喷射泵采油在埕岛油田稠油开发中的应用研究

论文摘要

喷射泵采油工艺及其配套技术在国内已有30多年的研究和应用历史。喷射泵依靠动力液携带的能量在泵内与油井产液进行能量转换来实现举升,泵本身没有可动部件,这就使喷射泵较其它类型的举升机械具有非常独特的优势。随着对喷射技术研究的不断深入,喷射泵采油技术不仅在常规油井上得到大量应用,而且在稠油井、高凝油井、低液面深井、斜井、高腐蚀性油井以及工况复杂的特殊油井采油取得了良好的生产效果,展示了该项工艺的独特优势。本文结合埕岛油田稠油井开采的实际,开展稠油物性分析和掺稀降粘室内实验。实验得到埕岛稠油区块稠油随着含水的增加,原油乳化逐渐严重,混合物粘度逐渐升高。当含水到达一定值后,混合物粘度开始下降。相同温度条件下,不同掺稀比例的降粘率不同;在一定范围内,掺入稀油越多,其降粘率越大;另外所掺稀油的密度越小,降粘率越高。根据实验结果,建议掺稀比例为1;2～1;1。结合喷射泵生产过程中井筒流体流动过程,建立了喷射泵采油系统井筒的压力和温度场分析模型并求解。在对井筒携砂工艺分析的基础上,通过水力喷射泵人工举升系统与地面设备配套使用,成功实现高含砂油井的短期强制排砂,在现场应用中取得了显著的效果,为出砂井及严重出砂井的石油开采提供了一种全新的、合理的采油工艺方法及短期强制排砂人工举升方法。在喷射泵采油系统工艺设计及井筒流体理论分析的基础上,以喷射泵井生产系统为对象,以油井供液能力为依据,以整个系统的协调为基础,采用节点系统分析的方法,在充分研究油层、井筒、排出系统工作规律、相互作用和其对油井生产动态影响的基础上研制了喷射泵油井优化设计软件。软件集喷射泵系统的评价、优化设计、诊断及参数调整等功能于一体,经现场应用,实测结果与理论分析结果相符,增产增效明显,证明了本文研究成果的正确可靠,目前已经得到全面推广。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 目录
• 1 绪论
• 1.1 研究的目的意义
• 1.2 国内外现状及发展趋势
• 1.2.1 喷射泵的工作原理及研究历史
• 1.2.2 喷射泵水动力学特性
• 1.2.3 稠油开采现状
• 1.2.4 稠油的降粘及举升工艺技术
• 1.2.5 喷射泵采油系统参数优化及软件研发和应用情况
• 1.3 埕岛油田生产现状
• 1.4 本文的主要工作
• 2 掺稀降粘室内试验研究
• 2.1 原油的组分分析
• 2.1.1 胜利埕岛原油色质联谱分析
• 2.1.2 原油样品的组分含量分析
• 2.1.3 原油粘度分析
• 2.2 油田稠油粘度影响因素
• 2.3 稠油掺稀降粘室内实验
• 2.3.1 降粘原理
• 2.3.2 降粘规律
• 2.3.3 掺稀油室内实验评价
• 2.4 室内实验小结
• 3 井筒流体压力温度场分析
• 3.1 水力喷射泵采油井筒温度场
• 3.1.1 概述
• 3.1.2 井筒内温度特性理论
• 3.1.3 泵下温度场分析
• 3.1.4 泵以上温度场分析
• 3.2 井筒压力场计算
• 3.2.1 单相液流的分析
• 3.2.2 垂直气液两相管流分析
• 3.2.3 倾斜气液两相管流分析
• 3.2.4 环空气液两相流动的处理方法
• 4 喷射泵携砂分析
• 4.1 井液携砂规律
• 4.1.1 球形颗粒在流体运动规律模型
• 4.1.2 颗粒形状对沉降速度的影响
• 4.1.3 边界条件对沉降速度的影响
• 4.2 携砂系统构成及工作原理
• 4.2.1 地面部分
• 4.2.2 井下举升系统结构及工作原理
• 4.2.3 技术特点
• 4.2.4 主要技术参数及适用范围
• 5 喷射泵采油系统工艺设计
• 5.1 喷射泵采油系统
• 5.2 喷射泵工作原理
• 5.3 喷射泵特性方程
• 5.3.1 基本概念
• 5.3.2 等密度体系中的喷射泵工作特性方程
• 5.3.3 非等密度体系中的喷射泵工作特性方程
• 5.4 泵效
• 5.5 喷射泵无量纲特性曲线分析
• 5.6 喷嘴与喉管直径
• 5.7 气蚀
• 5.8 喷射泵井流入动态分析
• 5.8.1 IPR曲线法
• 5.8.2 产能试井数据拟合
• 5.8.3 邻井资料借用法
• 5.8.4 水平井产能分析
• 5.8.5 定向井产能分析
• 5.9 排出动态及供排协调
• 5.10 水力喷射泵井生产系统设计步骤
• 6 软件研制及应用
• 6.1 软件研制
• 6.1.1 软件的特点
• 6.1.2 软件的主要模块
• 6.1.3 软件的主界面
• 6.2 验证计算
• 6.3 软件设计实例
• 6.4 携砂应用情况及效果评价
• 6.4.1 应用情况
• 6.4.2 效果评价
• 7 结论与建议
• 7.1 结论
• 致谢
• 参考文献