气液环境下注氮气井管道腐蚀因素和机理研究

塔河油田注氮气后油井井口及井下管道取样观察有冲刷及点蚀现象,地面单井管道也出现注气后腐蚀穿孔情况。为了研究注氮气井管道腐蚀影响因素及机理,在对注氮气工艺、介质及生产工况分析的基础上,对氧分压及含量、流型流态及酸性气体分压比参数计算分析,研究了氧、氯离子、流型流态、酸性气体因素对管道腐蚀的影响,结合腐蚀产物XRD衍射特征及腐蚀形貌VRD镜像特征分析,研究表明注氮气井不同生产过程不同部位的管道腐蚀机理存在明显差异性。在注气过程中,井口及井下管道腐蚀主要受氧和流态的影响;在注气后的生产过程中,地面单井管道腐蚀主要受氧和酸性气体的影响。氯离子是点蚀发生的催化剂;其中前者的腐蚀机理为相互促进的氧的电化学腐蚀与冲刷腐蚀,后者的腐蚀机理为氧的电化学腐蚀为主,并促进了酸性气体的电化学腐蚀进程。两者腐蚀机理差异性受溶解氧扩散过程控制。     

注超临界气体井筒温度压力场计算方法

根据传热学、热力学和垂直管流理论 ,建立了注超临界气体井筒温度压力分布的数学模型 ,提出了节点解析法、数值差分法以及焓插值法 3种求解方法。对辽河油田静 35块高凝油注不同介质现场效果进行的对比计算结果表明 ,在 0～ 6 0 0m井深时 ,井筒温降很大 ,随井深的增加 ,温降逐渐变小 ,温度趋于稳定 ;压力随井深的增加逐渐变为线性增加。利用节点解析法和焓插值法计算均能得到满意结果 ,其中解析法结果最为准确 ,而用数值差分法求得的温度偏高、压力偏低     

注汽井井筒温度分布的模拟计算

现场使用的注汽井井筒模拟软件存在的主要问题是对隔热井筒的节点划分过粗 ,未考虑隔热油管接箍和伸缩管等对井筒温度分布的影响 ,其计算结果误差较大。针对这一问题建立了井筒温度分布精细描述数学模型 ,编制了新的计算软件 ,此软件考虑了接箍处轴向导热的影响 ,改进了地层热阻的计算方法 ,并采用新方法计算环空隔热介质的导热系数。对隔热油管外管壁温度分布进行的局部加密处理后的计算结果更能接近实际热损失情况。分别用数值解法和解析法求解了隔热管外管壁的温度分布。与现场测试数据的对比说明 ,精细模型计算的结果准确度高 ,能满足工程精度的要求 ,对地层热阻、环空隔热介质等的分析计算比较可靠。     

煤层气井除垢泡沫酸的配方研制及性能评价

针对研究区煤层气井井下设备严重的结垢问题,室内优选出了2种用于除垢的泡沫酸体系((1)12%HC1+A14(0.6%十二-十四酰胺羟基磺丙基甜菜碱)+0.1%稳泡剂(黄原胶B3)+0.5%缓蚀剂A;(2)12%HC1+A14+A12(0.3%十二-十四酰胺羟基磺丙基甜菜碱+0.5%十二烷基羟丙基磷酸酯甜菜碱)+0.1%稳泡剂(黄原胶B3)+0.5%缓蚀剂A),对25℃和45℃下的2种泡沫酸体系稳定性进行了评价。结果表明,泡沫酸垢溶蚀率高达95%,稳定性好(体系(1)动力学指数为87左右,体系(2)为94.9),温度对2种泡沫酸稳定性影响极小,最终选用更为经济的泡沫酸体系(1),且有较好的现场应用效果。     

基于生产动态数据的产水气井水锁伤害预测数学模型

为了解决水驱气藏储层水锁损害定量预测的问题,基于气水渗流理论,建立了适用于产水气井的水锁伤害预测理论模型。研究结果表明：气井水锁效应主要会对气相相对渗透率造成显著影响,储层水锁伤害不仅取决于储层物性,而且受制于气井的生产时间、工作制度、开发方式等因素;其次,气井水锁表皮系数随产水气井生产时间的增加而增大,气井水锁损害程度随着气井生产时间的增加而不断加深,上述指标能够量化产水气井在开发中后期由边水侵入导致的气井水锁伤害。本文理论推导的衡量气井水锁伤害的指标,能够客观反映产水气井控制范围内的储层流体整体渗流特性及气井水锁动态,但是计算结果对气井生产数据与动态监测资料的依赖性较强。     

考虑滑脱效应的低渗透气藏试井分析方法

本文在考虑低渗透气藏气体渗流的滑脱效应下,建立了低渗透气藏气体渗流数学模型。找到了一种可以使该数学模型及其定解条件线性化的拟压力函数和拟时间函数。使用这种新的拟压力函数和拟时间函数时,低渗透气藏的渗流数学模型变成具有常规油藏渗流数学模型一样的形式,因此,当采用本文定义的拟压力函数和拟时间函数时,可以借助于成熟的油井试井理论来解释低渗透气藏气井试井数据。文中还探讨了由低渗透气藏气井试井数据计算相应的拟压力函数位和拟时间函数值的方法,探讨了滑脱系数对计算拟压力函数值拟时间函数值的影响等。通过矿场实例分析表明,本文方法效果较好,这为解释低渗透气井试井数据找到了一种行之有效的方法。     

CO2吞吐效果的影响因素分析

由于CO2与原油接触时要求的混相压力低，且CO2能使原油的粘度降低和体积膨胀，因而成为注气采油中优先选用的气体。影响CO2吞吐效果的因素很多，通过对CO2吞吐机理的研究，结合室内实验和矿场分析，综合考察了油层孔隙介质和油层流体的性质，原油中胶质与沥青质的含量、自由气含量、实验压力、施工中流体的配伍性等因素对CO2吞吐效果的影响。结果表明，原油中胶质、沥青质的含量越高，吞吐效果越差；压力降低导致的CO2脱气可降低油的产量。     

致密砂岩产水气井气举排液模型研究

苏里格气田是典型的致密砂岩气藏,其有效储层含水饱和度高,气、水层混杂分布,开发中后期一般因井筒积液阻碍天然气有效开发,往往需要排液才能保持一定的产量,目前气举是排液较为有效的方法,然而如何提高排液效率及优化气井排液制度已成为制约气举排液效果的难题。以高产水生产气井为研究对象,根据油套管质量、动量和能量方程,建立了气举井筒排液模型,运用显示欧拉差分方法对其进行求解。基于所建立的气井井筒排液模型,研究了不同注气量、井口油压等参数对气井排液效率的影响程度,并分析了S井气举排液过程中产液量、产气量以及排液时间等工作指标变化特征。研究成果为致密砂岩产水气井提高排液效率,以及气举排液生产制度优化提供了一定的指导。     

煤层气井真三轴压裂实验

 为进一步认识煤层气井压裂裂缝起裂和扩展机制,利用真三轴大尺寸水力压裂实验系统,采用取自矿区原煤煤块制作的试样,通过真三轴压裂实验,研究了不同围压组合条件下煤层压裂裂缝的起裂和扩展特征.研究表明:地应力状态和煤层中发育的天然裂隙对压裂裂缝的起裂和扩展有着直接影响.小规模天然裂隙的存在使得裂缝扩展压力出现频繁小幅波动,压裂裂缝在扩展过程中多见路径转向,压裂过程中煤层天然裂隙的大量开启造成压裂液大量滤失直接损耗压裂时的水力载荷,不利于压裂形成高导流能力的水力裂缝.当三向主应力差较小时,煤层压裂产生的裂缝宏观形态更为复杂,可能会同时产生垂直缝和水平缝.     

大产液量水平气井不同气举方式气液两相流研究

连续气举是产水量大的水平气井重要排采措施,针对现场正举和反举的特点,为揭示气田开发过程中反举条件下油管和正举条件下油套环空内的气液两相流流动规律,分别用水和空气在套管内径为127.3 mm、油管外径为73 mm的油套环空和内径为60 mm的油管内进行了井筒气液两相管流模拟实验,对低压积液气井气举时井筒流动规律进行了研究分析,分析了井筒中气相和液相的体积流量、注气方式等因素对井筒压降和持液率的影响。结果表明：在相同气、液流量条件下,反举时的持液率比正举持液率小;不同气举方式下的井筒压降随注气量的增加呈不同的变化趋势,反举时的井筒压降比同工况下正举的压降大,对于产液量较大且有一定地层能量的气井,推荐采用反举方式进行气井排水采气。