海上深层稠油热采吞吐高效隔热措施研究

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海上稠油高效热采关键技术创新与工业化应用

海上稠油高效热采关键技术创新与工业化应用

海上稠油高效热采关键技术创新与工业化应用
海上稠油高效热采关键技术创新与工业化应用是指在海上油田开发中,针对稠油资源的特殊条件,通过技术创新实现的高效热力开采方法。

这一技术成果由中海石油(中国)有限公司、中海油研究总院有限责任公司等团队共同创新形成。

其具体内容包括:
1. 海上大井距高强度热采高效开发理论:这是行业内首次提出的理论,它针对海上稠油油田的特点,通过增大井间距离,提高热采效率,从而实现稠油资源的高效开发。

2. 海上稠油热采井长效防砂技术:为了防止热采过程中砂粒的入侵,研发团队创新了长效防砂技术,保证了热采井的稳定运行和生产效率。

3. 耐350℃一体化高效注采技术:这项技术能够承受高达350℃的温度,确保了热采过程中的注热和采油作业的高效进行。

这些技术创新不仅提高了海上稠油的开采效率,还为稠油资源的可持续开发提供了强有力的技术支持。

海上稠油高效热采技术的发展,对于提升我国油气资源的自主保障能力,推动海洋经济的发展具有重要意义。

影响稠油开采中蒸汽吞吐热损失的因素及改进

影响稠油开采中蒸汽吞吐热损失的因素及改进

影响稠油开采中蒸汽吞吐热损失的因素及改进【摘要】蒸汽吞吐是国内外稠油开采的主要方法,通常是作为油田规模蒸汽驱开发之前一个先驱开发方式,是提高原油采收率的最重要手段之一。

本文对造成蒸汽吞吐井筒热损失的诸多因素进行了分析、研究和探讨,提出了一些改善井筒隔热效果的方法和措施,取得了较好的经济效果。

【关键词】稠油;蒸汽吞吐;热损失;井筒隔热一、问题的提出蒸汽吞吐是国内外稠油开采的主要方法,其效果如何,在很大程度上取決于注入到井底的蒸汽干度。

研究采收率与井底干度的关系可以看出:要取得较高的采收率,井底蒸汽干度要保持在40%以上。

而国内普遍使用的“隔热管+伸缩补偿器+热敏金属封隔器+喇叭口”的注汽管柱形式在经过多轮次的蒸汽吞吐后,存在着隔热效果差,热损失严重等问题。

对辽河油田的部分油井进行了吸汽剖面测试,可以看出绝大多数油井在注汽时井筒热损率都在20%以上,井底的蒸汽干度仅有37.06%,从而严重影响了蒸汽吞吐的效果。

二、造成井筒热损失的主要因素在蒸汽吞吐中影响井筒隔热效果的主要原因是目前采用的注汽管柱在隔热技术上还存在许多问题。

(一)隔热管的影响隔热管是蒸汽吞吐中输送蒸汽到井下的主要井下工具,其在注汽时传输热量距离最长、热损失也最多。

目前我们所使用的隔热管双层预应力隔热管,隔层充惰性气体,随着隔热管长期的使用,其隔热效果自然变差。

另外,由于长期使用,丝扣的磨损,造成隔热管接箍处蒸汽泄漏,这也是造成井筒热损失的不利因素之一。

(二)封隔器的影响封隔器作为密封油套环形空间的工具,在注汽时防止油套环形空间进入高温蒸汽,保护套管不受高温热胀伸长而损坏,同时也是为了将热能最大限度输送到到油层当中去,要求有良好的密封性。

我们目前所使用的封隔器多为热敏金属封隔器,注汽时当达到一定温度时才能将油套环空密封。

热采封隔器又是在注汽管柱的最下端,在封隔器密封前,蒸汽将从注汽管柱下端返到环形空间一部分,举升油套环形空间的液体,当封隔器密封后,环形空间的液体无法排出,隔热效果差的隔热管柱加热油套环形空间液体,形成对流换热,消耗大量的热能。

海上油田稠油热采技术探索及应用

海上油田稠油热采技术探索及应用

海上油田稠油热采技术探索及应用
简介
海上油田中,稠油层位的开采是目前遇到的一大技术难题,稠油具有黏度大、流动性
差等特点,给开采带来了很大的挑战。

为了解决这一问题,多种稠油热采技术被提出并得
到了广泛应用。

本文将探讨稠油热采技术的基本原理、优缺点以及在海上油田开采中的应
用情况。

热采技术分类
目前,稠油热采技术主要可以分为以下几种:
1. 蒸汽吞吐式采油技术
蒸汽吞吐式采油技术是应用热力学原理将地下稠油加热蒸发为蒸汽,然后将蒸汽注入
油层,使原油黏稠度降低,流动性提高从而推动原油自然向井口流动。

该技术的优点是适
应性广,适用性高,适合开采黏度在1.3万mPa·s以下的稠油。

2. 燃烧驱油技术
燃烧驱油技术是将地下的稠油通过地层发生反应,进行内部燃烧,将原油内部的固体
物质燃烧,从而使得原油黏稠度降低,流动性增加并推动原油向井口流动。

该技术的缺点
是环保问题较为突出。

3. 加热注气采油技术
应用情况
稠油热采技术已经得到广泛应用,海上油田稠油热采技术的开发也取得了一定的进展。

例如,渤海港口壳牌南堡三套油层注汽吞吐式采油技术项目在2011年实现了成功采油,实现了对稠油油藏的有效采集。

结论
通过对稠油热采技术的探讨及应用情况分析,可以看出,稠油热采技术的应用对于有
效开采稠油具有十分重要的作用。

但不同的热采技术都有其优缺点,需要根据具体情况进
行选择。

在热采过程中,还需要注意环保问题,降低热采带来的环境污染。

海上油田多元热流体吞吐隔热工艺

海上油田多元热流体吞吐隔热工艺
空注 氮隔热措 施现 场操作 方便 ,能够满足 现 阶段 海上稠 油热 采工 艺及安全 控制要 求 。 关键词 海上油 田 热力 采油 隔热措 施 变形损 坏
D 0 l : 1 0. 3 9 6 9 / i . i s s n. 2 0 9 5 - 1 4 9 3. 2 0 1 3. 0 0 7. 0 0 8
1 隔 热 方 式 优 选
1 . 1 不 同 隔 热 方 式 适 应 性 分 析
目前 ,国 内外 稠 油热 采 主 要 隔 热工 艺 技 术 有 : 隔热 油 管+ 环 空水 / 气 ;隔热 油管 + 热 采封 隔器 + 环 空
2 隔 热 油 管
2 . 1 隔 热 油 管 类 型 优 选
摘要 海上 稠 油油 藏埋 深 多在 1 0 0 0 m 以上 ,采 用普 通光 油 管注 汽 ,井 筒热损 失 大、热 能利
用 率低 , 同时 ,套 管及 水 泥环 经 受 高温 作 用 易变形 损 坏 。为此 ,根 据 不 同环 空 隔热 工艺技 术及
海上 油 田热采作 业特 点 ,优选 隔热油管 + 环 空 注 氮 作 为 海 上 油 田 热 采 隔 热 工 艺 。 利 用 室 内 实 验 及
发专 、 ) ,从 事 海 油 田 稠 油 热 采 工 艺 研 究 , E — ma i l :s u n y b @c o s l c n m ,地 址 : 天津 市 塘 沽 区营 口道 天 津 科 技 大 学 2 号 楼 ,3 0 0 4 5 0 。
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
为减 少 井 筒 热 损 失 ,最 大 限 度 的 保 证 套 管 安 全 ,根据 海上 多元 热流 体热 采井 注入 参数 ,同时结 合不 同隔 热油 管 的结构 、机 械及 隔热 性 能等 ,确 定 采用 预应力 高真 空 隔热油管 ,隔热等级 为 E级 。

稠油开采蒸汽吞吐注汽工艺研究

稠油开采蒸汽吞吐注汽工艺研究

稠油开采蒸汽吞吐注汽工艺研究一、稠油开采概述稠油是指粘度较高的原油,特指粘度大于1000毫希度的原油。

由于其黏稠度大、密度大、流动性差等特点,传统的采油工艺难以将其有效开采。

目前,全球稠油资源储量居高不下,稠油开采成为许多国家和地区的重要课题。

稠油资源主要分布在加拿大、委内瑞拉、俄罗斯等地区,开发利用对于这些国家的经济发展至关重要。

稠油开采的主要方法包括传统的热采和非传统的热采方法。

传统热采包括蒸汽吞吐法、地下气化法、电加热法等,而非传统热采方法则包括溶剂循环法、微生物改性法等。

蒸汽吞吐法是其中应用最为广泛的一种方法,也是本文研究的重点内容。

二、蒸汽吞吐注汽工艺概述1. 蒸汽吞吐法蒸汽吞吐法是一种通过注入高温高压蒸汽使原油黏度降低,从而提高原油的流动性,实现稠油开采的方法。

通过注入蒸汽的方式,将稠油地层中的原油加热并减低其粘度,从而改善油藏流体性质,提高采收率。

2. 注汽工艺注汽工艺是指通过一定的注汽方式将蒸汽引入油层,以达到降低原油粘度、增加原油渗流率的目的。

蒸汽注入油藏后,可有效改善油藏物理性质,提高原油产出率,是一种非常有效的增产技术。

三、稠油开采蒸汽吞吐注汽工艺研究现状1.研究背景稠油开采蒸汽吞吐注汽工艺研究,是为了提高油田采收率,减少环境污染和能源损耗,实现资源的高效利用。

目前,国内外对于稠油开采蒸汽吞吐注汽工艺进行了大量的研究工作,积累了大量的经验和技术成果。

2.研究内容稠油开采蒸汽吞吐注汽工艺的研究内容主要包括蒸汽吞吐工艺优化、注汽工艺参数的确定、注汽工艺的数值模拟等方面。

通过对这些方面的研究,可以更好地理解和把握稠油开采蒸汽吞吐注汽工艺的规律和特点。

3.研究方法通过对油藏温度、粘度、渗透率等参数的测量和分析,结合数值模拟和实验研究,可以对注汽工艺进行优化和调整。

通过实地调查和技术试验,可以不断提高稠油开采蒸汽吞吐注汽工艺的效率和效果。

四、稠油开采蒸汽吞吐注汽工艺研究展望1.技术创新随着科学技术的不断发展,稠油开采蒸汽吞吐注汽工艺将会迎来一系列的技术创新。

稠油复合蒸汽吞吐技术研究现状及展望

稠油复合蒸汽吞吐技术研究现状及展望

稠油复合蒸汽吞吐技术研究现状及展望稠油复合蒸汽吞吐技术是一种在稠油开采中广泛应用的方法。

它通过注入蒸汽以降低稠油的黏度,从而实现提高产量的目的。

随着稠油资源的开发和利用需求不断增加,稠油复合蒸汽吞吐技术得到了越来越多的关注与研究。

本文将对稠油复合蒸汽吞吐技术的研究现状进行分析,并对未来的发展趋势进行展望。

1. 技术原理及优势稠油复合蒸汽吞吐技术是一种将蒸汽和其他吞吐方法相结合的提高原油产量的方法。

通过注入高温高压的蒸汽,可以降低稠油的粘度、提高稠油的可流动性,从而提高采收率。

相比传统的蒸汽吞吐技术,稠油复合蒸汽吞吐技术具有更高的采收率、更低的开采成本、更短的生产周期等优势。

2. 技术瓶颈及挑战目前稠油复合蒸汽吞吐技术在实际应用中还存在一些难题和挑战。

蒸汽吞吐过程中容易引起管道堵塞、油层渗透性下降等问题,需要解决这些问题才能实现稠油复合蒸汽吞吐技术的规模化应用。

对于不同类型的稠油地质条件和蒸汽注入技术的适应性还需要进一步研究。

3. 研究进展在稠油复合蒸汽吞吐技术的研究中,国内外学者已经取得了一些进展。

美国石油协会(SPE)曾发布了关于稠油复合蒸汽吞吐技术的研究论文,总结了该技术在实际应用中的效果和问题,并提出了改进建议。

国内一些大型石油公司也在积极开展该技术的研发工作,逐步取得了一些创新成果。

1. 技术改进方向(1)降低成本:当前的稠油复合蒸汽吞吐技术在一定程度上存在成本较高的问题,因此需要从技术、设备和运营等方面寻求降低成本的方法,例如改进蒸汽发生装置、提高注入效率等。

(2)提高稠油比采收率:目前稠油复合蒸汽吞吐技术的比采收率仍然有提高空间,通过改进注入方式、加强地质调查等手段,可以提高稠油的采收率。

2. 技术趋势(1)智能化技术应用:随着智能化技术的不断发展,稠油复合蒸汽吞吐技术也将加速智能化升级,如利用人工智能对蒸汽注入、地层监测进行优化调控,提高采收率。

(2)注重环保:随着环保意识的提高,未来的稠油复合蒸汽吞吐技术将更加注重环保,采取更加环保的注入方式、减少温室气体排放等措施。

海上油田稠油热采技术探索及应用

海上油田稠油热采技术探索及应用

海上油田稠油热采技术探索及应用一、海上油田稠油的产量和地质特点海上油田稠油是指在海上地区开采的粘度较高的重质原油。

由于海上油田石油资源地质条件与陆上油田存在着很大的差异,因此海上油田稠油开采面临着更加复杂的地质特点。

海上油田稠油的储集条件相对复杂,厚度较薄的砂岩、泥页岩等非均质储层在海底形成的成因复杂,给稠油的开采带来了额外的挑战。

海洋环境的特点也增加了稠油开采的难度,如海域水深、波浪、风暴等都会对开采作业造成不小的干扰。

由于这些特殊地质特点,海上油田稠油的开采技术要求更加先进和成熟。

二、热采技术的原理和应用热采技术是指通过增加稠油温度和降低油石油粘度,以便油藏中的石油能够更容易地流动。

目前主要的热采技术包括蒸汽吞吐法、电加热法、火热法等。

这些技术的原理是在油藏中注入热能,使得稠油温度升高,从而使得油粘度降低,提高了原油的流动性,便于开采。

蒸汽吞吐法是指在油藏中注入高温蒸汽,通过压力差和热量传递促使油藏产生压力能够自然流出。

电加热法是通过在井口部署电热棒,并在油藏中通电,通过电能转换为热能,使得稠油温度升高,油粘度降低,从而实现稠油的开采。

火热法是指在油藏中点燃一定时间的火焰,通过热能传导使得油粘度降低,然后通过压力差使得油藏产生压力,从而促进稠油的开采。

这些热采技术的应用在陆上油田的成功案例比较多,但在海上油田稠油的应用还处于起步阶段,技术体系和工艺流程并不成熟。

未来需要对海上油田稠油热采技术进行更加深入的探索和研究。

三、技术的优势和挑战与传统的稠油开采方式相比,热采技术在海上油田稠油开采中具有诸多优势。

它能够有效提高原油的采收率,减小了资源开采的浪费;可以有效减小环境污染和生产成本,提高了资源的可持续开发利用;热采技术可以使得稠油在开采过程中更加稳定和可控,减小了采油过程中的风险和事故;热采技术还可以改善油田生产水平,减少生产水成本。

海上油田稠油热采技术的应用仍然面临着诸多挑战。

海上油田生产环境的复杂性和不确定性,给热采技术的应用带来了很大的复杂性和难度;热采技术在海上油田的技术难度较大,需要更高的投资和更完备的技术体系;海上油田的环保要求和安全要求更加严格,使得热采技术的应用更加谨慎和严格;热采技术的长期稳定性和经济性也需要更加严密的考量和研究。

热采稠油油藏蒸汽吞吐阶段改善开发效果研究

热采稠油油藏蒸汽吞吐阶段改善开发效果研究

热采稠油油藏蒸汽吞吐阶段改善开发效果研究我国稠油热采开发起步较晚,蒸汽吞吐是一种重要的稠油油藏开采方式,其对普通热采稠油开发有着良好的效果,基于以上本文简要分析了稠油油藏蒸汽吞吐开采的特征,并研究了改善蒸汽吞吐开发效果的参数优化以及水平井改善蒸汽吞吐开发效果技术,旨在为提升热采稠油油藏蒸汽吞吐阶段开发效果做出贡献。

标签:热采稠油油藏;蒸汽吞吐;开发效果0 前言我国稠油资源储量大、分布广,蒸汽吞吐技术是最先使用的热采稠油油藏开发方式,随着多年的发展,早期投产的蒸汽吞吐稠油油藏已经出现产量下降、开发效果变差等问题,基于以上本文简要研究了热采稠油油藏蒸汽吞吐阶段改善开发效果,旨在为改善热采稠油蒸汽吞吐技术,提升稠油开采经济效益做出贡献。

1 稠油油藏蒸汽吞吐开采的特征1.1 采收率低热采稠油油藏蒸汽吞吐开采方式主要依靠天然的能量进行开采,通过人工注入蒸汽对油层及原油进行加热能够有效强化天然能量的驱动作用,这就使得热采稠油油藏蒸汽吞吐开采阶段的采收效率较低,一般来说,吞吐开采效率不超过35%。

1.2 采油速度高热采稠油油藏蒸汽吞吐开采方式属于一种强化开采手段,其开采速度较高,一般来说,热采稠油油藏蒸汽吞吐开采方式的采油速度为地质储量的4%-6%。

1.3 周期产量变化大热采稠油油藏蒸汽吞吐开采方式周期内产量变化的幅度较大,热采稠油油藏蒸汽吞吐开采阶段主要分为三个时期:排液期、产量峰值期、递减期,其中产量峰值期的开采产量达到最大值,在之后产量逐渐递减[1]。

1.4 适应范围广热采稠油油藏蒸汽吞吐开采采用单井作业的方式,这就使其适用范围极广,能够适应各种类型稠油油藏的地质条件,此外,相较于蒸汽驱开采方式而言,热采稠油油藏蒸汽吞吐开采方式的经济风险也比较小。

1.5 油层吸气剖面的改善热采稠油油藏蒸汽吞吐开采过程中,蒸汽会沿着高渗透层指进,同时会向着非均质厚油层顶部不断推进,这种现象时不可避免的,其垂向扫油系数较低,在确保注入热焓较高的基础上,将改善油层吸气剖面作为热采稠油油藏蒸汽吞吐开采方式的核心技术。

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海上深层稠油热采吞吐高效隔热措施研究张博;林珊珊;李科研;马增华;张卫行【摘要】渤海A油田属于稠油油田,此油田的高效开发可以为渤海油田的规模化热采开发提供经验.衡量热采开发是否有效的一个关键指标是热量利用效率,而采取的隔热措施对热量利用效率影响很大.为了减少热量损失,必须进行相应的研究,有针对性地提出隔热措施.此文基于A油田ODP设计的实际井身结构,对隔热方式进行了初步优选,并对影响蒸汽干度的因素进行了分析,同时对加入隔热工具对蒸汽干度的影响进行了论证.结果表明,隔热套管+隔热油管+环空注氮+隔热接箍+隔热工具的组合方式,井筒热损失最小,井底蒸汽干度最大.此高效隔热措施对后续A油田热采井的注热工艺具有指导意义.【期刊名称】《海洋石油》【年(卷),期】2019(039)002【总页数】5页(P35-39)【关键词】深层稠油;蒸汽吞吐;隔热;干度;热损失【作者】张博;林珊珊;李科研;马增华;张卫行【作者单位】中海油能源发展股份有限公司工程技术分公司,天津300459;中海油田服务股份有限公司油田生产事业部,天津 300459;中海油能源发展股份有限公司工程技术分公司,天津300459;中海油田服务股份有限公司油田生产事业部,天津300459;中海油田服务股份有限公司油田生产事业部,天津 300459【正文语种】中文【中图分类】TE345蒸汽吞吐是目前稠油热采的主要技术手段之一,需要向井底注入大量高干度蒸汽对油层进行加热,蒸汽的热利用率是决定开发效果的关键因素 [1]。

而高效的井筒隔热措施,可以减少蒸汽沿井筒的热损失,使到达井底的蒸汽保持较高干度,提高注蒸汽的开发效果 [2]。

同时,尽可能地控制热量向套管传递,减少热应力对套管和水泥环的损害,可以有效保护套管和水泥环,降低修井成本 [3]。

A油田由于油层埋深较大,注热时不采取隔热措施会造成热量的大量浪费,不利于稠油的高效开发,所以提出一种高效隔热措施对此油田以及其他稠油油田的经济有效开发具有重要意义。

1 隔热方式优选针对普通油管热损失严重、隔热效果差的情况,使用隔热油管代替普通油管进行注蒸汽作业,可以大幅度减少蒸汽热损失 [4]。

而经过多人研究和实践证明,环空充氮比充水的隔热效果好,所以借鉴陆地及海上成熟热采井筒隔热措施(稠油油田注蒸汽隔热措施使用情况见表1),结合A油田热采井下安全控制、水平段均匀注汽等工艺需求,推荐采用隔热油管+环空充氮的隔热措施。

表1 稠油油田注蒸汽隔热措施使用情况统计项目陆地油田海上油田管柱结构?热敏封隔器+隔热型工具+高真空隔热油管高真空隔热油管封隔器+隔热型工具+高真空隔热油管环空隔热措施大部分不补氮连续充氮补氮井底干度>50% ——应用井次辽河油田应用5 800井次/年20井次以上 2井次技术是否成熟成熟成熟逐步成熟2 蒸汽干度影响因素分析2.1 隔热油管类型2.1.1 理论分析建立A油田一口井的井身结构模型,针对不同尺寸和不同隔热等级的隔热油管,计算油井井筒沿程热损失以及蒸汽干度。

计算参数:注汽压力18 MPa,注汽干度0.9,注汽速度12.5 t/h,结果见表2和图1。

从不同参数的隔热油管井底热损失以及沿程蒸汽干度变化可以看出,隔热油管内管尺寸越大、隔热等级越低,热损失越大,干度下降越快。

例如,E级隔热油管隔热效果最明显,水平段入口处(2 100 m左右)蒸汽干度比使用D级隔热油管时高15%。

表2 隔热油管不同内径尺寸和隔热等级井底热损失内径尺寸/mm井筒沿程热损失/小数隔热等级井筒沿程热损失/小数62 0.145 C 0.228 76 0.176 D 0.215 102 0.207 E 0.176图1 不同尺寸和隔热等级隔热油管沿程干度2.1.2 应用分析国内隔热油管中除了高真空隔热油管外,还有近几年发展的气凝胶隔热油管,两种油管的对比见表3。

其中高真空隔热油管经过现场几十年的应用,目前隔热性能达到E级,而气凝胶隔热油管的隔热性能以D级为主,同时气凝胶隔热油管成本要高20%,但隔热稳定性较好。

所以,建议A油田注汽井在前几轮次吞吐时采用高真空隔热油管,多轮次后隔热性能下降后可考虑采用气凝胶隔热油管。

表3 高真空隔热油管与气凝胶隔热油管对比项目高真空隔热油管气凝胶隔热油管隔热等级 E级 D级为主隔热原理高真空+吸气剂气凝胶+低真空度+吸气剂接箍隔热成熟技术可行,无现场应用现场应用占据国内大部分热采井,技术成熟近两年开始现场应用,技术较为成熟成本 21 800 RMB/t 23 815 RMB/t优缺点技术成熟,但多轮次后隔热性能下降隔热性能目前无确切数据,成本高20%2.2 环空隔热措施针对环空不同介质(环空注氮、充水),计算了A油田注汽井井筒的沿程热损失以及蒸汽干度,其中井口注入参数与2.1相同,油管采用隔热油管,结果见图2。

可以看出,环空充氮比充水的水平段入口干度高4%,热损失低5%。

图2 不同环空介质沿程干度及热损失现场需要在保证注入压力低于A油田地层破裂压力的条件下,综合考虑设备性能、注热管线承压能力、隔热效果及井下安全等因素,对环空注氮关键参数进行优化设计。

2.3 套管类型2.3.1 理论分析针对套管类型(普通套管和隔热套管),计算了注汽井井筒的沿程蒸汽干度,结果见图3。

图3 不同套管类型沿程干度由图3可以看出,套管是否隔热对干度的影响很大。

使用普通油管的前提下,使用普通套管在1 100 m处干度已经降为0,而在此深度处,使用隔热套管的蒸汽干度为60%。

同样使用隔热油管时,隔热套管比普通套管在水平段入口的蒸汽干度高11%。

2.3.2 应用分析普通套管与隔热套管参数统计见表4,可见普通套管技术成熟,能与后续工艺无缝对接,但热损失较大 [5]。

隔热套管虽然其隔热性能较好,但由于目前成熟产品尺寸较小 [6],会对完井、采油工艺带来较大挑战,且成本高30%。

所以在套管尺寸合适的情况下可采用隔热套管完井,否则采用普通套管完井。

表4 普通套管与隔热套管对比项目普通套管隔热套管尺寸 9 5/8" 7"-5 1/2" 85/8"-7"隔热原理—高真空+吸气剂高真空+吸气剂连接方式 BTC或其他 BTC或其他 BTC或其他下入深度/m >3 000 2 150 2 500现场应用海上油田广泛使用国外主要代替隔热油管技术可行、无现场应用成本/(RMB/m) 900 1 200 —2.4 注入参数针对不同注入工况,例如不同注汽速度(7.5 ~ 12.5 t/h)、注入压力(14 ~ 18 MPa)、注入干度(0.6 ~0.9)时,计算了注汽井井筒沿程热损失以及蒸汽干度,结果见图4。

图4 不同注入参数时井底干度及热损失由图4可以看出,注汽压力越低,井底干度越大;井口蒸汽干度越高,沿程干度降低的速度越慢,但规律不明显;注汽速度越小,井底干度越小,随着注汽速度的提高,热损失降低,但降低幅度减缓。

在A油田ODP设计的基础上,建议注入参数为:注汽干度 0.8 ~ 0.9,注汽压力16 ~ 18 MPa,注汽速度 12.5 ~ 17.5 t/h。

3 隔热工具及接箍3.1 理论分析以上是基于在井筒中油管没有发生躺壁现象的情况下进行的计算和分析。

A油田热采水平井由于斜度大,考虑井筒实际情况,注热管柱很可能出现躺壁问题。

而使用隔热工具(隔热扶正器、隔热补偿器),可以有效避免躺壁现象发生。

针对是否使用隔热工具和隔热接箍,对比分析了注汽井的井筒沿程蒸汽干度变化情况,结果见图 5。

图5 隔热工具对沿程干度影响由图5可见,采用隔热工具和隔热接箍能够有效提高井底干度,使用隔热工具和隔热接箍比不使用的情况水平段入口蒸汽干度高20%左右。

3.2 现场应用3.2.1 隔热接箍一般接箍采用钢材质,隔热效果不好,隔热油管的接箍处通常会有热损失。

通过把普通接箍改为具有隔热性能的接箍,实物见图6(左),可以改变目前隔热油管(包括注蒸汽采油两用管)接箍热损失大的难题。

3.2.2 隔热扶正器隔热扶正器见图6(中),主要用途是扶正注热管柱[7],解决大井斜处的“躺壁”现象。

接箍及本体均采用复合隔热结构设计,确保隔热性能,减少热损失;减少与套管的接触面,保护套管;同时能用于保障封隔器的密封效果。

图6 隔热接箍(左)、隔热扶正器(中)、隔热型补偿器(右)3.2.3 隔热型补偿器隔热型补偿器见图6(右),它与热采封隔器配套使用,用于补偿注热管柱的伸长或缩短,防止管柱因热应力变形,并确保封隔器的密封位置 [8]。

注热时,温度升高,井下管柱伸长,此时补偿器的内中心管缩进隔热外管内;当注热结束或注热过程中其它原因停注、温度下降时,补偿器的内中心管又伸出隔热外管,补偿管柱的缩短量。

对于目前海上现有的注热管柱存在管柱散热点多、管柱躺壁情况严重等情况,建议A油田使用隔热接箍以及隔热补偿器、隔热扶正器等隔热关键工具。

相关工具已在海上其他2口热采井进行了现场应用,并且目前已经完成了优化改进。

4 结论(1)A油田稠油热采井的井筒隔热措施建议采取隔热油管+环空注氮方式,同时在井眼尺寸合适的情况下使用隔热套管,会大幅度降低井筒热损失。

(2)注入参数影响蒸汽干度和热损失,其中注汽压力越低、注汽速度越高,干度损失越小,同时井口蒸汽干度越大越好,现场注热时可基于ODP设计参数范围和设备能力进行最优调节。

(3)隔热工具的使用在一定程度上降低了蒸汽干度损失和热损失,特别是对于水平井,可以很好地避免躺壁问题,从而提高井底干度。

推荐的隔热工具在海上其他油田已有过应用,并且已经完成优化改进。

参考文献:【相关文献】[1]孙玉豹,孙永涛,山金城,等. 海上油田多元热流体吞吐隔热工艺[J]. 石油石化节能,2013,3(7): 16-17.[2]刘红英,黄善波. 隔热油管接箍对井筒热损失的影响与修正[J]. 特种油气藏,2009,16(5):97-100.[3]林涛,张伟,邹剑,等. 隔热涂层与真空技术在稠油热采中的应用探讨 [J]. 石油地质与工程,2016, 30(5): 127-129.[4]朱进礼. 蒸汽驱用隔热油管的研制[J]. 石油机械, 2007, 35(7): 35-37.[5]张永贵,李子丰,张立萍. 真空隔热套管井筒套管强度研究[J].工程力学, 2010, 27(5):179-183.[6]刘玉龙. 常规套管井筒隔热技术研究[J].科学技术与工程,2011, 11(21): 5011-5015.[7]王通,孙永涛,邹剑,等. 海上多元热流体高效注入管柱关键工具研究 [J]. 石油钻探技术,2015, 43(6): 93-97.[8]王通,孙永涛,白健华,等. 海上耐高温井下安全控制管柱系统的研制 [J]. 石油钻探技术,2017, 45(6): 49-54.。

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