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超深稠油井井筒伴热工艺数值模拟研究

超深稠油井井筒伴热工艺数值模拟研究

作者：朱沫西南石油大学

学位级别：硕士

我国稠油资源丰富,但绝大部分稠油油藏开采难度较大,成本较高,严重制约了其开采步伐。随着科学技术的进步,以及常规油气资源的日益匮乏,稠油资源逐渐受到广泛重视,表现出良好的开采前景。稠油开采过程中,常常会遇到原油可以流入井筒,但... 详细信息

我国稠油资源丰富,但绝大部分稠油油藏开采难度较大,成本较高,严重制约了其开采步伐。随着科学技术的进步,以及常规油气资源的日益匮乏,稠油资源逐渐受到广泛重视,表现出良好的开采前景。稠油开采过程中,常常会遇到原油可以流入井筒,但仅依靠油藏的压力和温度,难以流出井筒的问题。本文在大量国内外文献调研的基础上,从井筒流动机理出发,以超深稠油井为研究对象,用井筒数值模拟的方法,建立了井筒压力温度耦合模型;为解决超稠油井仅依靠井筒伴热工艺举升难,而掺稀工艺存在稀油资源短缺、成本高的问题,提出了掺稀-伴热复合工艺技术。本文主要完成的工作有以下几个方面：1)对采用伴热工艺的油井,将井筒分为常规段和加热段两段。本文基于Hagedorn-Brown压力计算和Hasan-Kabir温度计算方法,建立了常规段温度压力耦合模型,并将模型计算结果与现场测试结果进行了对比。2)基于传热学基本原理,建立了电加热井筒传热模型,计算分析了加热长度、加热功率以及产液量等影响电加热效果的主要因素,并提出了其工艺设计方法。3)基于传热学基本原理,建立了双空心杆闭式热流体循环井井筒传热模型,计算分析了循环深度、注入温度、循环流量以及产液量等影响热流体循环加热效果的主要因素,并提出了其工艺设计方法。4)基于传热学基本原理和Cragoe模型,研究了不同温度条件下,稀油使用量对稠油粘度的影响。建立了掺稀井井筒温度分布模型,研究了掺稀量和注入温度对产出液温度分布的影响。5)开展了掺稀伴热复合工艺研究,通过稠油掺稀+伴热井筒流动规律的研究及掺稀量、加热功率、注入温度、循环量等参数的敏感性分析,提出了一套稠油掺稀+伴热的工艺设计方法。稠油掺稀伴热复合工艺,能有效解决严寒地区超深超稠油井举升难的问题,能缓解稀油资源匮乏地区稠油开采的问题,随着国内对稠油开采的日益重视,通过本文的研究,对于促进稠油资源的开采具有重要现实意义。

关键词：超深超稠电加热热流体循环掺稀井筒压力温度

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针对新疆超稠油管道输送的可行性研究

针对新疆超稠油管道输送的可行性研究

作者：高婷西安石油大学

学位级别：硕士

世界上稠油资源相当丰富，根据相关资料显示，稠油的地质储量预测有1万多亿吨,远超过常规原油的地质储量，稠油的储量约是已探明常规原油储量的6倍，占全球油气资源总量的53%。目前，随着石油需求量的不断增加，常规原油的产量却在日益... 详细信息

世界上稠油资源相当丰富，根据相关资料显示，稠油的地质储量预测有1万多亿吨,远超过常规原油的地质储量，稠油的储量约是已探明常规原油储量的6倍，占全球油气资源总量的53%。目前，随着石油需求量的不断增加，常规原油的产量却在日益减少，而稠油则在己探明的石油储量中所占的比例越来越大，随着稠油开采量的不断增加，如何进行稠油的运输，成为人们关注的焦点。随着风城稠油产量的增加，若继续采用汽车拉运，不仅会造成运输成本的增加，而且受环境、气候的影响也会影响超稠油的幵发和生产，并使217国道面临巨大的运输压力和安全隐患。因此，有必要选择一种经济，安全有效的管输方式运输风城油田这种高粘、高密的超稠油。本文通过风城超稠油粘温特性、流变特性的研究，不同降粘方法的研究、风城稠油外输工艺计算及方案选择的研究，为风城超稠油的运输提供了可靠的保障，具体主要从以下几个方面进行了论述：（1)风城稠油基本性质研究：通过实验主要研究了风城稠油的粘温特性、流变特性以及屈服值与温度的关系。经过数据的分析，可知，粘度对温度非常敏感，随着温度的增大，粘度减小，风城稠油的粘温曲线的拐点在80"C左右，牛顿流体转化温度点在80-90’C之间。（2)风城稠油降粘研究：稠油由于粘度高、密度大，因此要进行稠油输送，首要问题就是进行降粘，本部分针对掺稀和掺水两种降粘方法进行研究，通过实验可得出，随着掺稀量的增大，稠油粘度逐渐降低。稠油的相转变点为80%,并且随着含水率的増大，稠油的粘度先增大后减小。（3)风城稠油外输工艺计算及方案选择：以前部分实验为依据，进行了两种方法的工艺计算，从降粘的角度，两种方法均可行，但是综合考虑各种经济因素以及风城现有条件，推荐掺稀输送作为输送风城稠油的输送方法。

关键词：超稠油掺稀掺水降粘管输

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抽油机井系统效率影响因素分析及对策研究

抽油机井系统效率影响因素分析及对策研究

作者：刘波长江大学

学位级别：硕士

有杆抽油作为石油工业传统的采油方式之一,在采油工程中一直占主导地位,而抽油机是石油开采中重要的机械采油设备。随着油田开发的不断深入,采油成本逐年递增,抽油系统效率成为衡量一个油田开发水平的重要指标。因此,开展抽油机井系统... 详细信息

有杆抽油作为石油工业传统的采油方式之一,在采油工程中一直占主导地位,而抽油机是石油开采中重要的机械采油设备。随着油田开发的不断深入,采油成本逐年递增,抽油系统效率成为衡量一个油田开发水平的重要指标。因此,开展抽油机井系统效率影响因素研究,找出影响系统效率的敏感因素,对油田提高采油系统效率及节能降耗具有很重要的意义。有杆抽油系统的能耗是一个复杂而繁琐的课题,理论研究和实践结果表明,有杆抽油的系统能耗与系统效率有密切联系,一般来说系统效率越高,吨液所需能量损耗越小;系统效率越低,吨液所需能量损耗越大;有杆抽油系统效率的高低基本上反映了有杆抽油技术能耗的总体水平。在实际生产中影响抽油机系统效率的因素较多,主要包括地层因素、设备条件、管理水平等各种因素的影响。有杆抽油系统将地面的电能经过相关的传递设备转换成机械能,从而将液体从油井举升至地面。在整个系统中每个子系统都有能量损失,经过几个环节的能量传递,能量消耗逐渐增大,系统效率逐渐降低。资料表明,我国抽油机井的平均系统效率在21%左右,甚至有的低到只有2.3%,远低于全国平均水平。而美国加利福尼亚油田机采井平均系统效率为28.7%,目前我国有杆抽油系统效率基本上是美国上个世纪八十年代的水平,与国外先进水平相比还有一定差距,尚具有很大的节能潜力。本文根据对塔河油田抽油机井系统效率的测试和分析,开展提高系统效率的技术研究,主要探讨了影响抽油系统效率的主要因素,既包括抽油机型号、抽油机平衡度、电机等地面设备的因素,又包括抽汲参数、抽油泵型号、泵挂深度等井下方面的因素。以提高抽油系统效率和产量为目标进行了参数优选方法的研究,得到的主要成果有： 1、根据塔河油田的特点,分别建立了掺稀和非掺稀抽油机井系统效率的计算模型。系统效率可以表示成地面效率与井下效率的乘积,要想提高系统效率就应提高地面效率和井下效率。 2、以塔河油田为研究对象,分别研究了掺稀和非掺稀抽油井系统效率的影响因素。主要从抽油机型号、电机类型、不平衡度及负扭矩、油套压泵挂深度、沉没度、原油粘度、气体、日产液量和抽汲参数等方面研究各因素与系统效率的关系。分析表明,各因素均不同程度地影响着抽油机井的系统效率,沉没度合理、泵效高、日产液量高、冲程大和冲次小的井系统效率则高;抽油机型号选择合适、电机负载率高及抽油机平衡良好的井系统效率高。 3、结合塔河油田掺稀和非掺稀抽油机井系统效率的影响因素及针对该油田的特点,对各因素进行敏感性程度研究,通过敏感程度权重分析,影响非掺稀抽油机井系统效率的主要因素为油压、套压、抽油机平衡度、沉没度及泵径;影响掺稀抽油机井系统效率的主要因素为沉没度、冲次、电机功率利用率及掺稀比,为提高塔河油田的系统效率提供了参考依据。 4、针对塔河油田抽油机井系统效率的测试计算情况,分别建立了按国内平均系统效率划分的抽油机井系统效率评价框图和按塔河平均系统效率划分的系统效率评价框图,并针对各厂各区块的抽油机井进行了两种平均方式下的评价。 5、结合塔河油田的生产特点,对抽油机井进行了优化设计。改变泵径、沉没度或下泵深度都将改变悬点载荷,每一参数的变化都应进行校核和再计算,只有沉没度、抽油杆强度利用率都达到合理值时,所选的泵径、下泵深度、冲程、冲次才是合理的抽油参数。 6、分别从地面和井下两方面分析了提高抽油机井系统效率的措施。要想提高地面效率,则应配置合适的抽油机和电机,使抽油机载荷利用率及功率利用率保持在较高的水平,同时并保持抽油机的平衡良好;要提高井下系统效率则应确定合适的下泵深度和沉没度,以及选择合适的抽汲参数。提高系统效率是一个系统工程,只有实现最优化的配置,才能最大限度地提高系统效率。

关键词：掺稀抽油机井系统效率影响因素

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三塘湖马北区块稠油井井筒降粘技术研究

三塘湖马北区块稠油井井筒降粘技术研究

作者：许辉中国石油大学(华东)

学位级别：硕士

三塘湖马北区块稠油具有高密度、高粘度、高凝固点、高非烃含量、中等含蜡量等特点,在开采过程中,受井筒内温度下降以及脱气等因素的影响,原油粘度急剧增加,以致稠油在井筒中的流动阻力大,需要采取降粘技术措施才能保证原油被举升到井... 详细信息

三塘湖马北区块稠油具有高密度、高粘度、高凝固点、高非烃含量、中等含蜡量等特点,在开采过程中,受井筒内温度下降以及脱气等因素的影响,原油粘度急剧增加,以致稠油在井筒中的流动阻力大,需要采取降粘技术措施才能保证原油被举升到井口。论文针对三塘湖马北区块稠油性质,结合当前开发现状,开展了降粘技术研究。对电加热、掺稀油、掺化学乳化降粘剂和掺油溶性化学降粘剂等降粘方式进行了评价优选,结合鲁克沁稠油油田开发经验,选取掺稀油、掺化学乳化降粘剂两种降粘方式,开展了一系列室内研究,进行了现场实验对比。在掺稀油降粘实验中,选取了牛东89-11井稀油进行掺稀油降粘实验,对不同温度和不同掺稀比的油样粘度进行测试,其中稠稀比1:1,温度33℃的条件下,可将油样粘度降至300 m Pa?s以下,满足井筒降粘举升要求,但稠油含蜡量较高,存在后期结蜡问题。在掺化学乳化降粘剂实验中,进行了降粘剂配伍、乳化降粘、油水比优化以及加药浓度等实验。其中,油水比为5:5,化学降粘剂HY2-1、TS-1加量为500mg/L时,可使原油粘度降低到300m Pa?s以下,且化学降粘剂HY2-1的乳化降粘效果好于TS-1。根据油井的生产数据、流体流速特征和乳化降粘剂特性,结合工艺适应性和效益测算分析,优选环空泵上掺稀工艺。论文研究形成了适合三塘湖稠油油井的掺稀油降粘举升工艺技术及化学剂降粘配方体系,试验油井载荷降低27%,每年节约用电费用15万元,平均日产量提高1.1吨,开井时率由64%提升至100%,达到了稳定生产的目的。论文研究为三塘湖稠油油井经济合理开发提供了技术支持。

关键词：降粘掺稀举升技术稠油井筒

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老化油稳定性分析及综合处理方法研究

老化油稳定性分析及综合处理方法研究

作者：宋敏中国石油大学(华东)

学位级别：硕士

老化油是一种乳化严重、稳定性强的原油乳状液,其含水率较高且成分复杂,易导致净化原油含水率超标及电脱水装置跳闸,给油田正常生产带来了极大危害。老化油中含有的大量胶质、沥青质等组分及固体杂质等表面活性物质促使了其形成及稳定... 详细信息

老化油是一种乳化严重、稳定性强的原油乳状液,其含水率较高且成分复杂,易导致净化原油含水率超标及电脱水装置跳闸,给油田正常生产带来了极大危害。老化油中含有的大量胶质、沥青质等组分及固体杂质等表面活性物质促使了其形成及稳定存在。目前,国内外油田对老化油主要采用回掺和热化学沉降的处理方法,但处理效果都不理想。本文以吉林油田扶余、新木两个联合站的老化油为研究对象,通过实验手段,将微观水滴粒径分布变化与宏观脱水效果相结合,对两种老化油稳定性的原因及处理方法进行了深入研究。在老化油稳定性分析方面,研究表明温度的影响并不显著,不同温度下老化油中的水滴粒径都呈近似对数正态分布且曲线间的差别微小,热沉降无法使其破乳脱水,最优加热温度可选定为60℃。水滴粒径主要集中在52μm之间,过小的粒径使水滴难以聚并,这是导致老化油强稳定性的根本原因。X射线衍射表明老化油中含有大量硫化亚铁,将其去除后老化油的脱水效果明显改善,因此硫化亚铁的存在是导致老化油强稳定性的另一重要原因。强酸或强氧化剂可用于硫化亚铁的去除。在老化油处理方法研究方面,重点考察了静电聚结、离心分离、超声波破乳和掺稀等的处理效果。实验发现,静电聚结对老化油不具有处理效果。电场作用后的老化油未能破乳脱水,而波形、电压、频率、电场作用时间等电参数的改变对水滴粒径分布影响不大。离心分离法可应用于老化油脱水。离心后的老化油分为四层,其中油水过渡层处理难度最大。以高锰酸钾溶液作为硫化亚铁去除剂时的最佳离心参数为1500g离心6min或2000g离心4min。超声波不能用于老化油处理。超声辐照后老化油中的水滴产生了分散破裂现象,反而增加了处理难度。掺稀使老化油的粘度大幅降低,但老化油中的水滴仍然无法在重力作用下聚并。扶余老化油的最佳柴油掺入比为15%,新木老化油为20%。掺稀与静电聚结及超声波处理相结合依然无法使老化油破乳脱水,但掺稀能提升离心分离的处理效果。

关键词：老化油稳定性水滴粒径分布硫化亚铁静电聚结离心分离超声波掺稀

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渤海稠油减阻输送工艺研究

渤海稠油减阻输送工艺研究

作者：易璐中国石油大学（北京）

学位级别：硕士

全球石油的消耗量迅猛增长使得储量丰富的稠油资源有着巨大的开采潜能。但稠油富含沥青质和胶质的特征使得其黏度很高且流动性差,这些性质严重制约了稠油的开发和运输。如何降低稠油黏度及改善其流动性对是稠油开发必须面对的难题。本... 详细信息

全球石油的消耗量迅猛增长使得储量丰富的稠油资源有着巨大的开采潜能。但稠油富含沥青质和胶质的特征使得其黏度很高且流动性差,这些性质严重制约了稠油的开发和运输。如何降低稠油黏度及改善其流动性对是稠油开发必须面对的难题。本文的研究对象为渤海稠油,在对掺稀油混输的实验研究中发现待开发稠油和周边稀油混输的减阻输送效果良好,另外针对混油凝点偏高的特点筛选出合适的降凝剂。在乳化降黏研究中,通过静置和用搅拌槽装置进行管道模拟来定性定量地测量和分析了含水率、转速、温度、水相矿化度及加剂量等条件对O/W型乳状液黏度及其稳定性的影响,得到最佳的乳状液配制方案。另外,针对优选出的乳状剂,筛选出合适的复配型破乳剂及其相应的破乳条件。最后,本文从不同油溶性降黏剂中优选出效果最好的一种,不过实验数据表明单独使用油基降黏剂不能到达实际输送的要求,该方法还因和掺稀法配合使用。本文还从微观角度利用分子动力学模拟对油基降黏剂降黏效果和机理进行了验证和分析。

关键词：稠油降黏减阻 O/W型乳状液掺稀油基降黏

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丫角油田稠油生产技术浅谈

江汉石油职工大学学报 2016年第1期29卷 34-36页

作者：杨红斌中国石化江汉油田分公司江汉采油厂湖北潜江433123

丫角油田近50%的井为稠油井,由于该区原油粘度大,油井投产后,给原油举升及地面集输带来很大困难,根据近年来现场生产情况总结,逐渐掌握了一套稠油举升、集输及管理的方法。通过利用螺杆泵、地面掺输、井筒掺稀等工艺,解决了丫角油田稠... 详细信息

丫角油田近50%的井为稠油井,由于该区原油粘度大,油井投产后,给原油举升及地面集输带来很大困难,根据近年来现场生产情况总结,逐渐掌握了一套稠油举升、集输及管理的方法。通过利用螺杆泵、地面掺输、井筒掺稀等工艺,解决了丫角油田稠油举升和集输方面的问题,基本满足了现场生产需求。

关键词：丫角油田稠油粘度掺稀螺杆泵

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稠油功图计算动液面方法应用与分析

中国科技期刊数据库工业A 2016年第2期 207-208页

作者：苏宏通王栋夏新跃邱振军中石化西北油田分公司塔河采油二厂新疆库尔勒841604

塔河油田为碳酸盐岩超深、超稠油油藏,因油稠需配合掺稀油生产,具有油套环空环境复杂特点,稀油与稠油混配易于在液面位置形成泡沫段,导致液面测出成功率低,严重影响机采井管理。基于液面测出率低的问题,充分考虑碳酸盐岩油藏稠油机抽井... 详细信息

塔河油田为碳酸盐岩超深、超稠油油藏,因油稠需配合掺稀油生产,具有油套环空环境复杂特点,稀油与稠油混配易于在液面位置形成泡沫段,导致液面测出成功率低,严重影响机采井管理。基于液面测出率低的问题,充分考虑碳酸盐岩油藏稠油机抽井的特点,消除泡沫段影响,探讨稠油机采井功图载荷计算动液面方法,并对计算液面影响因素进行敏感性分析,解决稠油区块机抽井液面失真难题,指导稠油机采井的生产管理。

关键词：掺稀泡沫段功图载荷计算动液面参数敏感性分析

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稠油井井下油管挤毁失效分析

石油矿场机械 2008年第7期37卷 65-68页

作者：王建军林凯王新虎申昭熙中国石油天然气集团公司管材研究所西安710065

在采用掺稀降粘工艺开采稠油时,油管失效除了常见的失效形式(滑脱、管体破裂、穿孔、腐蚀等)外,又出现了新的失效形式——油管挤毁,尤其是在西部油田。针对某稠油开采井中发生油管挤毁事故,采用试验和理论相结合的手段展开分析研究,依... 详细信息

在采用掺稀降粘工艺开采稠油时,油管失效除了常见的失效形式(滑脱、管体破裂、穿孔、腐蚀等)外,又出现了新的失效形式——油管挤毁,尤其是在西部油田。针对某稠油开采井中发生油管挤毁事故,采用试验和理论相结合的手段展开分析研究,依据现场作业情况,重点分析了2种作业工况下的油管抗挤毁能力,指出在管柱设计和现场作业中应考虑弯曲效应的影响,以及在现场作业前要对反挤压力进行初步计算,以便控制环空内可通过的最大反挤压力。

关键词：稠油开采掺稀油管挤毁