油井采出液管式旋流预分水设备的放大设计

旋流分离设备逐渐成为油田解决高含水问题的关键技术之一,但放大后性能降低成为制约其工程化应用的主要因素。对比研究了直接理论设计、压力主导型相似放大设计和流量主导型相似放大设计3种放大设计方法;以处理量为1.0 m^(3)/h的管式旋流预分水设备室内样机为原型,分别采用上述3种设计方法设计了处理量为10.0 m^(3)/h的工程样机;通过数值模拟详细对比了流动特性,并开展了现场试验研究。结果表明,流量主导型相似放大设计方法所得设备不仅离心加速度最大而且轴向衰减率最小,最大切向速度衰减率仅为25.39%。该方法设计的工程样机在油田现场的运行效果与室内样机基本一致:当采出液含水率在75%~90%范围内时,在确保分水率大于50%的前提下,可以将水出口的含油质量浓度控制在1321 mg/L以下。综合来看,流量主导型相似放大设计方法具有计算周期短、实施方便等优点,可为旋流分离设备的放大设计提供理论指导。

油井采出液成分与温度对Q235钢腐蚀行为的影响

采用称重法研究了油井采出液成分与温度对Q235钢腐蚀行为的影响;运用极化曲线和滞后环等电化学方法结合SEM和XRD等方法,研究了Q235钢的腐蚀机理。结果表明:采出液中Cl-、SO42-对腐蚀速率影响较大,而HCO3-、Ca2+影响较小;随着Cl-、SO42-浓度的增大试验钢的腐蚀速率增大;随着HCO3-浓度的增大试验钢的腐蚀速率先增大后减小;Ca2+浓度很小时,对试验钢的腐蚀速率没有明显的影响,但当Ca2+质量浓度达到240 mg.L-1时,腐蚀速率迅速降低;在80℃之前,试验钢的腐蚀速率随温度升高而加快;试验钢的腐蚀机理为垢下腐蚀。

油井采出液预脱水用轴向水力旋流器的数值模拟

为提高油田经济效益,需对高含水油井采出液进行预脱水处理,轴向水力旋流器是较为理想的预脱水设备。借助Fluent对所设计的轴向水力旋流器内部流场进行了研究,得到速度场和压力场的分布情况,并基于此开展正交数值试验,探究不同结构参数对旋流器分离性能的影响,随后通过单因素数值试验考察了多个结构参数对分离性能的影响。研究结果表明,所考察的排油管直径、大锥角、小锥角、叶片高度、叶片螺旋升角和叶片数都将影响旋流器的分离性能,分析后认为最优的参数组合为排油管直径26 mm、大锥角25°、小锥角2°、叶片高度10 mm、叶片螺旋升角65°、叶片数为8。所得成果对于推动轴向水力旋流器的工业化进程有重要的参考价值。

油井采出液中微生物群落结构的T-RFLP分析

应用末端标记限制性片段长度多态性(Terminal Restriction Fragment Length Polymorphism,T-RFLP)和克隆文库分析,以微生物群落16SrRNA基因(16S rDNA)为目标,对大庆油田过渡带油井采出液(于2005年7月和10月取样)中的微生物群落结构进行了解析和比较。T-RFLP分析表明,2005年7月和10月油井采出液中古菌群落结构较为单一,随时间变化不大;而细菌群落结构较为复杂,不同时间群落中的优势菌有明显的差别。古菌和细菌16S rDNA片段测序和系统发育分析表明,大庆油田过渡带油井采出液古菌群落中的优势菌均为产甲烷菌;细菌群落中的优势菌则与β、γ、δ、ε变形杆菌(Proteobacteria)、拟杆菌(Bacte-roidetes)和脱铁杆菌(Deferribacteres)有较高的相似性,细菌群落中检出了大量的未培养微生物(Deep-branching lineages)。

油井采出液预分水用轴向水力旋流器的实验研究

高含水油井采出液的高效预分水是目前油气集输处理领域面临的关键难题之一,轴向水力旋流器因具有结构紧凑、分离效率高等优点而得到了国内外的广泛关注。本文针对自主研发的油井采出液预分水用轴向水力旋流器开展了室内实验研究。与切向水力旋流器对比,轴向水力旋流器不仅分离效率更高,而且油出口处的油滴聚结长大近1.8倍,在分水率高于50%的情况下,水出口处的含油浓度低于1000mg/L;轴向水力旋流器压降较低,且压降比与分流比呈线性相关。分流比、含水率和流量对分离性能均有显著影响,其中分流比的变化直接影响油核的大小和稳定性,室内样机的最佳分流比为0.45,当含水率为90%、处理量为1.00m^3/h时分水率与含油浓度分别为62.9%和432.8mg/L;含水率高于75%时分离性能良好;室内样机的最佳流量为1.50m^3/h。自主研发的轴向水力旋流器不仅满足性能要求,而且在操作弹性、可控性方面较切向水力旋流器均有一定的提升。

油井采出液硫化氢空气氧化反应动力学研究

高含硫化氢油井采出液面临一次处理达不到排放要求的问题,而硫化氢的空气氧化法操作简单,成本低廉,对现有生产流程改动和影响较小,是井口硫化氢预处理的有效方法之一。空气氧化硫化氢是一个伴有化学反应的传质过程,采出液相界面处,硫化氢解离为HS^(-)离子,在液膜(或液相主体)内HS^(-)与溶解氧发生氧化还原反应。研究了压力、温度、含水率、硫化氢浓度、氧气浓度等反应条件对表面反应速率的影响,并建立得到反应动力学方程为:■,为井口硫化氢的空气高效处理提供理论依据。并根据反应速率方程和阶梯模拟计算的方法,计算出一定实验条件下,距离空气进气口不同位置的硫化氢转化率,为工业上空气氧化脱硫的设计提供理论依据。

油井采出液对封隔器丁腈橡胶密封件性能的影响

以油井采出液为试验介质研究油井采出液对封隔器丁腈橡胶(NBR)密封件性能的影响。结果表明:在模拟井况下,封隔器NBR密封件出现老化现象,随着浸泡时间的延长,密封件的邵尔A型硬度逐渐增大,拉伸强度和拉断伸长率逐渐下降,老化机理以分子链交联老化反应为主;随着温度的升高,老化速率快速增大;高含水率的油井采岀液对NBR密封件的性能存在负面影响。

油井采出液自动取样器的研制与应用

油井采出液含水率的测量是油田开发中一项十分重要的工作,针对目前油井采出液人工取样存在的含水率波动大、取样代表性差、取样人员劳动强度大、效率低等问题,研制了油井采出液自动取样器。该取样器通过加大单剖面斜度或多孔道式取样头,增大了取样剖面,提高了取样代表性,防残液回流装置保证了油井采出液取样的真实性。现场试验表明,该取样器取样稳定性好,含水波动基本在2%左右,比人工取样更具代表性,更能反映油井真实含水。

二氧化碳吞吐油井采出液处理装置研制与应用

二氧化碳吞吐技术的推广应用,在采油井生产过程中起到了原油增产、降粘的效果,但对地面集输系统的影响也很突出。CO2进入天然气系统后极易造成加热炉熄火,从而造成安全隐患;CO2促使地面集油管线腐蚀严重,引起油气泄漏,从而带来安全隐患和环境污染。针对以上问题,需要研制一套油井采出液处理装置,使采出液中的CO2分离、析出,并对呈弱酸性的液体加碱液中和,再进入集输系统,解决产出液对地面集输系统的不利问题。

胜利油田油井采出液含水测量误差分析

通过现场取样及室内蒸馏法多种方法实验,对油井采出液含水测量存在的误差问题开展研究,结果表明:样品静置时间的长短对油井采出液总含水无影响;延长样品的搅拌时间、增大蒸馏样重量及提高蒸馏温度,能更准确的测定出油井采出液的含水率。

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。

塔1井采出液腐蚀与缓蚀机理

通过用EDS法分析了静态挂片表面沉积物的元素组成,运用动电位扫描极化曲线和滞后环实验等电化学方法对实验室和现场垢样的SEM和XRD的形貌和组成进行分析,研究了Q235钢在塔1井采出液水相中的腐蚀机理,结果表明塔1井采出液引起腐蚀穿孔的原因是垢下腐蚀而不是点蚀,腐蚀的速度受腐蚀反应的阴极过程控制。用旋转挂片仪筛选出的缓蚀剂用量为50 mg/L时缓蚀率超过90%,WJF-6缓蚀剂起到缓蚀作用的根本原因是抑制了电极反应的阴极过程。

M13井采出水腐蚀与缓蚀机理的研究

用SEM、EDS法分析手段、动电位扫描极化曲线和滞后环实验等电化学方法研究了A3钢在M13井采出液水相中的腐蚀机理.结果表明,M13井采出液引起局部腐蚀的原因是形成CaCO3垢的垢下腐蚀而不是点蚀,腐蚀的速度受腐蚀反应的阳极过程控制.用旋转挂片仪筛选出的WJF-6缓蚀剂用量为50 mg/L、在M13井采出液中使用时,实验室中测出的缓蚀率超过90%,其根本原因是抑制了电极反应的阳极过程.

纯化油田油井腐蚀、结垢原因分析及治理措施

通过对纯梁采油厂纯化油田检泵油井腐蚀、结垢情况分析表明 :硫酸盐还原菌 (SRB)是引起腐蚀、结垢的主要原因。分析了SRB及硫化物产生的原因 ,提出了控制措施 ,处理工艺。并依据现场实际情况 ,提出了定期投加药剂达到防腐、防垢目的的化学工艺是目前较为可行和经济的主要措施。为此 ,优选效果良好的缓蚀杀菌剂 ,并在现场中实施了从油套管环空定期投加药剂的防腐、防垢工艺 ,取得了良好的效果 :加药后可降低油井管柱腐蚀速率 90 %以上 ;油井中SRB含量由原来的 2 5 0～ 6 0 0个 /ml降低为 2 5个 /ml以下 ,所实施的油井 ,延长检泵周期两倍以上 ,节约成本 32 0万元。

新型氟碳油井缓蚀剂在高含水油田应用研究

研制了一种以氟碳咪唑啉为主成分的高效油井采出液缓蚀剂，在陕北青化砭采油厂丰富川井区进行了现场应用试验，用分光光度法测试采出液水质总铁含量和井下挂片失重法评价缓蚀效果。结果表明，加药后油井采出液水质中总铁含量明显下降，平均为64％-77％，缓蚀率平均为97％-99％，有效抑制了油井采出液对金属设备的腐蚀。

液相色谱法和淀粉-碘化镉法检测聚合物含量的对比

考察了液相色谱法检测聚合物含量以及聚合物分子量对测试准确性的影响,并对比了液相色谱法和经典的淀粉-碘化镉法检测结果的差异.利用液相色谱法可对干扰多、偏差大的油井产出液中聚合物含量进行准确测定.对于其它不同介质中聚合物含量的检测有一定的应用价值.

紧凑立式三相分离器的数值模拟

将重力沉降和旋流分离相结合设计了一种紧凑型立式三相分离器。利用两相流理论建立了油水分离过程的数值计算模型,并对4种结构进行了四因素四水平的正交实验。结果表明,入口管径对分离效果影响显著,起旋管长度影响次之,排油管入口高度对分离效率有一定影响,起旋管径对分离效果的影响最小。最优结构方案为入口管径D 1=60 mm,起旋管长L=350 mm,起旋管径d 2=110 mm,排油管入口高度h=80 mm,此时,分离效率为96%。最优结构的单因素实验表明,处理量和分流比对分离性能影响显著,处理量越小和分流比越大,油水分离效率越高。

变频调速技术在原油密闭输送系统的应用

油井采出液汇集到联合站或转油站,通常先经过脱水分离,将净化原油自压进原油缓冲罐或原油稳定塔,再由输油泵输送到下站.在操作过程中原油能否实现密闭输送运行,在很大程度上取决于原油缓冲罐(稳定塔)的液位控制是否安全可靠.

定容管活塞式油气水多相流量计

为验证定容管活塞式油气水多相流量计的计量精度及适用性,在XJ24-3平台和EP24-2平台上进行测试实验。受现场测试条件限制,将多相流量计串联入测试管汇。8口单井实验结果表明,多相流量计计量液量和含水率测试与传统测试分离器计量和手工取样测含水的结果误差约±5%;与平台上现有传统计量设备相比,能快速进行单井井口计量切换,且测试结果吻合度较好。该多相流量计现场环境友好,计量准确快速,可简化现场工艺流程,具有推广应用价值。