高温环境下模拟CO_(2)驱采出液中304不锈钢的腐蚀行为

现阶段随着CO_(2)驱油技术的普遍使用,采出液中CO_(2)的含量不断上升,使得采出系统中金属管道的腐蚀程度逐渐增大。为了掌握304不锈钢在高温环境下CO_(2)驱采出液中的腐蚀行为,室内配制了模拟CO_(2)驱采出液,测试了304不锈钢在高温环境下不同含量CO_(2)、不同腐蚀时间下的金属腐蚀速率,并对不同腐蚀时间下金属表面的微观形貌和腐蚀产物组成进行了表征。结果表明,随着CO_(2)含量和腐蚀时间的不断上升,金属的腐蚀速率上升;随着腐蚀时间的上升,金属表面的腐蚀产物逐渐增加,发生了局部区域析氢腐蚀过程;腐蚀产物膜主要由Fe_(2)O_(3)、Cr_(2)O_(3)和FeCO_(3)组成。

三元采出液电脱水器过渡层处理技术研究

受三元采出液机械杂质含量高、油水乳化严重、稳定性增强影响,油水界面之间形成稳定过渡层,其具有高导电率的特点,造成原油脱水设备处理效率下降,电脱水器平稳运行困难。为提升脱水系统稳定性,重点攻关复合驱中间层的处理方法,明确过渡层的形成及稳定机理,创新研发了过渡层高效抑制药剂,从源头减少电脱水器内过渡层的富集,保障电脱水器平稳运行。同时,电脱水器放水得到明显改善,有效降低了下游污水站的处理难度。此外,为实现过渡层内油、水、固三相分离,完全从系统内剥离,形成了“消融沉降、提温离心”的减量化处理技术,经处理后油中含水率低于0.3%,可满足外掺条件。通过实施过渡层专项处理技术,有力保障了脱水系统平稳运行及外输原油保质保量。

难破乳采出液的乳化影响因素及量化分析

聚合物驱采出液的乳化程度提高、破乳脱水难度增加。以胜利油田孤岛聚合物驱难破乳采出液和正常破乳时的采出液为研究对象,通过油水样性质参数对比分析、交叉乳化及破乳实验和乳状液微观形态变化分析导致聚合物驱采出液破乳难度增加的关键因素,同时借鉴胶体聚沉理论,量化了其内在因素对乳化的影响程度。研究结果表明:高价金属阳离子和烷基苯磺酸盐表面活性剂的相互作用是导致破乳困难的关键因素;降低高价金属阳离子浓度,原油乳状液的破乳脱水率大幅度提高;以十二烷基苯磺酸钠为乳化剂配制的O/W型乳状液,加入Fe^(3+)后O/W乳状液稳定性变差,出现向W/O型乳状液变化的趋势。参考胶体聚沉理论定义了金属阳离子影响参数M,孤岛原油乳状液M的临界阈值为214 mmol/kg,表面张力的临界阈值为45 mN/m,当M大于214 mmol/kg且表面张力小于45 mN/m时孤岛乳化体系难破乳。

交联聚醚破乳剂对胜利油田二元驱采出液破乳性能研究

针对胜利油田二元驱采出液存在的破乳困难问题,将脱水型聚醚破乳剂(BP01,TA01和PA08)与清水型聚醚破乳剂(PEI01)交联,制备出交联聚醚破乳剂D-BP,D-TA和D-PA,研究了交联聚醚破乳剂的界面活性和对油水界面膜强度的影响,以及对二元驱采出液的破乳效果。结果表明,在三种交联聚醚破乳剂中,具有超支化结构的D-PA在油水界面上的吸附作用力最强,界面活性最高;D-PA对稀释原油与采出水油水界面膜的影响最大,其吸附在油水界面后形成的界面膜的扩张模量最低。D-PA破乳剂对W/O乳状液的脱水率达到94.4%,对O/W乳状液的除油率达到98.1%。更为重要的是,其能同步处理含W/O和O/W复杂乳状液。D-PA对含W/O和O/W复杂乳状液的综合脱水率高于98%,处理后污水含油低于30 mg/L,游离态聚合物保留率达到了94.8%,油水界面整齐,无乳化中间层,表现出良好的破乳效果。

稠油采出液油水分离旋流工作参数优化研究

针对稠油相对于常规采出液分离难度大的特点,以螺旋流道形旋流器为基础设计了一套稠油产出液高效处理工艺流程,并通过数值模拟方法对旋流分离装置的运行操作参数进行优化模拟对比分析,研究了不同入口流量、分流比以及入口含水体积分数对流场和整体分离效率的影响规律。研究结果表明:旋流器螺旋流道结构可实现稠油介质油相的聚结,实现稠油采出液油水两相的分离;当Ⅰ-1旋流器入口流量为5 m^(3)/h,分流比为0.4,含水体积分数为95%,Ⅰ-2旋流器分流比为0.3时,Ⅰ-1旋流器、Ⅰ-2旋流器分离效率分别为96.44%、99.76%;当入口含油质量浓度为15200 mg/L时,第一级底流出口含油质量浓度1275 mg/L,第二级底流出口含油质量浓度1359 mg/L。研究结论可为稠油处理的工艺流程设计和操作参数优化提供借鉴。

GD油田采出液高效破乳剂研制及应用效果

GD油田开发进入中后期,伴随着弱碱三元复合驱的开采,采出液含水量、含药量不断升高,集输过程中油水易乳化,不易分离。针对这一问题,开展高效破乳剂的室内评价实验。基于正交设计实验,筛选出高效破乳剂,并依据筛选得出的最佳复配比、最佳处理温度区间,制定出适应GD油田弱碱三元复合驱采出液处理的工艺方案。结果表明,破乳剂DQZY-2C和LJZ-425对采出液具有良好的破乳效果,在50℃条件下沉降90 min脱水率均达90%以上;进一步复配后,在2∶1复配比时,二者协同作用的脱水率达93%以上;随着处理温度和体系含水率的升高,破乳效果逐渐增强;现场实施应用1年后,实现了脱水处理后净化油含水率≤1.0%,水中含油质量浓度≤1000 mg/L,有效解决了GD油田弱碱三元采出液破乳问题。

20#碳钢在无碱复合驱模拟采出液中腐蚀行为研究

无碱复合驱(复合盐、聚合物、表面活性剂)是一种新型改进驱油技术,能够有效降低成本,提高采收率及降低管线结垢。但是,随着集输系统采出液中化学剂浓度逐渐升高,目前,在用的无内防腐20#碳钢材质的集输管道在未来采出液中的适应性还不明确。为摸清20#碳钢材质在采出液中的腐蚀情况,依据大庆油田某区块产能建设工程所提供的无碱复合驱三元上返采出液浓度预测,通过室内模拟现场集输系统工况环境,利用动态腐蚀模拟试验和电化学试验,确定20#碳钢在无碱复合驱模拟采出液中的腐蚀行为。试验结果表明:20#碳钢试片在配制最高浓度模拟液中的腐蚀速率较大,腐蚀等级为中度。目前,区块采出液和回掺水中的腐蚀等级为低度,试片表面在模拟液中出现了明显的钝化现象,但Cl^(-)能够很快穿透钝化膜导致钝化时间较短,加速了腐蚀电极反应。考虑到未来集输管道中采出液里存在的大量Cl^(-),使电化学反应过程变得更加复杂,将导致管道内腐蚀情况加剧,因此,建议集输管道采取合适的内防腐措施。

万寿菊叶黄素提取中沥出液全量化综合处理的工程实践

在万寿菊叶黄素提取过程中,其沥出液存在高值药用组分回收难、高浓度有机污染物降解难以及色度高等问题。针对这些问题,文章采用“压榨气浮二次回收花泥+水解厌氧去除难降解有机物+两级AO(厌氧好氧工艺法)协同脱氮除磷+MBR(膜-生物反应器)深度净化”的组合处理工艺对沥出液进行处理。每处理100 m^(3)沥出液,可回收花泥800 kg,处理后的水质指标得到显著优化,其中COD_(Cr)、BOD_(5)、NH_(3)-N、SS(悬浮物)的平均浓度分别为71.30 mg/L、17.77 mg/L、12.88 mg/L、34.67 mg/L,符合《农田灌溉水质标准》(GB 5084—2021)中对旱地作物用水的要求,出水可直接回用于万寿菊种植基地灌溉,实现了水资源全量化循环利用的目标。该工程示范效果稳定,具备良好的市场推广和应用前景。

扶余油层采出液特性及集输参数界限研究

杏北扶余油层属低孔、特低渗透储层,采出液呈现高凝、高黏的特点,为确保原油稳定集输,转油站掺水温度高,单井掺水量大,集输单耗高。通过开展扶余采出液特性研究,明确了扶余采出液性质,与常规萨葡高油层相比,扶余油层采出液黏度及凝固点高,乳化油粒径小、稳定性强,导致集输与处理困难大。通过开展掺水优化现场试验,确定了扶余油井能耗最佳运行参数,以凝固点为集输进间边界,有效降低集输能耗,为后续区块规划设计及低耗运行提供指导依据。

单家寺油田采出液沉积物调堵运用与效果

针对不同油藏特点,选择开展边部堵水调剖和蒸汽流场调整两项工作实验,并在单家寺油田稠油区块进行了10口井采出液沉积物边部堵水与蒸汽流场调整试验,现场应用效果好,为消化石油采出过程中伴生的废弃物提供了一条绿色之路。

二氧化碳吞吐采出液处理用破乳剂的研究与应用

二氧化碳吞吐作为增产的一种重要措施,在油田得到越来越广泛的应用。但是随之而来的是采出液中因含有二氧化碳而导致的污水发黑、含油高的问题,给集输系统油水处理带来较大的困难。文章根据油水分离的原理,对破乳剂的配方进行了优化,在破乳剂中引入了具有清水作用的成分。室内试验表明,极大降低了脱出污水含油,投入现场应用后,现场破乳剂的用量从原来的300 mg/L降至160 mg/L,水含油由原来的200 mg/L降至140 mg/L,现场运行稳定。后期还将继续降低药剂用量,该项工作每年可为NP2-3节省破乳剂费用47%,同时为油田含二氧化碳污水的处理提供了借鉴。

800kt/a尿素装置CO_(2)汽提塔出液超温原因分析及对策

呼伦贝尔金新化工有限公司800kt/a尿素装置采用荷兰Stamicarbon公司CO_(2)汽提工艺,汽提塔出液超温,不仅会加重后系统负荷、影响产品质量、增加系统能耗,而且会严重影响尿素装置的高负荷稳定运行、加剧设备腐蚀。结合实际生产情况,从CO_(2)原料气温度、汽提塔升气管进液、合成系统进料水碳比、汽提塔壳侧蒸汽压力、汽提塔液位计指示、氨碳比及合成系统压力等方面分析与探讨汽提塔出液超温的原因,总结经验教训,采取相应的预防及处理措施,做好各系统的优化调整,取得了良好的效果。

油田采出液沉积物调剖回注技术在节能增产中的应用

为实现“节能环保、增产增效”的目的,开展油田采出液沉积物调剖回注技术研究,选用采出液沉积物全密闭收集转输注入系统,实现全过程密闭注入,提高调剖回注效率。对油田采出液沉积物全方位分析,并作为调剖回注材料,实现资源化利用,解决采出液沉积物大量堆积,污染环境等问题。选择2口边部稠油注水井进行调剖回注试验,增加区块能量,年调剖回注采出液沉积物4525 t,堵塞边低水通道,降低含水率,年减少无效注水10102 m^(3),受效油井年增油5520 t,年节约用电235.55×10^(4)kWh。该技术可改善油藏注水开发效果,提高采收率,并实现节能增产。

铁氧化菌对20钢在模拟油田采出液中电偶腐蚀的影响

采用丝束电极测试、耦合电流测试、电化学阻抗谱测试等电化学方法,结合表面形貌分析技术,研究了模拟油田采出液中铁氧化菌(IOB)对CaCO_(3)+SiO_(2)沉积层覆盖金属与裸金属之间电偶腐蚀行为的影响。结果表明,IOB增强了沉积层覆盖金属与裸金属之间的电偶效应。在丝束电极测试中,浸泡前6 d内IOB体系的峰值电流密度小于无菌体系,但随着浸泡时间的延长出现反转。电化学阻抗谱测试表明沉积层覆盖金属作为阳极,其表面保护层较为疏松,而裸金属作为阴极,其表面保护层较为致密。IOB促进了沉积层覆盖金属的局部腐蚀,抑制了裸金属的局部腐蚀。

环境因素对N80钢在模拟油田采出液中腐蚀行为的影响

为研究不同环境因素影响下N80油管钢的腐蚀行为,采用极化曲线、交流阻抗、扫描电镜等方法研究了H^(+)、S^(2-)和Cl^(-)对N80钢在饱和CO_(2)模拟油田采出液中的腐蚀行为。结果表明:3种侵蚀性离子对N80钢腐蚀行为的影响由大到小为H^(+)、S^(2-)、Cl^(-)。随着3种侵蚀性离子浓度增加,N80钢腐蚀速率均增加。在低浓度Cl^(-)环境中,N80钢的腐蚀以阶梯状腐蚀和局部腐蚀为主,在高浓度Cl^(-)环境中,主要以点蚀为主;H^(+)会造成N80钢严重的局部腐蚀和均匀腐蚀,S^(2-)对N80钢的腐蚀失效以局部腐蚀为主。

基于次声波的钻井返出液液面检测系统设计

针对传统声波液面测量装置存在的精度较低以及抗干扰能力差等问题,设计了一款基于次声波的钻井返出液液面检测系统。该系统以声波检测原理为基础,将检测系统进行模块化设计,利用高压气体作为声源产生次声波信号,设计与信号相匹配的信号调理电路,结合数据采集卡实现声波信号的采集。为了消除井下的噪声干扰,利用随机共振滤波算法对采集的信号进行预处理,降低信号噪声。根据钻杆的接箍回波和液面反射波信号的特点,采用快速傅里叶变换的方法,实现了动液面深度的计算。根据现场测试结果,返出液液面回波信号经过随机共振滤波算法处理后,信噪比约为10 dB,系统测量的数据与实际结果符合度较高,能够较好地满足钻录一体化监测系统对动液面数据的需求。研究结果对石油录井工程具有一定的实用价值。

海上油田聚合物驱采出液高效处理一体化模式与关键技术

为了解决工作空间受限的海上采油平台对聚合物驱采出液的快速高效处理难题,在系统梳理海上平台采出液处理工艺特点、分析所面临主要难题的基础上,总结提出了以油系统和水系统统筹考虑、彼此兼顾为核心内涵的一体化模式,并从强化油系统、提升水系统、加药分类级、污油单处理、管控趋数智等5个方面进行了具体阐释。为了将一体化模式逐步付诸实施,笔者团队重点围绕高频/高压脉冲交流电场协同破乳、管式低压损动态涡流分离预除油、非离子型清水剂研制与分级复合加药、污油高效破乳剂开发与污油单独处理等开展了系统研究,并在海上油田现场应用测试环节取得了良好效果。采出液高效处理一体化模式、运行管理理念和技术解决方案,不仅能够保障当前海上平台各类油气集输处理流程的正常运行,也为海上主力油田进入高含水和高采出程度的“双高”开发阶段后大规模实施化学驱提供了有力支撑。

CO_(2)汽提塔出液窜气的判定及处理总结

安徽六国化工股份有限公司300 kt/a CO_(2)汽提法尿素装置2022年5月出现实际耗氨量和尿素产量与以CO_(2)压缩机出口CO_(2)气流量为基准测算的耗氨量和尿素产量存在较大偏差。基于2022年5月与2021年5月相同负荷下尿素装置工况的对比及汽提塔工作原理,经分析与排查,确认上述问题及高压系统、低压系统、蒸发系统、解吸水解系统工况异常的原因是汽提塔出液窜气,并确认汽提塔液位示数为81%但仍存在出液窜气为汽提塔液位指示不准所致——汽提塔液位计信号接收器被保温棉与约180℃的高温汽提塔包在了一起而被烫伤损坏。找到症结后,尿素装置经过24 h的调整逐渐恢复了稳定、优质运行。并通过本次事件总结了汽提塔出液窜气的预防措施。

风化壳淋积型稀土矿闭矿场铵盐淋出液化学沉淀脱氮

铵盐浸取风化壳淋积型稀土矿后残留大量铵盐,对稀土矿闭矿场淋出液进行脱氮处理是解决氨氮污染的有效手段。采用化学沉淀法脱除稀土矿闭矿场淋出液中氨氮,研究了沉淀条件对氨氮去除率的影响,利用响应面法优化沉淀工艺参数,通过溶液化学计算、XRD与SEM等分析化学沉淀脱氮过程及机理。结果表明:在pH=7.0、n(N)/n(P)=1.0/1.1、25℃、反应时间240 s的条件下,氨氮去除率可达86.87%;响应曲面拟合结果表明,各因素对氨氮去除率的影响次序为:NaOH的用量(pH)>n(N)/n(P)>反应时间,优化条件下氨氮去除率高达98.02%,化学沉淀后淋出液氨氮浓度<15 mg/L,达到国家排放标准;沉淀产物主要为MgNH4PO4·6H2O及少量MgHPO4·3H2O、Mg(OH)2和Mg3(PO4)2固体,呈表面粗糙的空心棒状结构。

泡沫辅助减氧空气驱采出液脱水及消泡特性研究

为了掌握泡沫驱残留药剂对采出液地面处理工艺的影响,以现场泡沫辅助减氧空气驱采出液和模拟采出液为对象进行了脱水和消泡等实验。采用SVT-20N旋转滴测量仪、TA DHR-2流变仪、泡沫测试分析装置等仪器和破乳脱水标准方法,测定了发泡剂和稳泡剂对油水界面性质的影响,评价了发泡剂、稳泡剂、破乳剂、处理温度对采出液破乳脱水和消泡特性的影响,得出了发泡剂和稳泡剂对采出液破乳脱水和消泡特性的影响规律,优化了现场泡沫辅助减氧空气驱采出液的分离脱水条件。通过实验与结果分析,采出液的发泡剂残留质量浓度为10 mg/L左右;发泡剂的残留会显著降低油水界面张力,并增加消泡时间,稳泡剂主要表现为发泡剂的辅助药剂;当发泡剂质量浓度为10 mg/L,或5 mg/L发泡剂+100 mg/L稳泡剂时,脱水60 min后的含水率仍高于0.5%,此时需要升高温度或者增加破乳剂投加量;当发泡剂残留质量浓度超过150 mg/L时,消泡时间会超过10 min,此时需增加温度促进采出液的消泡。掌握泡沫驱药剂对采出液破乳脱水和消泡特性的影响规律,可为现场泡沫辅助减氧空气驱采出液的脱水和消泡提供参考。