摘要：H地下储气库(以下简称储气库)位于准噶尔盆地南缘,是中国石油2010年启动建设的6座国家商业储气库之一,设计库容107×10^(8)m^(3)、年工作气量45.1×10^(8)m^(3),是目前国内储气规模最大、调峰能力最强的储气库。受储气库周期运行时率短、调峰采气强度高、压力往复交变快等复杂运行模式的影响,H储气库表现出现有井网高峰调峰能力不足、注采井产量合理配置及优化调控难度大、供气高峰期部分注采井极易储层出砂等问题,特别是储层出砂问题直接影响储气库高峰极限调峰能力的充分发挥,且带来极大的安全风险。为此,针对储气库储层出砂风险,研究建立了注采井极限调峰能力评价方法,保障了储气库高效调峰及安全运行。研究结果表明:①通过对临界携液流量模型、临界冲蚀流量模型、临界出砂流量模型的研究,优选了适合准噶尔盆地H储气库的限制性流量模型;②利用节点分析方法结合限制性流量模型,可确定注采井合理调峰区间与应急增供区间;③利用限制性流量模型,可定量评价注采井在不同地层压力与井口压力条件下的极限调峰能力,最大限度地满足储气库季节调峰与应急供气产量配置的双重需求。结论认为,考虑出砂影响的储气库极限调峰能力评价对于指导H储气库调峰保供具有指导意义,提出的确定气井极限调峰能力方法对于其他类似储气库的调峰能力评价具有借鉴和参考意义。

摘要：针对水平井桥塞射孔联作分压工艺首段采用连续油管传输射孔,存在施工费用高、作业时间长、特殊井况连续油管无法下入等问题,开展了固井趾端滑套技术研究。趾端滑套与油层套管一起下入固井完井,通过井口憋压开启即可进行首段压裂作业,同时为后续层段桥塞泵送提供液体通道。文章设计了趾端滑套完井压裂工具,抗内压强度132 MPa,开启压力可调,具有开启可靠、便于压裂等优点。室内试验合格后,在新疆油田玛湖地区超长水平井开展现场试验,完井作业过程中趾端滑套承压可靠,顺利完成固井施工;压裂作业过程中趾端滑套成功开启并完成首段压裂施工,解决了连续油管无法下入射孔的问题,同时节约作业时间1 d。结果表明,研制的固井趾端滑套可以满足现场作业需求,为水平井安全效益改造提供了一种有效手段。

摘要：凝析气藏型储气库在注入干气后与原地气不断置换,组分和相态发生变化,对其深入研究是储气库注采优化控制、实现高效运行的关键。以新疆H储气库为研究对象,通过建立重力控制下的组分梯度分布模型,定量分析了多周期注入气在储层中的扩散特征、采出气组分变化及凝析油含量变化规律。结果表明:先期高部位注气及强注弱采有利于原地气被驱离近井地带;其后高部位采注比高,原地气置换彻底,低部位采注比低,重组分富集在低部位及气库西侧;单井凝析油含量变化特征受构造部位、注采策略、投产方式等因素综合影响;单井吞吐使原地气置换能力降低,凝析油采出能力随之降低;循环注气方式、以采投注、短期较高采注比均有利于含重组分的原地气加速置换。研究成果可为同类贫凝析气藏改建储气库的设计、注采运行制度的制定及现场调控等提供一定的理论指导。

摘要：为了掌握地下储气库注气过程中的压力动态变化情况,解决持续注气导致的地层参数难以确定的问题,依据现场静、动态资料,基于一种改进粒子群优化算法,综合储层压力、井底压力和井口压力的计算方法,建立了一种地下储气库注气过程一体化压力及地层参数计算方法。首先,利用计算储层压力、井底压力和井口压力的方法计算出井口压力;然后,应用改进粒子群优化算法,不断调整、优化压力和地层参数,使计算的井口压力与实测井口压力达到最优拟合,进而得到储层压力、井底压力,以及储层平均渗透率、探测半径等地层参数。利用该方法计算了呼图壁储气库3口注采井的井口压力和储层的平均渗透率,3口注采井计算井口压力与实测井口压力的决定系数分别为0.9889,0.9893和0.9784,计算出的储层渗透率与试井解释的渗透率基本一致,说明该计算方法的计算结果可靠。研究结果表明,利用地下储气库注气过程一体化压力及地层参数计算方法,可以了解地下储气库注气过程中的压力变化情况,有助于指导地下储气库的安全运行。

摘要：煤炭地下气化时,井下高温高压气体携带大直径的煤粉颗粒对节流工具造成严重的冲蚀磨损。为此,设计了双节流孔结构的井下节流工具,并结合高温冲蚀磨损试验结果对DNV(Det Norske Vertitas)冲蚀预测模型进行参数修正。开展了井下节流工具气固两相流冲蚀磨损数值模拟,研究高温条件下不同气体速度、不同颗粒质量流量及不同颗粒直径对节流工具的冲蚀磨损规律。研究结果表明:节流工具壁面冲蚀磨损区域随着气体流速的增大沿节流孔呈现环形分布;颗粒直径为5 mm,质量流量为7.5×10^(-4) kg/s,气体速度为20 m/s时,其对应的节流工具壁面冲蚀磨损速率最大。所得结论可为延长节流工具的安全服役年限、降低管线破损及爆炸的风险以及提高煤炭地下气化开采的经济性提供指导。

摘要：为解决水平井桥塞射孔联作分段压裂工艺存在的储层改造不均衡、压后钻塞风险大等问题,开展了连续油管拖动压裂和无限级固井滑套分压工艺研究应用,其核心技术指标是井下工具组合的使用寿命和施工安全性。作为井下工具组合的主要组成部分之一,平衡阀的开关及密封性能直接影响整个现场施工质量、效率和成本。进行了平衡阀结构优化,通过插入密封总成结构和处理工艺优化设计,提高平衡阀多次开关密封可靠性,同时降低工具维护成本;通过阀杆排砂结构设计,避免压裂沉砂导致开启困难,保障现场施工安全。室内试验承压70 MPa,开关次数≥50次,现场试验2口井8层,施工成功率100%,压裂后工具提出完好,具备继续使用的条件。试验结果表明,优化后的平衡阀开关及密封性能可靠,可以满足水平井多级压裂安全性和经济性要求。

摘要：在气井井下节流工艺中,节流器位于井筒适当位置,能实现气体的降温降压,简化采气流程,降低生产成本,提高经济效益。井下节流工具结构类似截面突缩装置,能使气体流速增加、压力降低。但在煤炭地下气化过程中,由于燃烧不充分,粗煤气中含有大量微小煤粉颗粒,会对节流工具造成严重冲蚀磨损,导致节流工具失效,产生井控安全风险。为此,设计出双节流孔结构的井下节流工具,仿真预测节流工具所面临的冲蚀磨损情况,分析内部流场特性,研究气体速度、颗粒直径、颗粒质量流量对节流工具内壁的冲蚀磨损影响,为后续实际使用提供指导。

摘要：呼图壁储气库由呼图壁气田开发中后期改建而成,结合气田开发规律,设计库容107亿方,是我国最大的储气库之一。气库于2013年投运,强注强采的运行模式导致井间地层压力变化剧烈,注采气量合理配置及跟踪调控困难较大,初期注采后地层压力分布极不均衡,随着储气库逐步达容,地层压力已接近设计上限压力34MPa,注气期存在较大的地层超压风险。定期对大型储气库库容评价及注采能力分析对储气库高效运行非常重要,研究首先通过对储气库库容参数进行评价,其次通过气井井控拟合技术,求取单井控制区域的地层压力与周期累积注采气量,从而求取投运井网控制区域周期剩余储集能力以及形成的工作气量,最后通过注采节点分析技术,研究气井注采节点能力,以满足储气库强注、强采的需要。

摘要：为提高油气井管柱服役的安全性,采用数据统计与可靠性理论评估油气井管柱可靠性。首先,识别影响管柱外载及其参数的变量,构建油气井管柱安全极限状态方程;然后,采集模型变量数据,确定变量分布与参数,形成油气井管柱可靠性数值模型;最后,通过蒙特卡洛方法计算影响管柱可靠性的关键变量和不同置信度水平下管柱剩余强度分布及安全系数取值。结果表明:目标区域油气井管柱剩余强度符合正态分布,得到不同置信度水平下管柱的可靠度,管柱的安全系数取值范围可满足管柱安全设计要求,所构建的方法可为实际生产中油气井井筒管柱安全评价提供技术支撑。

摘要：地下储气库作为季节调峰及应急采气的手段,具有单井产量高、快速强注强采、地层应力交替变化等特点。呼图壁储气库经过多个周期注采运行,表现出注采井利用率低、井网调峰能力不足、地面装置运行效率偏低等突出问题,且随着气库逐步达容,地层压力已接近设计上限,区域断裂、盖层、井筒均存在漏失风险。因此开展周期库容诊断评价、调峰能力评价及水侵区动用技术研究,提高储气库井网利用率和调峰能力,形成集"库容诊断、井筒完整性评价和微地震监测"为一体的气库完整性评价技术,评价落实气库动态密封性,保障气库"存得住";优化地面配套增压及集输处理工艺,保证注气压缩机运行效率及外输气产品质量,确保合格气"送得走"。最终形成了集注采地质、井筒工艺和地面集输为一体的储气库扩容提采关键技术体系,实现了呼图壁储气库多周期的安全、平稳、高效运行,为气库预定调峰能力的发挥提供了技术支持。