湿蒸汽驱动井下喷射泵举升特超稠油技术研究

论文摘要

采用湿蒸汽驱动井下喷射泵(蒸汽喷射泵)开采特超稠油可有效解决井筒举升和地面集输中存在的困难。论文在综合国内外相关领域研究成果的基础上,就蒸汽喷射泵开采稠油的相关理论与技术进行了研究,应用气液两相流理论、传热学原理建立了蒸汽喷射泵采油井井筒和油套环空中流体流动及传热模型;在研究蒸汽在喷管中流动规律的基础上,建立了以湿饱和蒸汽为动力液的喷射泵基本特性方程;应用节点分析方法,以蒸汽喷射泵采油系统为研究对象,形成了一套完整的蒸汽喷射泵举升稠油工艺设计方法并编制出计算程序;采用单井数值模拟的方法,建立了特超稠油蒸汽吞吐生产井的流入动态规律;在室内试验基础上优选了密封材料,设计、制造了适合湿蒸汽驱动开采稠油的井下喷射泵;优选了技术上可行、热损失小的生产管柱;在胜利油田进行了举升特超稠油的现场应用试验。现场应用表明,所形成的配套工艺能够实现湿饱和蒸汽驱动井下喷射泵举升特超稠油的目标,所编制的设计软件可以对该工艺的工况参数进行较为准确的计算,为更好的运用该举升工艺技术奠定了一定基础。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 前言
• 1.1 研究的目的和意义
• 1.2 国内外研究现状
• 1.2.1 蒸汽喷射泵应用状况
• 1.2.2 注蒸汽井井筒动态预测研究现状
• 1.3 论文的研究内容
• 第二章 蒸汽喷射泵采油井井筒压力及温度场计算
• 2.1 井筒、上返液及地层间的传热模型
• 2.1.1 油管中湿饱和蒸汽散失总热量的计算模型
• 2.1.2 由上返液带走的热量的计算模型
• 2.1.3 向地层中散失的热量的计算模型
• 2.1.4 井筒干度的计算
• 2.2 井筒、环空中多相管流压力计算模型
• 2.3 井筒压力温度及干度等相关参数计算
• 2.4 注入参数对蒸汽流动特性影响分析
• 2.4.1 蒸汽注入速度的影响
• 2.4.2 蒸汽注入干度的影响
• 2.4.3 小结
• 第三章 喷射泵举升特性及优化设计方法研究
• 3.1 蒸汽喷射泵基本原理
• 3.2 湿蒸汽驱动喷射泵举升特性研究
• 3.2.1 工作蒸汽在渐缩式喷嘴中的流动
• 3.2.2 蒸汽喷射泵基本方程
• 3.3 水力喷射泵基本原理
• 3.3.1 水力喷射泵理论
• 3.3.2 泵效
• 3.3.3 水力喷射泵的无因次特性曲线
• 第四章 稠油蒸汽吞吐井流入动态预测
• 4.1 油藏地质概况
• 4.1.1 地质概况
• 4.1.2 储层物性
• 4.1.3 油水系统
• 4.1.4 油层厚度分布
• 4.2 单56-6-12 井注采现状
• 4.3 单56-6-12 井组地质模型的建立
• 4.4 单56-6-12 井历史拟合
• 4.5 单56-6-12 井IPR 曲线
• 第五章 蒸汽喷射泵举升参数设计及计算
• 5.1 蒸汽喷射泵举升参数设计方法
• 5.2 程序的设计步骤及设计框图
• 5.3 蒸汽喷射泵举升参数设计软件
• 5.3.1 蒸汽喷射泵举升参数设计软件的功能与特点
• 5.3.2 蒸汽喷射泵参数设计软件的系统组成及各模块的软件界面
• 5.4 生产管柱结构优选
• 5.5 计算实例及敏感性分析
• 5.5.1 单56-0-X5 井举升参数计算结果
• 5.5.2 敏感性分析
• 5.5.3 敏感性分析小结
• 第六章 湿蒸汽驱动喷射泵的制造及工艺现场实施
• 6.1 泵设计制造的研究内容
• 6.2 工艺流程及油井管柱结构
• 6.3 工艺结构及工作原理
• 6.3.1 工艺结构
• 6.3.2 工作原理
• 6.3.3 工艺特点
• 6.3.4 技术规范
• 6.4 密封材料室内试验
• 6.4.1 密封件的耐温性能试验
• 6.4.2 螺纹高温防脱脂的性能试验
• 6.4.3 室内试验分析
• 6.5 现场试验
• 6.6 软件设计结果对比分析
• 6.7 现场试验小结
• 结论
• 参考文献
• 致谢
• 攻读硕士学位期间取得的学术成果