自喷井井筒自动清蜡工具的研究
发布时间：2020-08-15 09:03
【摘要】：目前中东高含蜡自喷井普遍面临着结蜡严重、阻碍生产的问题,然而传统清蜡方式效率低,阻碍了生产进度。本文针对伊朗雅达油田结蜡情况,探索新型井筒清蜡方式,设计出自喷井井筒自动清蜡工具,并对其展开研究。首先利用Creo软件对工具的刮蜡器、井底换向装置、井口装置进行结构设计,对关键部位的接触进行有限元校核及接触分析,运用Ansys显示动力学分析模块模拟刮蜡器与上顶杆的碰撞,总结出换向杆的应力及应变随速度变化的碰撞规律,随后对卡定弹簧进行设计选型。采用力学分析及数值模拟两种方式对刀片角度进行优化分析,最终选取合适的刮蜡角度,并运用Ansys热-结构耦合分析模块研究井下高温对刀片变形的影响。最后对刮蜡器上下行进行力学分析,验证其自动上下行的可行性,并使用Fluent软件对刮蜡器内部进行流场分析,观察到其内部流速及压力分布情况。本文通过工具的设计及后续模拟研究,为自喷井井筒自动清蜡提供理论指导,对于后续研究具有借鉴意义。
【学位授予单位】：中国石油大学(北京)
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TE935
【图文】：
第 1 章 绪论1 课题来源在走出去国家战略背景下，中石化确立了打造海外油气半壁江山的奋斗目图 1.1 所示，中东地区油气富集，成为中国石化海外油气战略的重要组成部18 及 2019 年的目标是海外石油产值达到 4000-5000 万吨，中东地区目标年00 万吨左右，占比高达 30%，见下图 1.2。中东自喷井比较多，易于开采，成本更低，但是油井含蜡量比较高，结严重[1]。高含蜡的油田自喷井在生产一段时间之后，井筒会结出大量的蜡阻降低生产效率造成油井减产甚至停产[2]。因此油田每年都要花费大量的资金蜡工作，不仅造成了成本的上升，还耽误了生产进度。对于中东特别是伊朗油田的井筒清蜡刻不容缓，因此希望研究出一种新的自喷井井筒清蜡工具。本课题来源于中石化石油工程技术研究院承接的国家科技重大专项《复完井关键技术研究》[3]。
图 1.2 中石化海外战略目标Fig. 1.2 The overseas strategic target of SINOPEC研究背景自喷井是指依靠地层本身的能量使地下流体喷出地面的井。自喷井目前较少，但海外特别中东自喷井仍存在不少数量。在走出去的国家战略背企业加大了对海外油气田包括自喷井的开发。自喷井在产油阶段，由于井口的压力及温度较井底低[4,5]，原油中的蜡会结到井筒内壁上，自喷井的结蜡区间一般为井下几十米至几百米的范围蜡的油田自喷井在生产一段时间之后，井筒会结出大量的蜡阻塞井筒降率造成油井减产甚至停产[7]。因此油田每年都要花费大量的资金进行清不仅造成了成本的上升，还耽误了生产进度[8-11]。中石化在国外参与的伊朗雅达油田项目中，油田主要有两个储层，分ak 储层和 Fahliyan 储层，Sarvak 含蜡量约为 5.713%，Fahliyan 蜡质%[12]。其原油生产面临着结蜡严重的问题，经常出现井筒堵塞耽误生产
图 1.3 热洗清蜡车 图 1.4 化学清蜡剂Fig. 1.3 Paraffin cleaning car by heat Fig. 1.4 Chemical Wax dewaxing agent化学清蜡是油田中应用比较广泛的清蜡方式，通过添加图 1.4 所示的化学清蜡剂来降凝解赌达到防蜡目的。此种化学清蜡剂如表 1.1 所示，使用方法为：从油套环空加入，油套开抽循环 2 小时之后进行正常生产；若防蜡生成，需要定期定量加药。防蜡原理为：清蜡剂能够使蜡晶表面形成一层水的薄膜，因此蜡晶粒之间无法相互靠近吸引，而且蜡晶粒也无法沉积吸附到井筒内壁上，因此其能够融于油液中，跟随油液运动，从而能够达到清防蜡的效果[20]。但是化学清蜡过程复杂耗费人力，且调配过程中容易对人体或者油层产生损害，给油田增加了负担。表 1.1 化学清蜡剂的特性表Table 1.1 The characteristic table of Chemical Wax dewaxing agent特性 指标外观 均匀液体闭口闪点，℃ ≥15
本文编号：2793904
【学位授予单位】：中国石油大学(北京)
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TE935
【图文】：
第 1 章 绪论1 课题来源在走出去国家战略背景下，中石化确立了打造海外油气半壁江山的奋斗目图 1.1 所示，中东地区油气富集，成为中国石化海外油气战略的重要组成部18 及 2019 年的目标是海外石油产值达到 4000-5000 万吨，中东地区目标年00 万吨左右，占比高达 30%，见下图 1.2。中东自喷井比较多，易于开采，成本更低，但是油井含蜡量比较高，结严重[1]。高含蜡的油田自喷井在生产一段时间之后，井筒会结出大量的蜡阻降低生产效率造成油井减产甚至停产[2]。因此油田每年都要花费大量的资金蜡工作，不仅造成了成本的上升，还耽误了生产进度。对于中东特别是伊朗油田的井筒清蜡刻不容缓，因此希望研究出一种新的自喷井井筒清蜡工具。本课题来源于中石化石油工程技术研究院承接的国家科技重大专项《复完井关键技术研究》[3]。
图 1.2 中石化海外战略目标Fig. 1.2 The overseas strategic target of SINOPEC研究背景自喷井是指依靠地层本身的能量使地下流体喷出地面的井。自喷井目前较少，但海外特别中东自喷井仍存在不少数量。在走出去的国家战略背企业加大了对海外油气田包括自喷井的开发。自喷井在产油阶段，由于井口的压力及温度较井底低[4,5]，原油中的蜡会结到井筒内壁上，自喷井的结蜡区间一般为井下几十米至几百米的范围蜡的油田自喷井在生产一段时间之后，井筒会结出大量的蜡阻塞井筒降率造成油井减产甚至停产[7]。因此油田每年都要花费大量的资金进行清不仅造成了成本的上升，还耽误了生产进度[8-11]。中石化在国外参与的伊朗雅达油田项目中，油田主要有两个储层，分ak 储层和 Fahliyan 储层，Sarvak 含蜡量约为 5.713%，Fahliyan 蜡质%[12]。其原油生产面临着结蜡严重的问题，经常出现井筒堵塞耽误生产
图 1.3 热洗清蜡车 图 1.4 化学清蜡剂Fig. 1.3 Paraffin cleaning car by heat Fig. 1.4 Chemical Wax dewaxing agent化学清蜡是油田中应用比较广泛的清蜡方式，通过添加图 1.4 所示的化学清蜡剂来降凝解赌达到防蜡目的。此种化学清蜡剂如表 1.1 所示，使用方法为：从油套环空加入，油套开抽循环 2 小时之后进行正常生产；若防蜡生成，需要定期定量加药。防蜡原理为：清蜡剂能够使蜡晶表面形成一层水的薄膜，因此蜡晶粒之间无法相互靠近吸引，而且蜡晶粒也无法沉积吸附到井筒内壁上，因此其能够融于油液中，跟随油液运动，从而能够达到清防蜡的效果[20]。但是化学清蜡过程复杂耗费人力，且调配过程中容易对人体或者油层产生损害，给油田增加了负担。表 1.1 化学清蜡剂的特性表Table 1.1 The characteristic table of Chemical Wax dewaxing agent特性 指标外观 均匀液体闭口闪点，℃ ≥15
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本文编号：2793904
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