【摘要】：目前中東高含蠟自噴井普遍面臨著結(jié)蠟嚴(yán)重、阻礙生產(chǎn)的問(wèn)題,然而傳統(tǒng)清蠟方式效率低,阻礙了生產(chǎn)進(jìn)度。本文針對(duì)伊朗雅達(dá)油田結(jié)蠟情況,探索新型井筒清蠟方式,設(shè)計(jì)出自噴井井筒自動(dòng)清蠟工具,并對(duì)其展開(kāi)研究。首先利用Creo軟件對(duì)工具的刮蠟器、井底換向裝置、井口裝置進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),對(duì)關(guān)鍵部位的接觸進(jìn)行有限元校核及接觸分析,運(yùn)用Ansys顯示動(dòng)力學(xué)分析模塊模擬刮蠟器與上頂桿的碰撞,總結(jié)出換向桿的應(yīng)力及應(yīng)變隨速度變化的碰撞規(guī)律,隨后對(duì)卡定彈簧進(jìn)行設(shè)計(jì)選型。采用力學(xué)分析及數(shù)值模擬兩種方式對(duì)刀片角度進(jìn)行優(yōu)化分析,最終選取合適的刮蠟角度,并運(yùn)用Ansys熱-結(jié)構(gòu)耦合分析模塊研究井下高溫對(duì)刀片變形的影響。最后對(duì)刮蠟器上下行進(jìn)行力學(xué)分析,驗(yàn)證其自動(dòng)上下行的可行性,并使用Fluent軟件對(duì)刮蠟器內(nèi)部進(jìn)行流場(chǎng)分析,觀察到其內(nèi)部流速及壓力分布情況。本文通過(guò)工具的設(shè)計(jì)及后續(xù)模擬研究,為自噴井井筒自動(dòng)清蠟提供理論指導(dǎo),對(duì)于后續(xù)研究具有借鑒意義。
【學(xué)位授予單位】：中國(guó)石油大學(xué)(北京)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類(lèi)號(hào)】：TE935
【圖文】：

第 1 章 緒論1 課題來(lái)源在走出去國(guó)家戰(zhàn)略背景下，中石化確立了打造海外油氣半壁江山的奮斗目圖 1.1 所示，中東地區(qū)油氣富集，成為中國(guó)石化海外油氣戰(zhàn)略的重要組成部18 及 2019 年的目標(biāo)是海外石油產(chǎn)值達(dá)到 4000-5000 萬(wàn)噸，中東地區(qū)目標(biāo)年00 萬(wàn)噸左右，占比高達(dá) 30%，見(jiàn)下圖 1.2。中東自噴井比較多，易于開(kāi)采，成本更低，但是油井含蠟量比較高，結(jié)嚴(yán)重[1]。高含蠟的油田自噴井在生產(chǎn)一段時(shí)間之后，井筒會(huì)結(jié)出大量的蠟阻降低生產(chǎn)效率造成油井減產(chǎn)甚至停產(chǎn)[2]。因此油田每年都要花費(fèi)大量的資金蠟工作，不僅造成了成本的上升，還耽誤了生產(chǎn)進(jìn)度。對(duì)于中東特別是伊朗油田的井筒清蠟刻不容緩，因此希望研究出一種新的自噴井井筒清蠟工具。本課題來(lái)源于中石化石油工程技術(shù)研究院承接的國(guó)家科技重大專(zhuān)項(xiàng)《復(fù)完井關(guān)鍵技術(shù)研究》[3]。

圖 1.2 中石化海外戰(zhàn)略目標(biāo)Fig. 1.2 The overseas strategic target of SINOPEC研究背景自噴井是指依靠地層本身的能量使地下流體噴出地面的井。自噴井目前較少，但海外特別中東自噴井仍存在不少數(shù)量。在走出去的國(guó)家戰(zhàn)略背企業(yè)加大了對(duì)海外油氣田包括自噴井的開(kāi)發(fā)。自噴井在產(chǎn)油階段，由于井口的壓力及溫度較井底低[4,5]，原油中的蠟會(huì)結(jié)到井筒內(nèi)壁上，自噴井的結(jié)蠟區(qū)間一般為井下幾十米至幾百米的范圍蠟的油田自噴井在生產(chǎn)一段時(shí)間之后，井筒會(huì)結(jié)出大量的蠟阻塞井筒降率造成油井減產(chǎn)甚至停產(chǎn)[7]。因此油田每年都要花費(fèi)大量的資金進(jìn)行清不僅造成了成本的上升，還耽誤了生產(chǎn)進(jìn)度[8-11]。中石化在國(guó)外參與的伊朗雅達(dá)油田項(xiàng)目中，油田主要有兩個(gè)儲(chǔ)層，分ak 儲(chǔ)層和 Fahliyan 儲(chǔ)層，Sarvak 含蠟量約為 5.713%，F(xiàn)ahliyan 蠟質(zhì)%[12]。其原油生產(chǎn)面臨著結(jié)蠟嚴(yán)重的問(wèn)題，經(jīng)常出現(xiàn)井筒堵塞耽誤生產(chǎn)

圖 1.3 熱洗清蠟車(chē) 圖 1.4 化學(xué)清蠟劑Fig. 1.3 Paraffin cleaning car by heat Fig. 1.4 Chemical Wax dewaxing agent化學(xué)清蠟是油田中應(yīng)用比較廣泛的清蠟方式，通過(guò)添加圖 1.4 所示的化學(xué)清蠟劑來(lái)降凝解賭達(dá)到防蠟?zāi)康�。此種化學(xué)清蠟劑如表 1.1 所示，使用方法為：從油套環(huán)空加入，油套開(kāi)抽循環(huán) 2 小時(shí)之后進(jìn)行正常生產(chǎn)；若防蠟生成，需要定期定量加藥。防蠟原理為：清蠟劑能夠使蠟晶表面形成一層水的薄膜，因此蠟晶粒之間無(wú)法相互靠近吸引，而且蠟晶粒也無(wú)法沉積吸附到井筒內(nèi)壁上，因此其能夠融于油液中，跟隨油液運(yùn)動(dòng)，從而能夠達(dá)到清防蠟的效果[20]。但是化學(xué)清蠟過(guò)程復(fù)雜耗費(fèi)人力，且調(diào)配過(guò)程中容易對(duì)人體或者油層產(chǎn)生損害，給油田增加了負(fù)擔(dān)。表 1.1 化學(xué)清蠟劑的特性表Table 1.1 The characteristic table of Chemical Wax dewaxing agent特性 指標(biāo)外觀 均勻液體閉口閃點(diǎn)，℃ ≥15

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本文編號(hào)：2793904