注聚合物井的分層測調(diào)技術(shù)研究.pdf

1、隨著三次采油技術(shù)的發(fā)展,聚合物驅(qū)油方式在我國得到了大規(guī)模的推廣。為了解決層間矛盾,分層測調(diào)技術(shù)成為聚驅(qū)采油中的關(guān)鍵技術(shù),在提高石油采收率方面發(fā)揮著巨大作用。在注聚井分層采油技術(shù)中,偏心配注器是其關(guān)鍵設(shè)備,其性能的好壞直接決定著聚合物驅(qū)油的效果。而聚合物溶液是一種假塑性非牛頓流體,在流經(jīng)配注器時會受到機械剪切作用,粘度的降低會削弱聚驅(qū)采油效果。現(xiàn)有的偏心配注器存在著投撈難度大、聚合物剪切降解嚴(yán)重、注入量不能連續(xù)調(diào)節(jié)等問題,嚴(yán)重影響采油效率

2、的提高,因此,對其改進至關(guān)重要。
　　本文在綜合分析國內(nèi)外偏心配注器優(yōu)缺點的基礎(chǔ)上,提出了一種電控式連續(xù)可調(diào)的偏心配注器。此配注器由電控裝置、壓力調(diào)節(jié)元件、密封部件、電纜接頭等組成。電控裝置由電機減速器驅(qū)動絲杠螺母機構(gòu)實現(xiàn);壓力調(diào)節(jié)元件是形狀優(yōu)化的梭形桿式閥芯;各處密封設(shè)計和電纜接頭主要實現(xiàn)配注器的嚴(yán)格密封。電控式的機械結(jié)構(gòu)使得閥芯可以在偏心通道內(nèi)上下移動,從而調(diào)節(jié)閥芯的實際工作節(jié)數(shù),進而實現(xiàn)流量的連續(xù)調(diào)節(jié),并能控制高滲透層的配注

3、量。在配注器總體機械設(shè)計的同時對關(guān)鍵零部件進行了強度、撓度分析,并在此基礎(chǔ)上進行了電控配注器樣機試制。
　　然后,本文結(jié)合非牛頓流體力學(xué)理論針對聚合物溶液這種冪律流體在環(huán)空通道內(nèi)的流動規(guī)律進行了理論研究,對圓管、環(huán)空內(nèi)層流區(qū)和圓管紊流區(qū)的流場分別進行了理論分析,得出了冪律非牛頓流體壓差和流量的關(guān)系以及流場內(nèi)的速度分布。利用 GAMBIT軟件建立了偏心配注器閥芯的流道模型,結(jié)合控制方程運用 FLUENT進行了流場動力學(xué)仿真分析,對節(jié)

4、流壓差隨流量與閥芯節(jié)數(shù)的變化規(guī)律進行分析研究;在仿真分析的基礎(chǔ)上,對閥芯的形狀進行了優(yōu)化設(shè)計。
　　為驗證配注器壓力調(diào)節(jié)元件的性能,針對閥芯進行了室內(nèi)試驗,分析了不同注入量、不同閥芯節(jié)數(shù)對聚合物溶液的粘度損失率和節(jié)流壓差的影響規(guī)律,得到了不同閥芯節(jié)數(shù)時流量與壓差的擬合曲線,求出了聚合物溶液的本征參數(shù);在室內(nèi)進行高壓試驗,驗證了整個配注器的密封效果,確保電控式偏心配注器可在高溫高壓下正常工作;最后,將電控式偏心配注器與過電纜封隔器、