井下低频压力脉冲注水工具的设计与仿真.pdfVIP

机械 设计 与制造 第5期 56 Machinery Design Manufacture 2010年 5月 文章编号：1001—3997(2010)05—0056-02 井下低频压力脉冲注水工具的设计与仿真 江正清 董怀荣 尹文波 (胜利石油管理局钻井工艺研究院，东营 257017) Designandsimulationofdownholelow——frequencypulsewaterinjectiontool JIANGZheng-qing，DONGHuai-rong，YINWen—bo (ShengliDrillingTechnologyResearchInstitute，Dongying257017，China) 摘【 要】分析了油田常压注水开发中存在的问题，介绍了压力脉冲技术的工作原理。在调研国内外 脉冲注水工具的基础上，设计了一种新型井下低频压力脉冲注水工具并根据设计参数进行了建模仿真。设计 出的新型工具具有成本低、脉冲频率低、脉冲幅值大等优点，仿真结果与理论计算数值能较好地吻合。 关键词：注水开发；脉冲注水工具；压力脉冲技术；工具设计 ；建模与仿真 【Abstract】Problemofoilfieldconstnatpressurewarerflooddevelopmentoyfeanalyzed．operational principleofpulsewarerinjectiontechniqueoTeintroduced．BasedOnstudyandanalysispulsewaterinjec—— tiontoolathomeandoueFseas，designedanewtypedownholeLowirequencypulsewaterinjectiontoo1． Modelingandsimulationhasbeenmadeondesignparameters．Thenewtoolhaslowusingcost、lowfre— quencypulse、highpulseamplitudevalueandSOon．Theresuhofsimulationcoincidetheoreticalresult． Keywords：Waterflooddevelopment；Pulsewaterinjectiontool；Pulsewaterinjectiontecb— nique；Tooldesign；M odelingandsimulation 中图分类号：TH12 文献标识码：A 目前，油田注水开发主要采用由地面高压泵通过注水管线向 哈里伯顿深波增注工具的原理是利用地面高压气体驱动活塞 地层持续注入稳压水，高压水经配水器将压力头转换成速度头， 在汽缸中往复运动，活塞下冲程时，高压气体驱动活塞陕速下行，驱 并通过地层原有缝隙、孔道注入地层。这种注水方法仅向地层回 替汽缸中的水进入被封隔器隔离的环空，产生瞬时脉冲，对地层进 注大量的水，而不对注水井周围地层产生任何作用，容易因注入 行处理，活塞上冲程依靠地面注入水的能量，如图1、图2所示。 水水质不合格堵塞油层，造成注入压力升高，最终导致该注水系 统失败。采取提高注水压力或压裂、酸化等解堵工艺措施恢复地 层注水量均会增加成本或加重油层污染。为此，专业人员开始采 用压力脉冲技术来处理油层。 1压力脉冲注水技术原理 压力脉冲注水技术是利用压力脉冲注水工具将稳定的注入 水转化成周期性脉冲注水，产生脉冲波。脉冲产生的低频 、高幅压 力和震动波使地层形成裂缝网和破碎堵塞物，提高近井地带的渗 图 1注入水的能量简图 图2Hydro-Impact工具 1．气管线 2．油管 3．汽缸 4．活塞 1．抽油机 2．抽油杆 3．／J、柱塞 透率，达到降压增注的目的；交替的高低压纵向脉冲波可使注入