浅析油气田重点用能系统能效评价方法--以塔里木油田为例

基于目前油气田企业用能系统能效评价存在界限不清晰、评价方法不完善的问题,通过重点用能系统能耗构成及用能评价现状的分析,结合相关现行标准,建立了一套界限清晰、用于合理表征油气田企业重点用能系统用能水平的能效指标体系,涵盖3个层级16项指标,确定各项指标的测试和计算方法,并提出基于矩阵运算的能效加权综合评价方法,用于进行系统能效水平的纵向、横向对比。以塔里木油田6个站场系统为例,将目前常用的评价方法与提出的综合方法进行效果对比,验证该套指标体系及能效加权综合评价方法能够更加合理地反映相应系统的能效水平,并为后续节能改进措施的提出及相关节能工作开展提供依据。通过应用效果分析,发现现行标准中存在指标限值划分不细致、无法覆盖所有典型工况等问题,进而提出标准后续待修订完善的方向,以保证标准的合理性、适用性和先进性,有效促进相关节能管理工作的持续改进和提升。

塔里木油田气井环空保护液密度优化及应用

为充分认识环空保护液密度对超高压低孔低渗油气井完整性的影响,解决目前高压气井环空保护液密度普遍过高的问题,针对塔里木油田低孔低渗储层关井井口油压高、开井生产油压低,采用密度过高的环空保护液会降低A环空最大许可带压值的难题,开展了超高压低孔低渗气井环空保护液密度优化研究。研究结果表明:①采用合适的环空保护液可以降低油管和环空之间的压差,缓解储层改造时油管承受的高压;②对于特低孔低渗储层,采用的环空保护液密度过高会降低A环空最大许可带压值,给后期的开发生产带来难题。结论认为:①选择合适的环空保护液密度,可以减小油管柱内外压差和封隔器的受力,提高气井井筒安全性,保证气井长期安全生产;②对于超高压低孔低渗气井,通过环空保护液密度优化,可以提高A环空许可带压值范围,使该类气井现场环空压力管理具有可操作性,能够有效提高气井的寿命,减少修井作业工作量。

塔里木油田库尔勒生活基地生活垃圾处理现状与对策探讨

对塔里木油田库尔勒生活基地生活垃圾的处理现状和主要构成进行调查后,结合所在城市生活垃圾的处理方式,提出库尔勒生活基地生活垃圾"分类收集与回收利用"的途径,分析了实施中可能存在的问题,探讨了具体的对策,强调要从加强环保宣传、明确管理部门责任、完善回收设施、采用半市场化处理的对策思路。

塔里木盆地BK井区砂岩储层物性分布及孔隙结构特征研究

通过铸体薄片、物性分析、常规压汞等实验方法,开展了塔里木盆地BK井区致密砂岩储层物性特征研究及储层微观孔隙结构评价,并分析了微观孔隙结构影响因素。结果表明:研究区岩性主要为中-细粒岩屑长石砂岩,变质岩屑为主要岩屑类型;平均孔隙度为6.47%,平均渗透率为0.69×10^(-3)μm^2,储层属于特低孔-超低渗透致密砂岩储层,孔渗相关性整体较好;基于毛管压力曲线参数及形态可将研究区储层孔隙结构类型分为四类,Ⅰ类至Ⅳ类孔隙结构依次变差,孔喉半径与物性参数、压力参数及均值参数均有良好的相关关系,表明孔渗、进汞压力及孔喉分选特征是影响研究区致密砂岩储层的重要参数。

气田含汞污泥热解技术研究

部分气田采出水汞含量较高,导致水处理装置产生大量含汞污泥。为开发含汞污泥热解技术方案,对某气田的含汞污泥进行原泥化验分析和热解实验,分析了不同热解温度和时间下热解残渣中的汞含量和油含量。结果表明:该原泥汞含量高达3248 mg/kg,属危险固废;含汞污泥最佳的热解时间为40 min,热解温度为550℃。依据实验结果,开发了一种含汞污泥热解方案,为气田含汞污泥热处理装置的工程建设提供了技术支持。

油田企业生活污水用于荒漠植被灌溉对生态环境的影响分析

为了有效利用油田生产企业的生活污水,在某油田企业选取了21个能将生活污水用于荒漠植被灌溉的站点,结合各污水站基本情况及周边荒漠植被分布情况的现场调研,从中选取桑吉污水处理站作为研究样点,对油田生活污水用于荒漠植被灌溉对地下水、土壤和植被的影响进行研究。实验结果表明,达标生活污水通过滴灌和喷灌灌溉一年后,周边植被生长良好,地下水和土壤环境质量变化甚微,没有出现恶化现象。

致密砂岩储层流体敏感性评价方法——以塔里木盆地克拉苏气田克深9井区K_1bs组为例

目前全球尚没有针对致密砂岩气藏储层敏感性评价的标准或规范,国内大多都遵照SY/T 5358—2010《储层敏感性流动实验评价方法》进行储层敏感性评价,但该评价方法主要是针对油藏的,适用范围是空气渗透率大于1 mD的碎屑岩岩样,故而存在实验压力高、驱替速度慢、实验周期长、测试数据误差大等不足。为此,以塔里木盆地克拉苏构造带克深区带白垩系巴什基奇克组致密砂岩储层为样品,从分析致密砂岩储层特征入手,充分考虑目前致密砂岩储层敏感性评价中存在的主要问题,在大量微观地质研究和敏感性评价方法研究的基础上,提出了致密砂岩储层敏感性评价的改进方法,包括采用气相作为测试介质、建立气层初始含水饱和度、测试流程规范统一、保持前后一致的流体饱和度等,并通过室内实验对改进后方法与原方法的评价结果进行对比。结果表明:改进后的致密砂岩储层敏感性评价方法不仅能够缩短实验周期,降低对设备承受高压的要求,而且所得到的结果也更加符合气层的实际条件,可靠性更强,有利于正确指导致密砂岩气藏后期开发工程设计,对致密砂岩气藏的高效勘探开发具有重要意义。

多氢酸深部分流酸化技术在东河油田的应用研究与效果评价

塔里木盆地东河油田CⅢ油组1号岩性段储层非均质性强、物性差,注水难以达到配注要求,造成地层能量不足,产量下滑快,且常规酸化施工不能很好地解除地层深部的污染。本试验针对该油藏低渗、高岭石粘土含量高的特点,提出使用具备缓速深部酸化性能的多氢酸酸液体系的方案,并结合多氢酸酸化机理分析了多氢酸对该油藏的适应性;针对该油藏非均质性强的特点,为实现水平段均匀酸化,提出在酸化过程中加入水溶性分流剂的方案,并在实验室内对现场岩心进行了分流酸化模拟实验。在取得一定认识的基础上,对该油藏A15H井实施了多氢酸分流酸化措施,取得了显著的增注效果。

“大数据”在塔里木试油一体化设计平台的应用与实践

试油工作是取得勘探开发成果的重要环节,是搞清楚地下油气水层分布情况和认识油气层的直接手段,也是指导下步勘探和开发措施的关键,而试油工程设计是指导试油工作的依据,要做好试油设计必须要准确掌握井筒各相关作业信息和区域的地质工程信息,以明确井况特点和试油作业的难点和风险,掌握区域作业实施情况,从而进一步优化试油设计,文章主要介绍塔里木油田建立试油工程设计一体化平台,充分利用塔里木数字油田提供的"大数据"资源,支撑完成试油工程设计的方法,为基于大数据信息平台提高设计质量和效率提出了一些应用探索。

油田集输管道缓蚀剂效率主控因素研究

集输管道的输送工况通常为高温、高压、高矿化度,并且管内含水、CO_(2)、H_(2)S、O_(2)等腐蚀性介质,常常造成严重的腐蚀。缓蚀剂具有成本低、操作简单、见效快的优点,被油田集输系统广泛采用。影响缓蚀效率的因素众多,明确集输管道缓蚀效率的主控因素十分重要。统计油气田生产数据,利用灰色关联法确定影响缓蚀效率的主控因素。结果表明,影响混输管道缓蚀效率的因素关联度排序为H_(2)S分压>O_(2)分压>CO_(2)分压>Cl-含量>pH值,温度>含水率>液体流速>气体流速>压力。采用Apriori算法挖掘缓蚀效率预测关联规则,在确定缓蚀效率影响主控因素的基础上,得到10条关联规则。

塔里木盆地玉科区块超深井膏盐层段套管损坏机理与防治措施

塔里木盆地塔北隆起轮南低凸起哈得逊鼻状隆起东翼的玉科区块超深井在钻井过程中出现了严重的膏盐层段套管损坏问题,导致卡钻频发甚至被迫回填侧钻,极大地影响了该区块新井的顺利钻进和后续油气开发进程,造成了较大的损失。为此,在分析该地区几口套管损坏井现状的基础上,利用GMI和WELLCAT等软件对造成套管损坏的地质因素和工程因素进行了分析,初步地揭示了该地区膏盐层段套管损坏的机理,认为膏盐层蠕变引发的非均匀载荷因素和膏盐层段套管不居中、水泥浆顶替效率差等固井质量因素是导致套管损坏的主要原因。进而提出了在盐层厚度大于40 m的地区一系列预防套管损坏措施:(1)井身结构优化调整为四开井身结构;(2)调整钻井液性能,推荐使用饱和盐水钻井液或油基钻井液,并将盐层段钻井液密度上限提高至1.70 g/cm^3;(3)提高固井质量,形成规则井眼,增大套管与地层的环空间隙,适当增加泵排量,提高顶替效率。

PZ活化MDEA乙烷深度脱碳工艺研究

目的解决醇胺法乙烷脱碳工艺造成的乙烷损失量较大和装置能耗较高等问题。方法用Aspen HYSYS软件对某乙烷回收流程的粗乙烷产品进行胺法脱碳模拟,在控制乙烷损失物质的量比小于0.3%的情况下对胺液中的PZ和MDEA质量分数进行了优选,同时对乙烷脱碳流程进行能耗优化。结果与天然气脱碳工艺不同,乙烷脱碳工艺的MDEA质量分数太高会损失大量乙烷。在达到脱碳效果的前提下,较低的MDEA质量分数可避免损失大量乙烷,最佳MDEA质量分数为20%~28%。在此MDEA质量分数的条件下,可保证乙烷损失比仅为0.3%,往胺液中加入少量哌嗪(PZ)就可显著提高胺液对CO_(2)的吸收效果,最佳PZ质量分数为2.5%~5.5%。乙烷脱碳装置的主要能耗为胺液再生能耗,优化后装置的总能耗显著降低。结论在工业条件下,应用较低质量分数的胺液可显著降低乙烷损失,可合理提高富胺液入再生塔温度或适当降低脱碳溶液循环量,以降低装置能耗。

基于“扩缝串洞”理念的超深层小缝洞群碳酸盐岩储层改造数值模拟

随着四川盆地和塔里木盆地碳酸盐岩油气藏勘探开发逐渐迈向超深层领域,受地质条件影响,储层由大型缝洞向以厘米—毫米级小缝洞群转变,以往针对大型缝洞储层改造的酸压技术系列难以适应小缝洞群储层。为充分释放超深层小缝洞群碳酸盐岩储层的天然气产能潜力,基于小缝洞群碳酸盐岩储层特征,构建了多尺度离散缝洞方法,建立了考虑岩石变形、裂缝延伸、酸液流动反应、温度变化的热流固化多场耦合数值模型,最后提出了以多级转向扩面积、精准控黏串缝洞、定点生酸扩缝长为核心的“扩缝串洞”缝控改造理念,并对小缝洞群碳酸盐岩储层“扩缝串洞”缝控改造方式进行了优化分析。研究结果表明:①多级交替注入形成的黏性指进现象可以促进缝控改造面积的增加和裂缝非均匀刻蚀,从而提高改造后的产能,且缝控改造效果最佳;②酸液注入黏度比增加,缝控改造无因次产能指数呈现先增大后减小的规律,当黏度比超过30,缝控改造无因次产能指数开始迅速减小,缝控改造中酸液交替黏度比需控制在25~35区间;③酸液用量越大,缝控改造面积及改造后无因次产能指数越大,但对于一定地层参数和单井控制面积的缝控改造存在极限酸液用量,超过该酸液用量后缝控面积趋于极限值,而无因次产能指数仍随酸液用量的增加而稳定增大。结论认为,提高缝控改造面积和激活动用小缝洞群是小缝洞群碳酸盐岩储层提产的关键,该认识为超深层小缝洞群碳酸盐岩气藏的高效开发提供了理论指导。

弹间干扰对聚能射流成型及射孔穿深的影响规律

射孔是油气开采过程中的重要一环,射孔间距是影响射流成型效果和穿深的主要参数之一,相邻两射孔弹之间会产生弹间干扰,进而影响射流质量和穿深。为探究弹间距对弹间干扰的影响规律,利用LS-DYNA软件,结合ALE(Arbitrary Lagrange-Euler)算法进行算子分离,实现了单元边界的质量、内能和动量的穿透,并以某油田井下射孔为例,建立了射孔弹—射孔枪—套管—水泥环三维模型,分析了弹间干扰对射流成型和射孔穿深的影响规律。研究结果表明:①弹间干扰降低了射孔弹总能量转化为射流能量的效率:弹间距为5.0 mm时,临近射孔弹射流能量转化率减少0.31%,射流轴向速度减小39 m/s,径向速度增大20 m/s;弹间距为3.5 mm时,临近射孔弹射流能量转化率减少2.21%,射流轴向速度减小130 m/s,径向速度增大111 m/s。②弹间干扰减小了对穿深有效的轴向速度,增加了无效的径向速度,径向速度的增大影响射流质量,使得射流趋向发散,降低射孔穿深。③数值模拟结果揭示,随着相位角的减小,射流线之间的距离减小,弹间干扰加强,有效能量转化降低,射孔穿深降低。结论认为,该规律认识给出了弹间干扰对射流成型和射孔穿深的量化影响,可为合理优化射孔孔密和提高射孔弹穿深提供理论依据。

埋地天然气管道泄漏失效分析

某采气厂天然气管道发生了穿孔泄漏失效,为了确定该管道泄漏失效原因,对泄漏钢管的外观形貌、化学成分、金相组织、开路电位、力学性能和微观形貌等进行了试验分析。结果表明,泄漏钢管材料的化学成分和拉伸性能均符合GB/T 8163—2018标准的要求。该管道泄漏是由于所输送天然气中的固体不溶物沉积后与管道钢管内壁裸露金属形成大阴极、小阳极腐蚀电池,使暴露金属发生了阳极溶解。另外,由于钢管内流体中的固体颗粒冲刷钢管内表面,钢管内表面金属阳极快速溶解,从而使钢管管壁逐渐减薄,最终导致该钢管管壁局部腐蚀穿孔失效。

复杂结构井井眼清洁技术研究进展

复杂结构井在海洋油气田、老油田和低渗透油气田开发中应用广泛，但该井型的大斜度井段和水平井段易出现井眼清洁问题，造成卡钻等事故，从而影响机械钻速和井下安全，制约了复杂结构井技术的发展。文中分别从井眼清洁的主要影响因素、数学模型及岩屑床清洁工具等方面，对井眼清洁技术进行了系统综述。通过分析井眼清洁的主要影响因素，结果表明，井斜角在30～60°时岩屑床最难清除，增加环空流速、钻杆转速和调整钻井液性能，可在一定程度上提高井眼清洁效果。此外．分析了描述岩屑运移规律的经验模型、分层理论模型及岩屑床清除工具，并对未来井眼清洁数学模型和井眼清洁技术发展趋势进行展望，为今后深入研究井眼清洁问题提供了参考。

PDC钻头布齿参数与地层适应性的试验研究

根据地层性质合理选择或设计PDC钻头可以显著提高钻井效率。为指导PDC钻头合理选型及个性化设计,选取21只试验钻头,在6种不同可钻性级别的岩石上进行钻进试验,研究了在钻进不同可钻性级别的岩石中切削齿尺寸、后倾角、布齿密度的合理取值问题。结果表明:(1)当岩石可钻性级别小于Ⅲ时,破岩效率随切削齿尺寸的增大而增大;(2)当岩石可钻性级别大于Ⅲ时,16 mm切削齿的破岩效率最高;(3)切削齿尺寸对破岩效率产生不同影响规律的岩石可钻性级值分界点为3.11;(4)在6种不同可钻性级别的岩石中,随切削齿后倾角增大,破岩效率均呈线性规律降低,但随着岩石可钻性级别的增大,后倾角对破岩效率的影响程度降低;(5)在不同可钻性级别的岩石中,随着布齿密度增大,破岩效率均呈幂函数规律降低。该研究成果为按岩石可钻性级别合理选择PDC钻头提供了依据。

液氮冻结对岩石抗拉及抗压强度影响试验研究

液氮温度极低(-195.8℃),当与储层岩石接触时,能够改变岩石物性并对岩石结构产生损伤致裂,因此,可用于储层压裂改造。为了研究液氮压裂时低温对岩石力学性能的影响,分别对不同含水状态(干燥与饱和)的不同类型(大理岩、砂岩和花岗岩)岩石进行液氮冻结处理,并对冻结前、后岩样进行抗拉及单轴抗压强度对比测试。结果表明,经液氮冻结后,岩石的单轴抗压强度、抗拉强度和弹性模量都降低;岩石在干燥状态下,液氮冻结对大理石强度的影响大于对红砂岩的影响;岩石饱和水状态下,液氮冻结对红砂岩强度的影响大于对大理岩的影响;饱和水状态岩石经液氮冻结后,其应力-轴应变曲线在弹性变形阶段出现一个拐点;对于同种类型岩石,饱和水状态能加剧液氮冻结并对岩石损伤,岩石强度影响显著;对3种岩样微观结构进行了电镜扫描(以大理岩为例进行分析),发现经液氮冻结后在矿物颗粒之间生成了微裂隙。研究结果可为进一步研究液氮压裂机制提供试验依据。

气体钻井钻头泥包风险预测及影响因素研究

为深入研究气体钻井过程中地层出水后的岩屑运移情况、避免或减少钻头泥包风险、指导气体钻井的顺利实施,在分析出水量预测模型的基础上,引入工程岩土学中的稠度指标,将黏土的黏着界限作为泥包的临界条件,对地层出水后的泥包情况进行数学建模,利用编制的计算机程序对所建模型进行求解计算,并对计算结果进行分析,预测泥包风险;然后对影响钻头泥包的岩性、钻头表面性质及钻井参数等因素进行分析。结果表明:1所建模型能够预测地层出水后形成泥包的时间,并以泥包时间为指标对钻头泥包风险进行预测,进行风险评级;2岩性及钻头表面性质对钻头泥包影响很大;3钻头泥包风险随着机械钻速、井口回压、井深和井径扩大率等的增加而降低。结论认为:从钻遇水层到钻头形成泥包,时间非常短暂,基本在数十分钟之内就会发生井下事故。因此,现场操作过程中,一定要提前做好对出水层的预测和转换钻井方式的准备工作;发生水侵后也可根据数值模拟结果采取适当的措施延缓发生钻头泥包的时间。

旋转冲击钻井方法硬岩破岩钻进特性的实验研究

硬地层岩石硬度大、钻井参数不匹配是导致深层超深层钻井钻速慢的最主要因素之一,提高硬地层破岩效率是钻井提速关键内容。旋转冲击钻井方法是提高破岩效率的一种技术手段,然而硬岩旋冲钻井时,破岩钻进特性不够明确,导致该技术使用效果差异性显著且无法达到最佳。该文基于旋转冲击破岩实验装置开展了花岗岩破岩实验,结果表明:旋转冲击钻井方法可以提高花岗岩的破岩钻进效率,但存在钻压、转速、冲击力及冲击频率的匹配问题;旋冲钻进硬岩时,存在临界钻压与临界冲击力,只有实际钻压大于临界钻压且冲击力大于临界冲击力时,旋转冲击钻井方法方能提高破岩效率;在此工况下,增大冲击力、冲击频率能够增大岩石破碎体积,显著提高钻头的破岩效率,但上述参数并非越大越好,当超过某一值,提速效果呈现变差趋势。