CFD流体模拟技术在油田采出水处理中的应用与研究

目前在国内油田地面工程对采出水处理设备进行CFD(Computational Fluid Dynamics)流体仿真模拟的相关研究与分析相对较少,充分结合海外大型油田工程项目中采出水处理设施的应用实例,通过CFD模拟技术对大型气浮(IGF)及撇油罐进行流体仿真模拟应用,总结了CFD模拟的设计输入条件、模拟结果及主要技术要点,为分析采出水处理设备的去除效果及工艺流程方案设计合理性提供指导与借鉴,为判断采出水除油效果由定性向定量转变提供了方向。同时,通过CFD模拟将采出水处理工艺、处理设备进行数值化、可视化、定量化计算分析已经成为发展趋势与技术要求。

我国首艘6000kW海洋油田增产船的设计与应用

根据海上油田增产作业的实际需求,自行设计并建造了具备自主知识产权的我国首艘6 000 kW海洋油田增产船,在船型总体设计、增产设备选型、增产设备稳性计算、增产液舱及供液接口设计、增产流程控制等方面取得了创新突破,实现了不占用海上平台面积、不需改造平台甲板的目标,避免了吊装摆放增产设备和交叉作业,提供了较以往更经济快速、质量更稳定的油田增产服务模式,极大降低了平台作业风险。曹妃甸11-1油田现场应用表明,该增产船增产设备可最大限度地提高油藏采收率,能高效开发边际油田,提升油田开发效益,降低作业综合费用。

油田采出液沉降处理数值模拟分析

基于CFD方法建立相应的数学模型与物理模型,利用COMSOL有限元分析软件对沉降罐进行混合物流动与分离的数值模拟,从速度场和浓度场两方面进行分析,改变工艺参数,揭示其影响规律,为实际生产中提高油田污水处理的效率并降低生产成本提供参考。

生产堵塞器数值模拟分析及结构优化

目前,海上油田电泵采油井生产常使用Y形生产管柱中的生产堵塞器存在打捞头与泄压杆容易脱落、泄压杆易断裂、泄压孔易被沉砂覆盖等问题。为此,采用CFD软件对生产堵塞器在Y形管柱内流场压力分布、流速矢量及内流场流线等分布规律进行了数值模拟分析。根据流场模拟结果,对生产堵塞器进行了优化设计。新型生产堵塞器中的密封增加了金属对金属密封形式,将打捞头与泄压杆设计为整体结构,同时将泄压通道置于外筒之内。现场应用结果表明,新型堵塞器给Y形电泵采油井作业和管柱正常生产带来了极大的便利。

中美合作渤海曹妃甸油田承包商安全管理特点

本文简要介绍了中海油(CNOOC)/美国阿纳达科(APC)合作开发渤海曹妃甸油田工程与生产概况,针对合作油田承包商管理,着重从关键岗位工作界面,相关标准规范和海上油田生产管理制度等几个方面入手,结合其"一个团队,一个步调,一个目标"的团队精神,深入剖析了承包商的管理模式,总结归纳其特点为:管理科学化,工作程序化。可供今后石油石化工业合作项目工程建设和日常管理参考。

油轮艏系大抓力锚及艉连双缆三点系泊方式研究——以曹妃甸11-6油田临时生产项目为例

曹妃甸11-6油田海管更换临时生产项目须使用"滨海607"油轮,该油轮若采取常规抛锚带缆方式系泊,则会存在操作时间长且锚位滑移后可能撞击试采平台和采油平台的风险,也无法避免触碰海底电缆和管线的风险。为保护现有海上设施,同时保障临时生产的外输安全,通过对比现有的不同靠泊方式的使用条件及优缺点,创新性提出了采用穿梭油轮船艏使用大抓力锚系泊、船艉采用双缆和移动式试采平台连接的三点系泊方式,采用MOSES软件建模并进行了各种环境条件、压载工况下的系泊力分析,论证了该方案的可行性,并在曹妃甸11-6油田临时生产原油外输项目中得以成功实施。现场实践结果表明,该系泊方式布置简单,大抓力锚抓地牢固,穿梭油轮可灵活解脱,可快速回收,油田内无需建造固定设施,且施工时间短,作业成本低,外输作业安全可靠,对今后海上油田开发类似工程具有重要借鉴意义。

渤海油田岸电工程方案设计及关键技术——以秦皇岛32-6、曹妃甸11-1油田群岸电工程为例

秦皇岛32-6、曹妃甸11-1岸电工程是中国首个海上油田群岸电应用项目,也是目前世界上海上油田交流输电电压等级最高的已投产岸电项目。基于该岸电工程设计面临的海洋环境条件复杂、海上油田位置分散、海上油田用电可靠性要求高等诸多挑战,根据海上油田供电原则、海上电力动力平台位置优选及供电方案与区域互联方案设计的研究结果,确定了该油田群岸电工程总体设计方案,并重点介绍了远距离大容量海缆过电压和无功补偿、稳定控制技术、高压海缆交流腐蚀干扰分析及智能化等关键技术。基于上述技术,秦皇岛32-6、曹妃甸11-1岸电工程已于2021年9月建成并顺利投入运行,标志着中国海洋石油工业向绿色开发、高效开发、智能开发迈出了历史性变革的一步,同时也为后续岸电工程项目提供了借鉴。

曹妃甸油田井间压力预测及关调制度研究

为保障曹妃甸油田加密调整井钻完井作业安全,减少溢流、漏失等钻井复杂情况和事故发生,根据曹妃甸油田地质和开发特点,通过室内实验和数模相结合的方法,研究分析了不同关调制度下的井间压力变化规律。基于调整井间压力变化规律及预测模型,建立了基于卡尔曼滤波算法的注采关系确定新方法,形成了强边底水油藏和弱边底水油藏调整井周边注采井关调制度确立方法。经2口井现场应用表明,在确保加密调整井钻完井作业安全的前提下,新建立的周边注采井关调制度较传统关调方式分别降低关调量62%和54.5%,应用效果良好。研究结果可有效预测加密调整井井间压力,合理关调周边注采井,对保障调整井施工安全具有重要意义。

复杂油田地层原油粘度确定新方法

运用目前常规地层原油粘度计算方法研究CFD油田的地层原油粘度,但是计算结果误差较大,平均相对误差接近50%。针对此问题,通过影响因素分析研究,并结合数学方法,最终建立了不同温度区间地层原油粘度的计算公式。结果表明,该方法计算的结果较准确,平均相对误差仅为7%,可以用于确定CFD油田的地层原油粘度。所研究的成果丰富了地层原油粘度计算方法,对相似油田具有一定指导意义。

断-砂耦合接触分析在油气运移中的应用——以曹妃甸A油田明下段为例

断-砂耦合接触关系决定了输导体系有效性及油气分布规律,是目前渤中凹陷西斜坡明下段构造-岩性油气勘探中的关键问题。利用西斜坡曹妃甸A油田多口钻井的录井、测井数据及三维地震资料,确定了断层-砂体的剖面、平面接触关系,并总结出顺向型、侧向型和复合型3种类型断层-砂体油气运移方式。尝试建立了断-砂耦合接触关系半定量描述思路与方法,明确了本区顺向型与侧向型油气运移效率的相对比值约为1.7,在此基础上探讨了断-砂有效接触面积与砂体中油柱高度之间的关系。实践证实,该方法用于判别曹妃甸A油田潜力砂体的油柱高度是可行的,对成熟探区构造-岩性油气勘探具有重要参考意义。

油田水处理系统过滤器性能分析

核桃壳过滤器是渤海曹妃甸油田生产水处理系统的关键设备,本文对其运行现状进行了全面分析,针对目前滤料再生困难和除油效率偏低等问题,采取了相应的改造措施,并对滤器的安装调试和日常维修保养给出了具体建议。可供石油石化行业类似设备操作与维修提供借鉴。

渤海海域曹妃甸6-4油田原油物性差异分布特征及地质成因分析

利用大量原油物性分析化验资料,通过饱和烃色谱-质谱、芳香烃色谱-质谱等地球化学方法,结合流体包裹体、埋藏史-热史等成藏分析方法,对渤海海域曹妃甸6-4油田原油物性差异分布特征及地质成因进行了分析。结果表明:①研究区原油物性差异分布主要表现为原油品质随着地层埋深的增加而逐渐变好,其中东三段和东二下段为轻质油藏,馆陶组为中质油藏,明下段为重质油藏;②研究区不同含油层位的原油均源自于同一套成熟烃源岩,因此造成原油物性差异分布的主要原因是油气运移成藏过程中经历了微生物降解、水洗和氧化作用等次生改造;③研究区古近系东营组油藏为2期充注(第1幕次充注少量低熟重质油,第2幕次充注成熟度高的轻质油)、以第2期为主,而新近系油藏为1期充注成藏,即在明化镇组沉积末期新构造运动作用下,东营组油藏被破坏,原油向浅层馆陶组、明下段运移成藏,并且在运移成藏过程中经历了微生物降解、水洗和氧化作用等次生改造,使得原油品质逐渐变差。本文研究认识可以为区域上在类似靠近凸起边缘的有利圈闭带中寻找轻质油藏提供一种新思路。

曹妃甸11-6油田临时生产工程方案研究与实践

为解决渤海曹妃甸11-6油田油气混输腐蚀海管更换期间主力采油平台须被迫停产的问题,基于油田设施情况、施工特点及资源情况,通过方案对比选择,提出了"移动式试采平台处理储存+穿梭油轮转运"的海管更换期间油田临时生产工程方案。本文主要论证了该方案的可行性,并对试采平台就位、栈桥连接、试采平台与采油平台的工艺系统对接、供电与仪控、穿梭油轮系泊等工程主要实施方案进行了论述,最终圆满解决了油田海管更换期间海上采油平台被迫停产的难题。曹妃甸11-6油田临时生产工程方案的成功实践,对渤海海域浅水油田很多临近设计服役的海管更换工程及试采平台的多功能扩展等类似工程具有重要借鉴意义。