复合排液工具。在设计喷射旋流复合排液工具结构的基础上,研制了其性能测试试验系统,测试了不同气体流量下放置不同结构参数该工具时的模拟井筒压降,开展了结构参数的单因素分析和正交试验分析,得到了不同条件下喷射旋流复合排液工具最优的结构参数。研究结果表明,喷射旋流复合排液工具的主要结构参数均会影响流体在井筒中产生的压降;要使井筒中的压降最小,不同产量的气井对应不同结构参数的工具。结构参数优化后的喷射旋流复合排液工具在西南地区M气田A井进行了现场试验,在相同生产周期内,累计产气量平均增加20.95%,累计产水量平均增加21.59%,验证了该工具的排液增产效果。研究和现场试验表明,喷射旋流复合排液工具为积液气井低成本排水采气提供了一种新的技术手段。

关键词：排水采气积液气井喷射旋流排液工具结构优化现场试验

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变径气举柱塞变径过程受力分析与试验研究

石油钻探技术 2023年第2期51卷 90-94页

作者：徐建宁胡莉莉朱端银郭邦瑞王泽鹏西安石油大学机械工程学院陕西西安710065

为了满足海上气井复合管柱的变径结构要求,解决气井积液、延长气井生产寿命,设计了一种新型变径柱塞结构,分析了变径柱塞在扩径、碰撞缩径过程中的受力情况。模拟了柱塞排水采气工艺过程,开展了室内变径柱塞变径行为观测、举液量与进气... 详细信息

为了满足海上气井复合管柱的变径结构要求,解决气井积液、延长气井生产寿命,设计了一种新型变径柱塞结构,分析了变径柱塞在扩径、碰撞缩径过程中的受力情况。模拟了柱塞排水采气工艺过程,开展了室内变径柱塞变径行为观测、举液量与进气压力测量、举液效率分析等试验。试验结果表明,变径柱塞可在变径管柱中顺利运行,扩径所需进气压力与举液量成正比,该变径密封结构具有良好的举液效率。研究结果可以为变径柱塞在海上气井的应用提供试验依据和理论参考。

关键词：柱塞气举变径柱塞安全阀排水采气气井积液

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水平气井气液两相管流压降预测

深圳大学学报（理工版） 2022年第5期39卷 567-575页

作者：罗程程吴宁王华刘永辉张腾王本强吴朋勃刘军西南石油大学油气藏地质及开发工程国家重点实验室四川成都610500 川庆钻探工程有限公司页岩气勘探开发项目经理部四川成都610051 中国石化西南油气分公司采气四厂重庆402160 中国石油西南油气田公司页岩气研究院四川成都610051

准确预测气井压降是气井动态分析、优化配产和排采工艺设计的基础.水平气井复杂的井身结构和流动规律,导致单一压降预测模型精度难以在宽泛的气液范围内满足工程需求.为开展模型优选及优化,基于环状-搅动、搅动-段塞和段塞-泡状3个流型... 详细信息

准确预测气井压降是气井动态分析、优化配产和排采工艺设计的基础.水平气井复杂的井身结构和流动规律,导致单一压降预测模型精度难以在宽泛的气液范围内满足工程需求.为开展模型优选及优化,基于环状-搅动、搅动-段塞和段塞-泡状3个流型转变点,提出垂直井筒持液率半经验模型;基于垂直管与倾斜管中持液率的对应关系,提出倾斜管中持液率预测方法,构建水平井气液两相管流压降预测新模型.研究结果表明,气井气液两相管流压降研究的核心是准确预测持液率;随着倾角增大持液率先增加后降低,倾斜管持液率可基于垂直管持液率随角度的变化关系计算得到;在所有对比模型中构建的新模型与气井生产测井数据的相对性能系数最小,表明模型能够满足工程计算精度要求.构建的新模型适用于不同产量范围的水平气井气液两相管流的压降预测,可为现场生产分析提供技术支撑.

关键词：油气田开发排水采气水平气井两相管流压降模型持液率压力转化流型转变