超声强化药剂协同处理三元复合驱采出水技术研究在实验教学中的设计与探索

三元复合驱采出水(ASP-PW)处理的油水分离问题已经成为了三元复合驱技术推广的技术瓶颈。本文采用超声波强化聚合氯化铝(PAC)协同处理ASP-PW的方法,大大提高了油水分离效果。通过实验研究发现,在超声频率40 kHz、超声时长为60 min时,乳化油滴粒径由349 nm增大到3639 nm,表明了超声对乳化油滴起到了一定的凝聚作用;当超声与PAC协同处理ASP-PW时,在超声时长为60 min、加药量为850 mg·L^(-1),并于40°C恒温水浴中沉降30 min,其除油率高达95.82%,远高于相同条件下单独使用超声的除油率(86.12%)和PAC的除油率(90.87%),协同作用效果显著。实验内容接地气,是科教融合的重要体现,实验方法遵循绿色可持续发展的理念,实验过程锻炼了学生自主探究能力。该实验从问题调研、方案设计到结果的获取均凸显出团队协作的关键作用,本实验也为ASP-PW的处理提供新的方向。

三元复合驱和聚驱采出水混合回注结垢特性分析

三元区块已陆续进入后续水驱阶段,为保证三元后续区块水量平衡,增加普通注水量,减少深度水用量,三元区块的注入水质从深度污水逐步转换为三元区块的采出水,并与聚驱采出水混合回注。在实际运行中发现注水管道存在注入量下降、注入管道憋压、注水井筒结垢等问题,因此,对注水站上游来水进行取样,开展室内配伍试验,根据1∶2混掺比例对污水进行混掺,对混掺前、后污水在不同温度和pH值下的结垢特性进行了分析,确定了其结垢特性为单一的污水结垢速度,结垢趋势相对于混掺后的污水结垢趋势更低、速度更慢,结垢的主要影响因素为温度和pH值。同时,通过结垢计算软件对样品进行结垢趋势计算,预测其成垢趋势及速度。最终明确了混掺污水的成垢特性及成垢趋势,为防垢措施的制定提供了依据,为今后相似区块开发后期管道结垢预防方法提供了新思路。

大庆油田萨南开发区三类油层三元复合驱注入参数数值模拟优化

大庆萨南开发区三元复合驱开发对象已由以河道砂沉积为主的高孔、高渗的一、二类油层转为储层物性较差的以席状砂沉积为主的中孔、中渗的三类油层,原来适合一、二类油层三元复合驱的注入参数不再适合三类油层三元复合驱开发的需要,提高采收率幅度降低,与数值模拟预测差距大。从三类油层地质特征出发,明确了影响三元复合驱数值模拟预测的4项关键参数,通过室内实验和矿场测试,确定了4项参数取值范围。采用正交化方法设计78个方案,应用新参数进行数值模拟,优化出适合三类油层的三元复合驱主、副段塞表面活性剂质量分数和段塞用量并应用在8个三元复合驱工业化区块,平均提高采收率18百分点,应用于L区块比化学驱预测方案多提高采收率6.00百分点。研究成果为大庆长垣油田三类油层和其他油田同类油层三元复合驱优质高效开发提供了参考和借鉴。

一种新型低伤害有机碱三元复合驱油体系

针对传统的无机碱/表面活性剂/聚合物三元复合驱油体系容易对地层造成结垢堵塞和采出液后续处理及排放较困难等问题,使用与地层水配伍性较好的有机碱和低毒、易生物降解以及价格低廉的生物表面活性剂为主要处理剂,研制了一种新型低伤害有机碱三元复合驱油体系,并对其综合性能进行了评价。结果表明:新型低伤害有机碱三元复合驱油体系具有较低的界面张力,老化90 d后界面张力仍能维持在0.0044 mN/m;驱油体系与原油形成的乳状液稳定性较强,在60℃下放置120 min析水率为33.6%,放置24 h电动电位仍能达到-73.5 mV;驱油体系具有良好的抗吸附性能,吸附5次后界面张力仍能维持在0.0093 mN/m;驱油体系的生物毒性较低,EC_(50)值可以达到58450 mg/L,并且易生物降解,BOD_(5)与COD_(cr)比值可以达到34.6%,环保性能良好。实践证明,新型低伤害有机碱三元复合驱油体系的驱油效果较好,在岩心水驱后注入0.5 PV三元复合驱油体系后能使采收率继续提高25.5%以上,在三次采油方面具有较好的应用前景。

三元复合驱岩心微观尺度油相动用机制

三元复合驱是一项行之有效的提高原油采收率的技术,但其微观驱油特征及针对不同类型油相的动用机制目前尚不明确。为此,利用核磁共振技术、岩心冷冻制片-荧光分析技术与岩心驱替实验相结合的方法对三元复合驱针对不同孔径分布及赋存状态的油相动用情况进行了定量表征及分析。结果表明:在水驱不产油的条件下,三元复合驱采收率可进一步提高26.42百分点;三元复合驱主要动用中孔隙([10,50)μm)的油相,同时也强化小孔隙([1,10)μm)内剩余油的动用程度,小孔隙油相的动用贡献率可达46.0%;相比于水驱,三元复合驱能够提高半束缚态油相采出程度5.26%和束缚态油相采出程度5.82%,其中,对簇状油、粒间吸附状油、膜状油以及角隅状油的动用效果更加明显;通过与碱驱、表面活性剂驱、聚合物驱、聚/碱二元复合驱及聚/表二元复合驱微观驱油特征比较,三元复合驱中碱、表面活性剂和聚合物在动用小孔隙油相、半束缚态油相及束缚态油相上具有明显协同增效的作用。研究成果可为三元复合驱技术的进一步应用提供理论依据。

脂肽复配三元复合驱采出污水水质劣化原因分析

脂肽复配弱碱三元复合驱体系进入现场应用后,采出污水聚合物浓度879 mg/L,石油磺酸盐表面活性剂浓度61.07 mg/L,脂肽表面活性剂浓度高达232 mg/L,且含量随时间逐渐增长,含油浓度高达1957 mg/L,悬浮物浓度高达556 mg/L,SRB细菌浓度2×10^(7)个/mL,FB细菌浓度1.1×10^(3)个/mL,TGB细菌浓度2×10^(5)个/mL。针对现场采出污水出现悬浮物大量增加和污水发黑,且污水处理工艺中沉降段和过滤段悬浮物祛除能力急剧下降的问题,开展污水水质实验,基于脂肽表活剂的乳化特性和生物特性分别筛选有效破乳剂与杀菌剂在现场投加,实现对SRB、FB和TGB含量的控制,并优化过滤罐反冲洗工艺参数,防止由于悬浮物含量高导致滤料过滤效果不好的问题,确保污水的处理稳定达标。所得结果可以指导后续污水处理工艺的改进,对脂肽体系推广也有一定借鉴意义。

三元复合驱产能区块效益开发日产界限研究

针对三元复合驱产能区块效益评价程序复杂、效益确定难的问题,对已开发三元复合驱区块的产能投资测算、开发指标预测及经济效益评价方法整合,形成一体化三元复合驱产能区块评价方法及与之配套的计算程序。经过设计不同方案,计算投资界限,利用结果绘制不同情况下的界限图版,开展敏感性分析,得到界限图版及敏感性分析结果。成果将在三元复合驱开发方案的编制以及油田开发方案编制中,形成一套合理的投资决策辅助工具。

三元复合驱注入液与储层岩心矿物相互作用的碱耗动力学研究

为探索三元复合驱注入液与油藏矿物的相互作用对采出液的影响,实验研究了大庆油田三元复合驱注入液与油藏矿物相互作用过程中的碱耗动力学模型。将储层岩石粉末在45℃条件下浸泡于模拟三元复合驱注入液中,对不同浸泡时间的上清液进行取样分析,结合不同pH值下溶液中各离子的存在情况分析,认为OH-的准确浓度无法通过酸碱滴定法获得,可采用检测Al、Si元素浓度,再推导溶液中剩余OH-浓度的方法进行间接计算。获取不同时间上清液中的OH-浓度,建立三元复合驱注入液与大庆油田北一区断东区块目的油藏岩心矿物反应过程中的碱耗动力学方程,符合v=KCn形式,反应级数为2.6。该结果有助于更深入地理解三元复合驱注入液与油藏矿物的相互作用机制,为优化三元复合驱注入方案提供理论依据。

ASP三元复合驱污水中三元组分对液膜强度的影响

随着大庆油田三元复合驱技术的推广使用 ,污水的处理变得越来越困难。三元复合驱采出污水中三元组分对O/W型乳状液的聚并破乳起着重要的影响。本文采用一种简便而有效的研究方法 ,研究了三元组分对液膜强度的影响。这有助于研究三元组分对液膜作用的微观机理 ,可为三元复合驱污水处理技术研究提供较为直接的参考。

三元复合驱技术的研究进展

随着开采的不断进行,在地下仍有近50%的原油储量未被开采,剩余原油含水率越来越大,开采越来越复杂。为了应对复杂的地形环境,提高经济效益,提高开采效率,三元复合驱技术(碱、聚合物、表面活性剂)应运而生,又因注入碱的不同分为强碱三元复合驱和弱碱三元复合驱,两种驱油方式各自具有不同的优缺点,其弊害也有行之有效的处理办法。在三元复合驱的实际应用中,将优势井型和优势驱油技术相结合的手段极大地发挥了其优势,大大提高了开采效率近20%以上。

大庆油田三元复合驱矿场试验动态特征

相对于其他提高采收率方法 ,三元复合驱对原油性质和油藏性质更为敏感。为此 ,大庆油田在室内研究成功的基础上 ,先后进行了 5个三元复合驱矿场试验 ,研究了不同油藏特性、不同井距和不同配方的三元复合驱特征。试验结果表明 ,与聚合物驱相比 ,三元复合驱过程中注入能力下降幅度低 ,采出能力和综合含水的下降幅度大 ,在低含水期出现了乳化和结垢现象 ,三元复合驱比水驱提高采收率 2 0 %以上。尽管注采能力下降 ,但由于含水率大幅度降低 。

大庆油田三元复合驱矿场试验综述

经过多年的室内研究及矿场试验攻关 ,大庆油田已先后成功地进行了 5个三元复合驱矿场试验。试验结果表明 ,三元复合驱可比水驱提高采收率 2 0 %以上 ,乳化对提高三元复合驱的驱油效果有利 ;三元复合驱在注采液能力下降的同时 ,由于含水也大幅度下降 ,仍可保持较高的采油速度 ;采取压裂等增产措施可使下降的采液能力大幅回升 ,螺杆泵。

三元复合驱提高原油采收率的三维物理模拟研究

建立了三元复合驱纵向非均质油藏物理模型。在该模型上布置了压差传感器和饱和度测量探针,测量了三元复合驱的开采效果、压力场和饱和度场变化,研究了三元复合驱提高波及效率与驱油效率的宏观渗流机理。对于纵向非均质油藏,三元复合剂在油藏内的吸附、滞留、乳化等作用下使阻力增大、压力上升及流动转向。在平面上,三元复合剂从主流线流向两侧非主流线的剩余油区,驱替出剩余油,提高了平面上的宏观波及范围;在纵向上,三元复合剂从高渗透层内流向中低渗透层,提高了纵向波及范围。在三元复合剂的协同作用下,不仅驱替出高渗透层及主流线上的残余油,而且驱替出中低渗透层、非主流线上的剩余油。因此,三元复合驱可以提高波及效率和驱油效率,从而大幅度提高了原油采收率。

强碱三元复合驱硅结垢特点及防垢措施研究

对三元复合驱油井垢样的外貌特征和成分进行了分析,采用模拟采出液,在室内研究了单纯硅体系;钙、镁、硅离子共存;钙、镁、铝、硅离子共存;钙、镁、铝、聚丙烯酰胺及硅共存;钙、镁、铝、表面活性剂及硅共存;钙、镁、铝、聚丙烯酰胺、表面活性剂及硅共存等6个体系。这6个体系中硅离子的结垢特点表明,硅结垢的形态和过程受上述6种体系中其他离子影响严重。三元复合驱中垢的粘附性高于普通垢,对螺杆泵和抽油机有较大的影响。采取小过盈螺杆泵、防垢泵、井下固体化学等防垢技术措施,现场应用取得了明显的效果。

大庆油田三元复合驱试验效果评价研究

自1993年以来,大庆油田先后开展并结束了5次三元复合驱矿场试验。为评价试验效果,在第3次试验即杏二区西部三元对复合驱结束后钻了杏22检试1密闭取心检查井,从井网、注采关系及取心目的层PⅠ3层的空间分布上看,该井是很有代表性的。对杏树岗油田北部PⅠ3层密闭取心检查井水驱与三元复合驱的驱油效率对比分析表明,两种不同的驱替方式具有相同的驱油效率,说明三元复合驱的优越性并没有显示出来,所以仅从提高采出程度对三元复合驱效果作简单评价是远远不够的。

大庆油田三元复合驱驱油效果影响因素实验研究

通过岩心物理模拟实验及微观驱油实验,分析了界面张力、三元体系粘度、乳化油滴产生及岩石润湿性对三元复合驱驱油效果的影响规律和影响机理。研究结果表明,油水间平衡、动态界面张力大幅度降低可有效提高三元复合驱驱油效率,进行三元复合驱时,油水界面张力须降到10-3mN/m数量级;增加体系粘度能够扩大三元复合驱的波及体积,水油粘度比大干2是三元复合驱提高采收率幅度达到20%的必要条件;乳化的油滴产生是三元复合驱提高驱油效率的主要形式,油水界面张力越低、驱替体系粘度越大,乳化油滴的产生能力越强,驱油效果越好;三元复合驱能够驱替亲油岩石表面的油膜,促进岩心润湿性由亲油向亲水转化。

大庆油田三元复合驱矿场试验效果评价方法分析

大庆油田中区西部、杏五区三元复合驱先导性矿场试验和正在开展的北一断西、杏二区扩大矿场试验均见到较为明显的增油降水效果。为了科学、合理地评价三元复合驱矿场试验效果，根据正方形面积、流线面积和饱和度变化情况对其采收率进行了初步评价，结果表明，注采比对三元体系波及范围有重要影响；流线法和含油饱和度法所得的采收率值能较好地反映模拟三元复合驱效果的实际。三次采油的采收率评价需要建立一套技术指标、经济指标评价方法，三元复合驱采收率计算方法尚需深入分析。图２表１参３（郭海莉摘）

孤岛油田西区三元复合驱矿场试验

孤岛油田西区三元复合驱矿场扩大试验区包括 6口注水井和 13口采油井。介绍了试验区油藏地质特征。所设计的超低界面张力三元复合驱油溶液 (主段塞 )配方为 :1.2 %Na2 CO3+0 .3%复配表面活性剂 (阴离子表面活性剂BES +木质素磺酸盐PS) +0 .15 %聚合物 35 30S。从 1997年 5月开始实施化学剂注入 ,实际注入情况如下 :前置段塞(0 .2 0 %聚合物溶液 ) 0 .0 97PV ;主段塞 0 .30 9PV ;后置段塞 (0 .15 %聚合物溶液 ) 0 .0 5PV ,2 0 0 1年 11月转后续水驱。本文介绍注完化学剂时的试验效果 ,包括 :全区油井综合含水由 94 .7%降至 84 .5 % ,日产油量由 82t升至 194t,累计增油 10 .4 2× 10 4 t,提高采收率 5 .2 7% ,预计最终提高采收率 12 .0 4 % ;注水井纵向各层吸水均匀化 ,注水井流动系数和流度下降 ;注水利用率提高 ,每采出 1t原油的耗水量由 17.9t降至 10 .4t。从受效方向、油层构造、沉积微相、窜流等 4个方面分析了各油井增油减水效果不同的原因。图 3表 3参 7。

大庆油田三元复合驱螺杆泵综合防垢技术

为了解决大庆油田三元复合驱过程中螺杆泵普遍结垢严重的问题,开展了螺杆泵防垢举升工艺研究。全面分析了三元复合驱过程中螺杆泵结垢的原因与机理,以及结垢导致的螺杆泵井常见故障形式,认为结垢引起的螺杆泵定/转子配合精度变差、摩擦特性不规则、磨损加剧等问题是螺杆泵井故障率急剧升高的主要原因。基于此,提出了包括螺杆泵定/转子过盈量优化、设备材料表面改性和化学清/防垢相结合的螺杆泵井综合防垢举升工艺技术对策。截至2010年底,螺杆泵井综合防垢举升工艺技术已先后在油田216口井中累计应用425井次,措施后螺杆泵运行寿命大大延长,由措施前的平均不足100 d延长至298 d,其中最长运行寿命达到1 370 d,取得了良好的应用效果。