单管球塞连续气举排水采气应用基础研究

论文题目: 单管球塞连续气举排水采气应用基础研究

论文类型: 博士论文

论文专业: 油气田开发工程

作者: 刘永辉

导师: 李颖川

关键词: 连续气举,球塞气举,球塞助喷,物理模拟,数值模拟

文献来源: 西南石油学院

发表年度: 2005

论文摘要: 针对国内外普遍存在的低压低效连续气举井气液两相上升流动过程中液相滑脱损失严重的核心问题,在U型双管球塞连续气举的基础上,提出新型单管球塞连续气举生产系统,球塞从油套偏心环空下落,随喇叭口收集的来自地层与井口注入的天然气一起进入气液混合器,并在举升油管内形成一系列稳定理想的段塞流,降低井底流压,提高油气藏的采收率。特别适于高气液比井,无需注入天然气,利用等时段投入球塞的固体界面作用辅助油气井自喷生产——单管球塞助喷。但单管球塞连续气举系统较U型双管球塞连续气举系统更复杂:如何保持油管柱恒定径向偏心、球塞偏心环空中的下落轨迹以及单管球塞气举卸载等。针对上述问题,本文从理论与先导试验上进行了深入研究,完成了以下主要研究工作: (1) 在准确预测连续气举井气液两相流压力分布的基础上,对20口低压低效连续气举井液相滑脱损失进行了统计分析,确定了单管球塞连续气举的临界举液量以及沉没度(将井底流压折算为动液面与注气点深度之差)与井深之比的临界值;并结合其自身的特点,对井身结构提出了具体要求。 (2) 在原U型球塞气举实验架的基础上,改进设计,新建成高25m内径Ф40mm(井筒内径Ф124mm,高11.3m)的可视化实验架,模拟了球塞连续气举与球塞助喷排水采气过程,观察球塞在偏心环空中的下落情况、举升管内气、球塞、液三相流动型态以及选用不同球塞时气窜与液体漏失现象,并测试了常规连续气举、球塞连续气举以及球塞助喷稳定时举升管测量短节内压力、差压变化曲线。 (3) 在对物理模拟实验现象全面分析的基础上,开展了气液球三相流上升过程中气窜与液体漏失的研究,建立球塞密度小于气体密度时的液体漏失模型以及球塞密度大于气体密度时气窜量的实验确定方法。并深入研究了气液球三相上升流动机理,考虑相邻两段塞单元之间流体流动的瞬变性,建立了描述气液球三相上升流压力数学模型,采用长度与时间差分提出了其数值求解方法,为单管球塞连续气举工艺设计提供了重要的理论依据。 (4) 针对单管球塞连续气举偏心环空作为球塞下落通道不便于安装气举阀卸载的技术难题,提出不装卸载阀,采用油管与偏心环空同时注气逼压将井筒积液回注入产层,再油管瞬间放喷进行连续气举卸载,待连续气举稳定后逐渐转为单管球塞

论文目录:

摘要

Abstract

1 引言

1.1 研究目的与意义

1.2 国内外研究现状

1.3 研究目标和思路

1.4 主要工作及创新

2 单管球塞连续气举适应性分析

2.1 连续气举井液相滑脱损失计算

2.2 连续气举井液相滑脱损失分析

2.3 单管球塞连续气举适应性分析

3 单管球塞连续气举物理模拟实验

3.1 实验内容

3.2 实验方法

3.3 实验流程及测量方法

3.4 实验步骤

3.5 实验现象观察与分析

4 单管球塞连续气举过程数值模拟

4.1 单管球塞连续气举漏失数学模型

4.2 单管球塞连续气举举升过程数值模拟

4.3 单管球塞连续气举卸载过程数学模型

5 单管球塞连续气举工艺设计方法研究

5.1 井筒压力剖面计算

5.2 单管球塞连续气举工艺参数设计

5.3 油管柱径向偏心定位器分布设计

6 单管球塞连续气举排水采气工艺推荐作法

6.1 施工准备

6.2 井口装置与地面流程

6.3 作业程序及要求

6.4 注气气源

6.5 单管球塞连续气举

6.6 资料录取

7 单管球塞连续气举举升效率评价方法研究

7.1 举升效率

7.2 举升效率分解

7.3 举升系统能量损耗分析

8 典型产水气井球塞助喷分析

8.1 沈13井生产简况与基本数据

8.2 生产数据检验

8.3 气井产能分析

8.4 常规连续气举液相滑脱损失分析

8.5 预测球塞助喷效果

9 隆32单管球塞连续气举排水采气工艺试验方案设计

9.1 生产简况与基本数据

9.2 生产数据检验

9.3 节点系统分析

9.4 单管球塞连续气举排水采气工艺设计

9.5 单管球塞连续气举举升过程模拟

结论与建议

致谢

参考文献

博士在读期间发表的论文及参与课题目录

发布时间: 2006-01-11

单管球塞连续气举排水采气应用基础研究

猜你喜欢