生产参数优化技术（精选5篇）
生产参数优化技术 篇1
梗丝是卷烟配方结构中的重要组分, 其应用于卷烟配方中, 可以提高卷烟填充性能, 改善烟支抽吸阻力, 降低卷烟有害性和生产成本。广西中烟工业有限责任公司南宁卷烟厂制梗生产线在技改后使用意大利COMAS公司生产新型CTD气流膨胀设备, 与目前国内使用的气流膨胀设备相比, 该设备具有塔身矮、占地面积小的特点。由于南宁卷烟厂是行业内第一家用于梗丝干燥生产, 因此, 本研究通过对CTD气流膨胀制梗生产工序参数进行多因素正交试验, 分析各工序工艺参数与梗丝综合质量的影响关系, 优化梗丝生产工艺参数, 使该生产线能尽快满足梗丝生产的需要。
1 材料与方法
1.1 材料与仪器
烟梗:真龙B类配方烟梗
梗丝生产线:3000kg/h, 昆明船舶设备集团有限公司;
梗丝填充值测定仪:GDS410, 郑州烟草研究院;
烟丝振动分选筛:YD-2, 郑州烟草研究院;
1.2 试验方法
1.2.1 试验设计
根据梗丝生产线布局及生产经验, 确定对圧梗厚度、切梗丝宽度、HT梗丝蒸汽压力3因素进行正交试验, 使用4因素3水平正交设计表进行试验 (表1) , 采用极差分析和方差分析对试验结果进行分析, 以确定最佳生产工艺参数。
1.2.2 处理与分析
1) 为消除原料和设备影响, 每次试验均用同一组烟梗配方, 圧梗前工序各参数和CTD气流膨胀含氧量, 工艺气流流量及后续处理保持相对固定;
2) 对压梗厚度、切梗丝宽度、烘前HT蒸汽压力、CTD工艺气温设3水平, 选用L9 (34) 正交设计表按表2进行试验, 共进行9次试验;
3) 取样:每次试验参数运行稳定后, 梗丝在加香出口处进行取样, 每个试验样品取样3次, 对试验指标进行测定, 取3次检测平均值作为最终结果;
4) 物理指标测定:按文献[4-5]方法, 由专人对取样后的梗丝填充值和整丝率、碎丝率进行测定;
5) 采用极差分析法和方差分析法对试验最终结果进行分析, 以确定梗丝干燥前各工序最佳工艺参数;
6) 依照随机化原则, 试验顺序以抽签方式确定, 尽量避免操作人员和仪器设备以及环境因素对试验结果的影响。
2 结果与分析
2.1 试验结果
根据选取的因素水平进行了4因素3水平的正交试验, 试验结果见表3
2.2 极差分析
2.2.1 因素对指标影响大小分析
极差分析结果见表4, 从极差分析表可以看出, 对于填充值指标, 各因子对指标影响大小是A>B>C>D;对于整丝率指标, 各因子对指标的影响是C>B>A>D;对于碎丝率指标, 各因子对指标的影响大小是C>B>A>D。
2.2.2 参数分析
对于填充值, HT蒸汽压力和圧梗厚度分别取0.8MPa和1.2mm为最优参数, 切梗宽度和工艺气体温度极差都不大, 属于次要因素;对于整丝率, 压梗厚度、切梗宽度、HT蒸汽压力以及工艺气体温度分别取1.2mm、0.10mm、0.8MPa、和220℃为最优参数;对碎丝率指标, 取, 压梗厚度、切梗宽度、HT蒸汽压力以及工艺气体温度分别取1.2mm、0.14mm、0.4MPa、和220℃为最优参数。
2.3 方差分析
由于4个因子中的工艺气体温度属于最不显著因子, 因此做为误差项对以上结果进行方差分析, 验证L9 (34) 正交试验条件下的极差分析结果, 见表5。
从表5可以看出, HT蒸汽压力和圧梗厚度对填充值的影响在0.05水平下显著, 其他因素不显著, 而切梗宽度、圧梗厚度和切梗宽度对整丝率的影响在0.05水平下显著, HT蒸汽压力对碎丝率不显著。各因素显著性大小顺序与极差分析法一致。
3 生产验证
根据参数优化结果以及综合考虑, 选取了A3B3C3工艺参数进行生产验证, CTD膨化塔工艺气温允许在220℃-260℃进行控制, 经过8批生产运行, 测试梗丝填充值、整丝率和碎丝率, 平均为5.49 cm3/g、87.9%和0.8%, 达到企业质量要求。
参考文献
[1]陈良元.卷烟生产工艺技术[M].郑州:河南科技出版社, 2003.
[2]刘文卿.实验设计[M].北京:清华大学出版社, 2005.
[3]YC/T31-1996.烟草及烟草制品式样的制备和水分测定.烘箱法[S].
[4]YC/T152-2001.卷烟烟丝填充值的测定[S].
[5]YC/T178-2003.烟丝整丝率、碎丝率测定方法[S].
[6]资文华, 王慧, 番绍军, 等.干冰膨胀烟丝加工过程参数优化研究[J].烟草科技.
生产参数优化技术 篇2
关键词：电潜泵；采油工艺；生产系统；优化设计
中图分类号：TE357文献标识码：A文章编号：1009-2374（2014）23-0011-02
采油工艺中，电潜泵采油设备相对简单，同时采油的效率较高，排量较大，自动化程度较高，使其在业界受到了广泛采用。但针对电潜泵未来的发展方向，发现电潜泵井生产系统优化设计能够帮助电潜泵高效运行，延长电潜泵的工作寿命。因此，我们有必要对电潜泵井生产系统进行优化设计，以保证电潜泵合理、稳定、高效地运行。
1电潜泵采油工艺
电潜泵全称电动潜油离心泵，它是将多级离心泵和电动机一同放入到油井液面下方以进行抽油的设备。它的地面电源将电能通过控制屏、变压器和电缆输送到电机，然后再通过电机带动多级离心泵叶轮旋转将电能转换为机械能，把井液输送到地面上。电潜泵在高含水井、非自喷高产井和海上油田上应用广泛，作为后期强采石油的主要手段，它的平均产液量达到了传统杆式泵的2倍以上。
2电潜泵在生产中的常见问题
2.1泵不出液或欠载
（1）泵轴断；（2）管柱泄漏；（3）叶轮磨损；（4）发生气锁现象；（5）电泵的扬程达不到井况的要求。
2.2机组运行中的过载
（1）井液粘度、比重过高；（2）工作点偏移；（3）电机匹配不合理；（4）泵的机械故障；（5）泵卡及止推轴承的损坏。
2.3电机烧坏
（1）电机表面的液体流速过低；（2）电机保护器油泄漏；（3）电机长期过载运行；（4）电源电压过高或过低。
3电潜泵井生产系统优化设计方法
3.1生产系统的节点划分
对电潜泵井生产系统利用节点系统分析法进行节点划分，在电潜泵井生产系统中设置井口、泵出口、泵入口、井底、油层这5个节点，以能量守恒、质量守恒和热量守恒作为电潜泵、井桶、油层的协调条件，将电泵设为功能节点、电泵两端压差设为求解节点。
3.2电潜泵优化设计中的数学模型
3.2.1油井产能。产能Q由广义IPR曲线进行
计算。
3.2.2井筒压降。我们在使用电潜泵采油的过程中将井筒压降分为3部分：（1）从井底到泵入口；（2）从泵入口到泵出口；（3）从泵出口到井口。同时要满足（1）、（3）两部分流体压力梯度的计算方法遵循气液两相流动规律。
3.2.3井筒温度。由于油井产出液的物理参数随温度的变化而变化，同时电潜泵井井筒的温度从井底到电机、泵机组、泵出口到井口分为三段，在进行井筒压力梯度计算时，必须将井筒温度的变化考虑在内。
3.3生产系统优化设计的具体实现过程
电潜泵井生产系统优化设计的具体实现过程如下：
3.3.1 输入设计参数，并预测油井产能为Q。
3.3.2 按照Q精选电潜泵泵型，设定电泵的额定排量为Qe。
3.3.3 将起点设在井底、终点设在下泵深度处，求出电泵压力Pin和入口温度Tin。
3.3.4 将起点设在井口、终点设在下泵深度处，求出电泵压力Pin和出口温度Tin。
3.3.5 由二分法，得出井口温度To=（Ta+Tb）/2，（其中Ta、Tb为常数且满足Ta＜Tb）。
3.3.6 通过求出电泵两端压差，确定电泵功率N及级数n，并确定电泵有效总扬程H，从而选择电缆、
电机。
3.3.7 计算电潜泵机组散热对流体产生的温升T2，判断是否能同时满足|Tin-Tin-T2|≤ε和Tin-Tin＞0，如果成立，则井口温度为To=（Ta+Tb）/2，进行步骤3.3.8；若Tin-Tin-T2＜0，令Ta=To，反之则令Tb=To，回到步骤3.3.5。
3.3.8 计算系统效率μ，如果Q≠Qe，则用相邻的几种泵型来重复步骤3.3.2～3.3.8，取得μ=max{μi}。
3.3.9 结果输出。
4电潜泵采油技术的新进展
4.1变频驱动电潜泵
美国Centrilift和Reda公司推出了新的变频驱动装置。Centrilift公司改进了变频控制器，为其安装上了数字显示器，这样就方便观测。同时还增添了电流不平衡探测回路，这样系统就具备了更可靠的关闭和探测能力；Reda公司采用微处理机来调查和监控新变频装置的输出频率和电压，同时此系统具备有探测、关井性能对其进行保护。此外，该系统也标准化了其故障记忆装置、高速限制装置、地面故障保护装置等组件。
4.2高容积气体分离器电潜泵
美国的Centrilift公司新推出了能实现高容积井下气体分离的分离器，该产品提高了电潜泵的石油采出量。使石油经过分离器到电潜泵的总体速度得到了大幅度提升，同时也获得了更高的气体分离效率。对传统的分离器而言，克服压头损失一直是一个不易解决的难题，而这种新型气体分离器可以进行个性化的定制来解决这些问题，适应不同的特殊开采环境。
4.3代替杆式泵的电潜泵
WOODGROUP公司研发出了小容积电潜泵技术来代替传统杆式泵，这种新型的电潜泵效率更高，叶片宽大，同时拥有更小的操作范围以及更为可靠的止推环面积。由于常规的杆式泵无法长时间运转开采，在碰到井筒偏差或者井眼过深的情况时就应该采用体积较小的新型电潜泵。当前，这种新型电潜泵可以每天进行小范围操作，而且费用也不高。
4.4耐H2S的电潜泵
不少采油井内会产生大量H2S气体，这些H2S气体会通过密封处或弹性材料渗入，造成发电机的早期损伤，影响到普通电机的使用。针对这一问题，ODI公司研发出了能在有大量H2S气体的采油井中使用的电潜泵。这种电潜泵采用了专门的密封腔式波纹管防止了H2S气体的渗透。该密封室内有一个吸收H2S气体的净化室以及两个装有弹性材料的腔室。一旦H2S气体渗入到密封室波纹管内，它将被其中设置的净化器吸收，这样就能明显减少进入到电机内的H2S气体总量，较为有效地防止了H2S对电机的侵蚀，延长了电机的使用寿命。
4.5节能隔膜电潜泵
伊热夫斯克电动机械厂研制出了解决低产石油井开采问题的UEDN5型隔膜电潜泵，这些电潜泵中所有的型号都拥有同样的规格，同时还拥有无抽油杆电潜泵的特征。如今高效率以及低排量泵的開发上就可以运用到隔膜电潜泵。俄罗斯石油公司在低产井中用其进行石油开采时取得了很好的效果。
5结语
我国电潜泵采油技术的发展源于对国外技术的引进，尽管我们已经能国产化，但在规格与设备关键部位这些方面还远远不及国外先进生产水平，也不具备能满足海上油田大规模开发的生产规模。为了弥补这些缺陷，改善上文中提及的生产过程中常见的问题。我们应该不断消化、吸收国外电潜泵采油前沿技术，同时在此基础上探索新型电潜泵，实现电潜泵采油技术的经济开采、实时监测和智能控制以及特殊井的举升操作等方面的生产系统优化。
参考文献
[1]刘竟成，李颖川，陈征，范晓峰．电潜泵（ESP）采油技术新进展[J]．科技信息（科学教研），2008，（13）．
[2]马瑞山．探析电潜泵（ESP）采油技术新进展[J]．中国新技术新产品，2012，（15）．
生产参数优化技术 篇3
我国新型干法水泥工业起步于上世纪70年代末、80年代初, 经过引进和消化吸收, 自主研发技术逐渐成熟, 生产线装备国产化的比率不断提高, 新型干法窑得到了越来越广泛的应用。作为新技术的普及推广, 新型干法技术在很大程度上推动了水泥工业的发展[1]。2008年以来, 我国水泥行业认真贯彻落实科学发展观, 提出了水泥行业节能减排、提高效率的重要课题。引入信息技术对水泥生产进行优化, 达到提高产量和质量、综合能耗进一步下降、综合利用水平进一步提高的目的, 目标是实现企业的生产综合目标最优 (产量、质量、能耗等) , 使生产的粗放化达到生产的精细化[2,3,4,5]。
1 水泥生产过程优化分析
1.1 确定优化目标
本次生产优化的范围是熟料生产线, 即从生料的预均化直到熟料的冷却阶段。在这一阶段生产中, 窑操主要根据入窑生料的情况、观察各项参数据实际动态, 参考DCS系统实时采集的数据, 对窑尾分解炉用煤量、喂料量、窑头用煤量、冷却机推速、窑速等一些重要参数进行调节, 达到最佳烧成效果。熟料的指标比较多, 有产量、单位煤耗、单位电耗、熟料游离钙、熟料立升重、3天抗压、抗折强度、28天抗压、抗折强度等。这些指标都从一个角度表明了产品数量和质量的优劣。
经过分析, 在这些指标中, 以产量及熟料强度指标为主, 其它为辅。原因是当产量提高后, 可使能耗指标相对下降, 也说明了生产的工况是稳定的。水泥强度也代表了熟料的最终质量指标, 其次考虑游离钙及立升重, 因为这两个指标比较复杂, 影响的因素很多, 从原料的配比到煅烧温度、冷却速度等, 可放在第二阶段进行考虑。
1.2 提高熟料产量
由于原来的控制系统是通用的控制系统, 对于本生产线存在着一定的缺陷, 只要将这些问题进行控制策略的细化改造, 就能使生产线局部更加稳定, 进而提高生产线的熟料生产能力。
1.3 提高窑操作水平
由于影响热工制度的因素很多, 对象复杂, 对它的控制问题是一个难题。为了给窑操提供可调整的参考值, 辅助窑操做好判断, 优化系统利用历史数据, 采用人机交互方式, 为窑操提供在相近的工况下与历史上最好水平的参数对比, 当达到了当前工况的状态后, 继续为窑操寻找更好的工况参考值, 这样循序渐进, 使工况逐渐接近历史最好水平。对于主要参数的分析, 生成一套历史数据链, 即将生料检验数据、平均工况数据、熟料质量检验数据、熟料产量数据、熟料3天、28天强度数据连成数据链, 将生产过程参数与产量、质量数据相关连, 就可以分析出在质量较好的情况下, 某几个参数的变化范围, 进而得出一般性的结论, 来指导窑操的控制范围, 可以有效地提高窑操的操作水平, 间接地提高了熟料的产量和质量。
1.4 制定优化方案
通过以上对生产状况的分析, 生产优化采用以下解决方案:
(1) 实现部分操作自动化:弥补原系统粗放控制的缺陷, 减轻窑操的劳动强度, 提高产量和质量, 见效快。
(2) 参数分析:对历史数据进行分析, 提取参数的优化范围值, 为窑操提供可靠的参考, 提高窑操的操作水平。
(3) 其它辅助功能:方便窑操掌握操作规律, 总结、保存操作经验, 重要参数据的分析、预测等。
2 系统总体设计和优化参数模块功能
根据优化方案, 程序设计了以下九个模块, 即:生料及工况分类模块;历史数据存储模块;优化数据模块;DCS数据采集模块;窑操经验模块;优化参数模块;自动控制模块;参数报警模块;强度预测模块。本文重点介绍优化数据模块的功能。
回转窑是一个动态的系统, 每时每刻参数都在变化, 当窑操查看历史最好工况时, 可在当前的主要工况前显示一个箭头, 表明当前工况与历史最好工况的差距, 该图标只显示二分钟自动消失, 进入下一阶段。用鼠标接近箭头时可显示该参数的优化数据 (平均值、最大值、最小值、标准偏差) , 指导窑操调整、操作。
工况数据以两小时为单位, 通过采集整理从生料-平均工况-熟料全过程的数据, 并连接产量、28天强度、3天强度数据, 把生产数据链串连起来, 能够将生产的最佳情况反映出来。
(1) 首先按照入窑生料 (1次/2小时) 和煤 (1次/天) 的检验结果, 来确定生料的类型 (MStr) , 生料按其率值KH、P、N事先已划分3-4个组别。
(2) 以当前工况20主要参数划分工况的类型 (PStr) , 20个主要参数据的工况已事先按照数值划分为3-7个组别。
(3) 按照MStr+PStr的类型在优化数据库中查询, 寻找该类型产量最高、28天强度最高、3天强度最高的工况情况, 一般为每个工况参数的平均值、最大值、最小值和标准偏差。
(4) 将查找出来的20个主要最优工况的数据分别显示在当前的工况数据旁边, 与当前的工况进行比对, 窑操以最优工况为目标调整当前的参数, 达到一个平稳的目标值。
(5) 以此类推, 再进行c-d的过程, 达到或接近历史的最好水平。
优化数据的产生是一个自学习过程, 当第一次运行时, 以当前的材料和燃点分类去查找优化数据库, 优化数据库中没有记录时, 就以当前的数据放入优化库中, 暂时认为是最优的工况数据, 随着时间的推移, 当产生了一个材料和燃料相同的数据时, 就要与优化库中的数据进行对比, 结果是将最优的数据存入到优化库中。
每二小时进行一次工况的平均值、最大值、最小值的计算, 并将其存入数据库中, 待28天后质量检验数据完成后, 按照当时的MStr+PStr类型与优化库中的同类数据对比, 如果优于数据库中存储的纪录, 就将本次数据替代数据库中的记录, 否则不进行优化替代。优化替代的顺序比较方法为:产量、28天强度、3天强度。
3 结语
该系统在干法水泥生产线应用后, 建立建全了企业的数据规范, 加强了规范的数据管理, 提高了企业的管理水平, 初步估算窑产量提高7-12 t/d, 可减少窑操的盲目操作, 以及窑操之间的操作不统一15%左右。但由于水泥生产涉及的要素很多, 水泥质量检验又滞后于水泥的生产, 因此带来了诸多生产和管理方面的问题。水泥生产中涉及的原料、燃料、辅料变化的因素很多, 窑的操作错综复杂, 在设备上的变化也较为复杂, 因此, 程序运行时, 还需要对优化系统给出的结果由窑操做实际分析和判断。
摘要：新型干法水泥回转窑生产技术正处于快速发展期, 但是与之相配套的信息技术和控制技术却还有很多需要改进和优化的地方。本文介绍利用信息化技术对水泥熟料生产过程各种数据 (DCS、生产、质量、设备、计量等) 进行监控分析, 在特定的生产线上运用数据挖掘技术实现的参数优化。
关键词：新型干法水泥,信息技术,控制技术
参考文献
[1]李海涛.新型干法水泥生产技术与设备[M].化学工业出版社, 2006.
[2]杨公源.机电控制技术及应用[M].电子工业出版社, 2005.
[3]任世永.基于PCS7水泥生产线DCS控制系统设计与研究[D].武汉理工大学2010.
[4]夏之云, 张卫民.我国水泥工业自动化的现状及发展方向[J].水泥技术.2001 (1) .
扒烟生产技术参数研究 篇4
1 质量现状
绥化烟厂扒烟回收烟丝质量与出丝率质量2011年3月现状, 2周“软黄哈”检测数据, 经统计, 如表1、2。
2优化实验
2.1 优化一次处理打辊转速
扒烟机打辊转速, 是一个重要技术参数, 做4组实验, 优化一次处理打辊转速。实验结果数据, 请见表3。
由表3, 第102组实验, 扒烟质量最佳, 因此, 扒烟机打辊转速 (一次扒烟) , 优化为调频38 Hz。
2.2 优化二次处理技术参数
在扒烟过程中, 没扒净的残烟支、没筛分出来的长烟丝, 混在“分离”后废料中, 人工除杂物中, 也有少量烟丝;对上述三者收集、“上烟”, 进行二次处理;处理工艺流程相同, 生产技术控制不同。
“二次处理”技术控制研究:做6组正交实验, 请见设计表4, 实验结果, 请见数据表5。
由表5, 第204组实验, 扒烟综合质量最佳, 因此, 二次处理生产技术控制为:打辊转速优化为调频36 Hz;回潮工作汽压优化为0.2Mp。
3 优化效果
新生产技术参数实施一个月后, 做效果检查。扒烟回收烟丝质量与出丝率质量, 2周“软黄哈”检测数据, 经统计, 请见表6、7。
由表6得出:对策实施后, 扒烟回收烟丝三项质量, 明显好于活动前;由表7得出:实施后扒烟出丝率, 提高5.1个百分点, 明显降低了生产损耗。
生产参数优化技术 篇5
疏松砂岩油藏一般以泥质为主,胶结疏松,成岩性差。注水开发后,由于注入水的浸入,黏土遇水后膨胀,使砂粒间的胶结更为松散,随着采液强度的提高,油水流动速度加快,携砂能力增加,致使油井出砂更为严重。几乎所有油井都采取了防砂措施,目前筛管砾石充填防砂工艺是特高含水期防砂的主导工艺,并在维持油田开发生产中发挥着重要作用。
随着开发逐步深入,井况不断复杂化,防砂难度也不断加大。从近几年油田生产来看,油井产液量逐渐下降、防砂低液井不断增多成为影响原油生产的重要因素,并且液量越低的井产液量下降速度越快。主要原因是地层出砂粒径发生了变化,生产过程中地层砂进入充填砾石层产生了互混,使近井地带渗透率降低,影响了油井产液量。
1分级充填防砂技术优化
砾石充填技术是以地层砂在砾石充填层形成砂桥为理论基础上发展起来的,砾石与地层砂之间有一定的比例关系,也就是最佳比值,因此,在砾石充填施工设计中,最重要的参数就是地层砂的粒径大小。通过这个参数,可以求得相应的砾石尺寸,设计出筛管或割缝筛管的缝隙尺寸[1]。
砾石尺寸的设计是砾石充填防砂技术的关键问题。需要在筛析实验中取得防砂井地层砂样粒度中值以后,通过计算得到需要的砾石粒度中值。目前最普遍使用的结论是:选用的工业砾石粒度中值为防砂井地层砂粒度中值的5—6倍[2],这个结论是在大量实验的基础上得到的。但在实际使用中,应根据地层非均质情况和出砂粒径粒度分布情况来优化设计砾石尺寸。筛管直径的设计原则是要尽最大可能增加流通面积,又要保证足够的砾石充填层径向厚度,确保防砂效果[3]。
为解决孔喉类型单一、容易混砂的问题,根据自然选择会形成由粗到细砂拱的原理,通过人为控制开展了不同粒径充填砾石段塞式组合的分级布砂技术研究。
1.1分级充填防砂技术原理
根据已有的研究成果,通过不同粒径充填砾石优化组合,达到减少砂砾互混、增加井筒导流能力的目的。其原理如图1所示。
1.2模拟井筒混砂实验
目前油田在筛管砾石挤压充填防砂技术中应用的充填砾石有3种规格,以此为研究对象,实验不同组合时的渗透率,模拟井筒观察混砂现象。
1.2.1 实验用砾石情况
对目前油田常用的(0.3—0.6) mm、(0.4—0.8) mm、(0.6—1.0) mm充填砾石的粒径分布、粒度中值进行了实验测量。测量结果表明:(0.3—0.6) mm充填砾石粒径分布集中在(0.355—0.425) mm之间,粒度中值0.412 mm;(0.4—0.8) mm充填砾石粒径分布集中在(0.5—0.71) mm之间,粒度中值0.597 mm;(0.6—1.0) mm充填砾石的粒径分布集中在(0.7—0.9) mm之间,粒度中值0.86 mm,详见图2(a)—图2(c)。
1.2.2 实验用地层砂情况
实验用地层砂粒径分布在(0.355—0.075) mm之间,粒度中值0.182 mm,见图3。
1.2.3 段塞组合实验情况
主要测量不同组合后的渗透率情况和挡砂情况,其实验流程如图4所示。
在套管外地层亏空处充填砾石粒度中值突破传统的5—6倍地层砂粒度中值的常规做法,以实验为基础,选择了3—4倍地层砂粒度中值的充填砾石,可降低砂砾互混的概率。套管内充填砾石遵循形成的孔喉较大、与地层内充填砾石不互混的原则,中值为地层充填砾石粒度中值的1.5—2.0倍。这样,通过事先的人为选择,在井筒周围形成了比较规则的由粗到细的防、排砂屏障,整体来看,井筒砾石粒度中值是地层砂粒度中值的6—8倍。在井筒内充填大粒径砾石形成大孔喉,为细砂的产出提供畅流通道,增加了套管内砾石充填层的强度和渗透率。较大的砾石压实架桥后,一方面单个砾石质量较大不易被液流携带,另一方面由于孔喉大流通阻力小从而降低了内外压差,砾石层稳固周期延长。
2筛管参数优化
针对地层砂在增大这种情况,开展了筛缝防砂参数的研究,根据地层砂粒径变化情况,将原有砾石充填防砂工艺进行优化,改变其充填石英砂粒径和防砂用筛管筛缝尺寸。
2.1防砂筛管的防砂原理
防砂筛管的防砂原理是首先在近井地带充填石英砂(或涂敷砂),形成第一级挡砂屏障,然后在油层部位下入防砂管后环空充填石英砂,在油层部位形成完整的挡砂屏障,生产时阻挡地层砂进入油井,又保持较高的渗流能力,达到防砂的目的[4]。在注汽井上,地层填砂形成的挡砂屏障注汽过程中能阻挡环填石英砂进入地层,保持油井挡砂屏障的完整,使热采井注汽后能够正常生产。
2.2防砂筛管优化设计
防砂筛管筛缝的选择原则是缝隙必须能绝对挡住充填的所有砂砾,计算公式如下
T≤2/3Dmin
式中 T为防砂筛管筛缝宽度, mm;Dmin为环空充填砂砾最小粒径, mm。
根据目前现场使用充填砾石(0.6—1.0) mm情况,可以确定防砂筛管筛缝的宽度为0.4 mm。
3现场应用效果分析
3.1总体应用情况
2010年至2011年,采用分级充填及0.4 mm防砂宽缝防砂管工艺共实施62井次。实施前日产液20.67 m3,日产油2.44 t,含水88.18%,动液面712.68 m;实施后日产液37.26 m3,日产油4.64 t,含水87.56%,动液面684.8 m。实施前后效果对比,日产液增加了16.59 m3,提高了80.26%;日产油增加了2.2 t,提高了90.16%;含水降低了0.62个百分点;动液面上升了27.88 m。累计增油4 709.1 t。
从以上分析可以看出,0.4 mm宽缝筛管砾石充填,不仅增大了渗流面积,排出了一定的游离泥砂,而且减缓了砾石充填层渗透率下降趋势,增液、增油效果非常明显。
3.2典型井例
ST3—2—14井措施前出现液量降低,功图显示不供液(见图5),作业解剖情况表明防砂管全部砂堵。井筒取砂分析结果表明:地层砂粒度中值在0.15 mm,其中小于0.1 mm含量13.8%。采取0.4 mm宽缝筛管砾石充填工艺后(措施后功图显示结果见图6),日产液53.03 m3,日产油20.39 t,含水61.55%,日增液36.83 m3,日增油15.29 t,含水降低24.22%,增液、增油、降水效果明显(见图7)。
4结论与认识
(1) 根据地层砂粒径情况,在套管外地层亏空处优化选择3—4倍地层砂粒度中值的充填砾石,套管内充填砾石中值为地层充填砾石粒度中值的1.5—2.0倍,可降低砂砾互混的概率。
(2) 在地层出砂粒径分布的基础上,结合宽缝防砂筛的使用及分级防砂工艺适当放大滤砂材料孔喉直径,避免和减轻泥砂、杂物等堵塞防砂管对产液量的影响。
(3) 对地层失稳、出砂严重、粒度偏细的井,采取分级充填+宽缝筛管,在地层中重建人工井壁、在井筒中增大排砂功能,保持充填后较高的渗流能力。
(4) 随着适度防砂技术应用规模的扩大,此项技术将在低液井的治理过程中发挥更大的作用。
摘要：一般地,疏松砂岩油藏成岩性差,泥质含量高,出砂严重,筛管砾石充填防砂是维持油田开发生产的主要工艺。地层出砂粒径发生变化后,生产过程中地层砂进入充填砾石层产生了互混,使油井产液量逐渐下降。在研究地层出砂粒径分布的基础上,在套管外地层亏空处充填砾石粒度中值突破传统的5—6倍地层砂粒度中值的常规做法,以实验为基础,选择了3—4倍地层砂粒度中值的充填砾石,可降低砂砾互混的概率。结合分级充填技术,在现场应用中取得了很好的效果。
关键词：砾石充填,参数优化,防砂
参考文献
[1]曾祥林,何冠军,孙福街,等.SZ36—1油藏出砂对渗透率影响及出砂规律实验模拟.石油勘探与开发,2005;32(6):105—108
[2]李天降,张建军.激光割缝筛管-压裂砾石充填防砂工艺技术.海洋石油,2004;24(1):51—53
[3]刘玉梅,叶连波.注水井出砂原因分析及防治措施.钻采工艺,2004;27(2):51—52