油田采出液井下旋流分离技术研究

论文摘要

井下油水旋流分离与采出水同井回注技术能够实现井下油水分离并把采出水同时注入同井的另一地层。运用这项技术,可大大减少举升液量,显著缩小地面采出液处理规模,减少环境污染。该技术是油田进入中高含水期开采阶段实现“稳油、控水、低耗、高效”的一种有效注采工艺。本文通过对模拟井井况的分析,计算得出井下旋流器的底流口压力和溢流口压力。利用计算流体动力学软件FLUENT对旋流器的底流口直径、溢流口直径进行优化,模拟得出井下旋流器内部流场情况。井下油水分离系统采用潜油电泵与旋流分离器相结合,上注下采的抽吸结构模式。在单级旋流器结构设计中,重点解决了在套管内部有限空间内的旋流器结构设计和流道布置问题。在井下旋流器两级串联结构设计中,提出了一级正立、二级倒立的井下布置形式。在旋流器并联结构设计中,提出了同心布置和偏心布置的井下结构形式。设计并制造了室内实验样机,对井下单级旋流器和两级旋流器串联进行了分离特性实验。实验结果表明:在入口液浓度为1200mg/L的情况下,处理后,一级旋流器底流液浓度可达110mg/L,二级旋流器底流液浓度可达51.2mg/L。本文为井下旋流分离器分离性能研究、井下注采动力泵选型、井下注水及采油分流管柱技术的研究都将起到一定的促进作用,从而拓宽旋流分离器的应用领域,为提高油田采收率提供了又一可行措施。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 创新点摘要
• 前言
• 第一章 井下旋流分离技术简介
• 1.1 旋流分离技术的发展趋势
• 1.2 井下旋流分离技术发展历史
• 1.3 井下油水分离技术的机遇和挑战
• 1.4 井下旋流分离器优缺点
• 1.5 本章小结
• 第二章 井下油水分离系统组成及组合形式
• 2.1 井下油水分离理论
• 2.1.1 分离机理
• 2.1.2 分散相油滴的受力分析
• 2.2 井下油水分离系统组成及工作原理
• 2.2.1 潜油电泵井下油水分离系统
• 2.2.2 螺杆泵井下油水分离系统
• 2.2.3 双流泵井下油水分离系统
• 2.3 井下油水分离系统组合形式
• 2.3.1 常规型
• 2.3.2 并列型
• 2.3.3 组合型
• 2.4 井下油水分离器系统其它注意事项
• 2.4.1 选井的重要性
• 2.4.2 井下监控要求
• 2.5 本章小结
• 第三章 结构参数的数值模拟优选
• 3.1 井下压力的确定
• 3.1.1 模拟井井况
• 3.1.2 入口压力的确定
• 3.2 井下实态条件下数值模拟
• 3.2.1 介质物性参数、模型及数值解法
• 3.2.2 井况实态与常温工况条件下数值模拟结果对比分析
• 3.3 井下实态条件下不同结构参数的旋流器数值模拟对比
• 3.4 本章小结
• 第四章 系统结构设计及制造
• 4.1 方案的提出
• 4.1.1 方案一：注入层在采出层上方
• 4.1.2 方案二：注入层在采出层下方
• 4.2 方案确定
• 4.3 旋流分离器单体设计
• 4.3.1 入口结构设计与参数的确定
• 4.3.2 溢流嘴结构设计与参数的确定
• 1、长度L₁ 的确定'>4.3.3 旋流腔直径D₁、长度L₁的确定
• 4.3.4 锥角α及θ的确定
• 4.3.5 尾管长度L4 的确定
• d 的确定'>4.3.6 底流口直径D_d的确定
• 4.3.7 大锥段长度及小锥段长度的确定
• 4.4 井下用旋流分离器的制造技术要求
• 4.4.1 要有足够的位置精度和形状精度
• 4.4.2 内部表面粗糙度要求
• 4.4.3 耐磨及耐腐蚀要求
• 4.5 本章小结
• 第五章 串联结构工艺设计
• 5.1 常见的两级串联形式
• 5.2 串联结构设计
• 5.2.1 井下串联方案结构设计
• 5.2.2 大直径套管中旋流器串联结构设计
• 5.3 本章小结
• 第六章 室内实验研究
• 6.1 实验装置组成
• 6.2 实验具体方案及系统流程
• 6.2.1 实验具体方案
• 6.2.2 系统的具体流程
• 6.3 实验评价指标
• 6.4 单级旋流器实验研究
• 6.4.1 最佳入口流量的确定
• 6.4.2 最佳分流比的确定
• 6.5 旋流器两级串联实验研究
• 6.6 本章小结
• 第七章 并联结构工艺设计
• 1/2 寸套管内的旋流器并联结构设计'>7.1 5_1/2寸套管内的旋流器并联结构设计
• 7.2 大直径套管内的旋流器并联结构设计
• 7.2.1 同心并联布置
• 7.2.2 偏心并联布置
• 7.3 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 发表文章目录
• 致谢
• 详细摘要