稠油热采井下蒸汽干度测试工艺的研究与应用.pdf

2000年5月西安石油学院学报(自然科学版)May2000

第15卷第3期JournalofXi′anPetroleumInstitute(NaturalScienceEdition)Vol.15No.3

文章编号:1001-5361(2000)03-0022-04

稠油热采井下蒸汽干度测试工艺的研究与应用
DownholeMeasuringTechniqueofSteamDrynessforViscousCrudeOilThermalRecoveryWells

尚思贤,赵芳茹,张利明

(新疆石油管理局重油开发公司,新疆克拉玛依834000)

摘要:根据注饱和蒸汽汽水两相流的原理,可在井下任意深度利用KZQ-I型蒸汽取样器进行重力
分离,取出液态水样,进行离子分析,测出相应深度的蒸汽干度,以解决浅层稠油井下蒸汽干度的直
接监测,执行最佳蒸汽干度的热力采油工艺.结果证明自行设计的KZQ-I型井下取样器取样较准
确,误差≤5%;对吞吐井、面积驱含三种不同井下管柱进行直接监测,取得了满意的效果.井下蒸汽
干度监测真实、可靠、方便,经常监测井下蒸汽干度对执行最佳蒸汽干度的采油工艺,选择合理的井
下管柱有重要意义.对提高原油采收率、合理开发油藏方面是必不可少的.可获得较好的经济效益
和社会效益.
关键词:稠油开采;蒸汽驱;井下取样;蒸汽干度;重力分离;汽水两相流
中图分类号:TE357.41+1文献标识码:A

克拉玛依油田的稠油资源相当丰富,属浅层稠实际干度只能在最佳干度上下变化,因此,对于一个
油油藏,是我国稠油开发最早的油田之一,经过十几注汽井来说,井筒实际蒸汽干度监测尤为重要.
年的开采,目前已有相当一部分转入面积驱阶段.油
藏管理方面已日趋完善,但仍有欠缺之处.井下动态1取样器的设计
监测已有机械式、电子式测温、测压设备,还引进了
美国TPS-9000型测井下注汽P.T.M的先进设备,我们根据克拉玛依油田稠油热采油藏浅、油层
但井下蒸汽干度的测试技术一直未过关,无法直接薄、注汽压力低等特点,设计了KZQ-I型井下蒸汽
精确测量.取样器.
此项技术就是利用相分离器法自行设计了
1.1原理及结构设计
KZQ-I型井下蒸汽取样器,在浅层稠油热采井井下
任意深度井段取样,测试该井段蒸汽干度,对该井不KZQ-I型蒸汽取样器如图1、2所示,由四部分
同井段的干度分析后作出该井的蒸汽干度剖面和油构图:
层吸气剖面,为地质研究或实施有效的井下工艺提(1)控制锁紧部分:包括控制套、密封室、导杆
供可靠的准确的资料.及锁紧钢球等;
对一特定油藏[1],为获得最佳采油速度,在吞吐(2)进排汽部分:包括进汽短接和排汽短接;
阶段一般采用高蒸汽干度;在面积驱阶段,采用降低(3)样品收集部分:包括样室、置换管、中心管
蒸汽干度的方法,以减少蒸气的重力超复或重力舌等;
进而导致蒸汽向生产井中的过早突破.就是说,最佳(4)密封部分:包括高温密封橡胶“O”环,保护
蒸汽干度的确定,是获得最佳采油速度的一个重要环及支撑环等.
条件.一旦确定了最佳干度,在整个方案实施期间,美K.C洪认为:对套管或油管内的垂直两相流

收稿日期:1999-01-22
作者简介:尚思贤(1948-),男,高级工程师.
尚思贤,赵芳茹,张利明:稠油热采井下蒸汽干度测试工艺的研究与应用—23—

管从下部流出.由于中心管的上孔位置比置换管的
上孔位置低6mm,这样储室中的液相就可处于不断
置换的新陈代谢状态中.依据伯努利方程及流体连
续性方程导出:

qm=AEAd2Q1õ(P1-P2)
2222
$P=P1-P2=qm/(AEAdõ2Q1)

qm:通过取样器的汽水两相流质量流量,kg/s;
3
A:流量系数;E:膨胀系数;Q1流体密度,kg/m;Ad:
2
取样器通流面积,m;P1,P2:取样器前后压力,Pa;
$P表示了整个取样器在井筒油管或套管内上、下进
出口存在较大的压力差,便于蒸汽随时顺利地上进
下出进行置换[2],保证所取样液为取样点的可靠性.
取样器关闭时,从井口沿试井钢丝下放一小锤,
小锤将控制套撞下,锁紧钢球则跳离锁紧位置,取样
取样状态关闭状态器的中心部分(包括中心管、导杆等),在井筒高压下
图1KZQ-Ⅰ型井筒蒸汽取样器结构
(1～12MPa)和密封室低压(装配时的0.1MPa)压
动,一般存在几种流动型态(如图2所示).可分四种
差推动下与密封部位发生错位位移,使蒸汽流动的
基本流动型态:泡沫流、段塞流、环状段塞流(过渡流
通道封闭,取样器处于关闭状态,见图1.
动)及环状流.注汽剖面测试的解释能力与流态类型
[3]
有关,当注汽干度在10%以上(一般是这种情况)1.2强度设计
时,就不存在泡沫流和段塞流态了,因此注汽剖面中(1)样室属承受高压薄