Kenics型静态混合器对含水原油均质化效果影响数值模拟

目的针对含水原油在输送过程中水分分布不均匀或大量聚集的现象,将Kenics静态混合器引入到含水原油输送过程中,并对其均质化效果进行分析。方法采用FLUENT软件对管道内流场进行模拟,并用变异系数和液滴平均粒径对均质化效果进行评价,分析了混合单元排列方式、扭角、长径比和数量对均质化效果的影响。结果使用排列方式为异向叉排、扭角为240°、长径比为0.5、数量为10个的Kenics静态混合器不仅能使油水两相分布均匀,还能获得更小的液滴平均粒径,从而实现更好的均质化效果。结论排列方式为异向叉排时均质化效果最好;随着扭角的增大,管线出口的变异系数和液滴平均粒径呈下降趋势;随着长径比的减小和数量的增多,出口的变异系数值趋于相同,但能获得更小的液滴平均粒径。通过均质化处理后,可以使取样样本更加准确地体现储罐原油的含水率,避免造成油品交接纠纷,保证油品外输任务的完成。

特高含水期原油低温集输温度边界确定方法

随着国内油田逐渐进入开采后期,本文提出黏壁温度作为综合含水率70%~90%的高含水低温集油的评价指标已进入推广阶段且效果显著,但在现场降温试验中发现含水率90%以上的特高含水期原油管线实际运行温度与黏壁温度预测结果之间存在一定误差。因此,针对特高含水期原油开展低温集输温度边界条件研究,对完善油田低温集输技术具有重要意义。利用环道实验装置进行了特高含水期原油黏壁凝油冲刷实验,对特高含水期原油油水两相流动特性和油相黏壁特性进行分析,确定了屈服应力是阻碍黏壁凝油在管道内被冲刷剥离最主要的影响因素。编制了特高含水期原油低温集油温度预测软件,利用油田单井集油管线的现场降温试验进行了验证,误差在2℃范围内,满足工程运用需求。

高含水原油低温集输研究进展

中国部分油田采出液含水率高达90%以上,造成地面集输系统的大量热能损耗。在国家“双碳”目标下,低温集输工艺将成为油田节能降耗的主要手段。本文总结了原油低温集输管道水力热力计算研究现状,重点阐述了原油组成、水相组成及流动条件对低温黏壁现象的影响。对现阶段应用较为广泛的低温集输黏壁预测模型作了总结和分析,梳理了低温集输边界条件的研究方法与实验装置。通过开展单井和集输干线现场低温输送试验充分验证了低温集输的可行性,为现场开展低温集输工作积累了宝贵的工程案例经验。最后,就低温集输黏壁现象未来的研究方向提出了展望,认为应加强理论预测模型的建立。

渤海C油田预钻井原油乳化对储层伤害实验研究

渤海C油田导管架期间首批12口预钻井在生产过程出现了生产压差高产量低的现象,分析认为原油乳化堵塞是潜在伤害因素。为了明确原油乳化堵塞机理,为产能恢复措施制定提供指导,针对该批低产井开展原油乳化堵塞实验研究。实验结果表明:当含水率为20%时,原油乳状液黏度为最高值10.9 mPa·s,为原油乳化反相点,乳状液类型为油包水(W/O)型;当含水率大于20%时,乳状液黏度降低,类型为水包油(O/W)型;原油高含水时,乳状液类型为O/W型,降低储层渗透率25.21%,对储层伤害相对较小;原油低含水时,乳状液类型为W/O型,降低储层渗透率75.01%,对储层伤害大。随着乳状液质量浓度从1000 mg·L^(-1)增加至4000 mg·L^(-1),岩心渗透率伤害程度最高达到50%。以I01H和I28H井为例,结合实验结果对实际生产动态进行分析,两口井生产初期含水率升高至20%后,生产压差不变,采液指数下降,说明原油发生乳化并堵塞近井地层,与实验结果一致。

玻璃钢管壁/原油界面特性对高含水原油低温集输的影响

我国大部分油田已进入开采中后期,油井采出液含水率较高,玻璃钢管道因其良好的抗腐蚀性广泛应用于油田地面集输系统。同时,为了节约加热能耗,可采用低温集输工艺输送高含水原油,但可能出现的原油黏附问题严重威胁系统安全。因此,探究玻璃钢管壁/原油界面特性,对揭示高含水原油低温集输黏附机理具有重要意义。基于接触角仪探究了含蜡原油在玻璃钢和不锈钢表面的界面特性。结果表明,在水相中,油滴在不同材质平板的接触角随温度的降低而增大,且油滴在玻璃钢表面的接触角大于在不锈钢表面的接触角,油滴在水相中的界面张力随温度的降低而增大;与不锈钢表面相比,油滴在玻璃钢表面的黏附功较小,油滴之间的内聚功随温度的升高而减小;在集输系统中,凝油不易黏附于玻璃钢管道,玻璃钢管道更有利于低温集输工艺的实施。

利用临界粘壁温度指导高含水油田不加热集输现场试验

随着油田进入高含水开发后期,采出液含水率不断升高,凝固点、黏度随之降低。经现场实验,高含水油井可实现低于原油凝固点集输,凝固点已经不适宜作为指导集输温度的唯一条件。为了在安全生产的前提下最大限度地降低集油温度,通过室内试验明确某油田原油粘壁特性,并根据所得的结果指导现场开展不加热集输试验,取得了试验区掺水量下降90%以上、回压控制在0.8 MPa内的效果。试验结果表明,可以利用临界粘壁温度指导高含水油田采油井不加热集输,为油田低能耗生产提供了依据。

阳离子聚季铵盐型反相破乳剂应用效果研究

鉴于当前炼油厂原油含水量较高,本文旨在深入探讨阳离子聚季铵盐型反相破乳剂,以期提升脱游离水效果,并对其在实际应用中的优势和不足进行系统性的分析。

注水开发对原油性质的影响规律研究

砂岩油藏长期注水开发,注入水对储层孔隙中的原油物性有较大影响,主要表现为:随着注水开发时间的延长,原油密度、黏度、含蜡量、凝固点逐渐增大;原油黏度的变化表现出一定的阶段性,含水率在20%以下,原油黏度上升幅度较大,含水率为20%～85%时,原油黏度上升幅度比较平稳,含水率90%以上时,原油黏度上升幅度又变大;不同地区、不同层位原油性质变化特征具有明显差异;水洗前后原油性质参数之间的关系也发生变化,水洗后相同密度原油所对应的黏度明显增加,相同密度、黏度的原油所对应的凝固点明显升高。原油性质变化机理研究表明:油藏温度变化、原油轻质组分分离、脱气和注水水质是引起原油性质变化的主要原因。

塔河油田稠油粘度特性试验研究

应用高温高压流变仪 ,在不同温度和压力下 ,对塔河油田TK42 7井产原油进行了试验研究 ,测量了不同含水率、不同气油比下的原油粘度 ,用曲线拟合法探讨了原油及油气水多相流粘度与温度、压力不同的关系 ,结果表明原油及油气水多相流的粘温特性符合指数规律 ,原油粘度与压力呈线形关系 ,原油的粘度随气油比不同而变化巨大 ,含气原油粘度随压力变化存在极小值 (泡点压力 ) ,含水原油粘度随含水量变化存在极大值 (非乳化拐点 )。

渤海油田原油乳状液流变性研究

实验考察了温度、含水率、剪切速率和聚合物浓度等因素对渤海油田原油乳状液流变性的影响,结果表明乳状液黏度随温度上升而下降,随含水率上升而上升,随剪切速率上升而下降,随聚合物浓度增加而上升。在0～55℃含水率高于40%时,乳状液体系呈现非牛顿流体特性,在55～70℃含水率低于40%时,乳状液体系呈现牛顿流体特性,渤海油田一号平台原油的转相点为含水率70%左右,二号平台原油的转相点为含水率60%左右。

基于W78E516B单片机的非接触式原油含水率测量仪

在原油的生产和输送过程中,如何对管道中原油的含水率进行无接触的、动态的和实时的测量是一关键问题。文中介绍了一种体积小,成本低,基于W78E516B单片机的γ射线原油含水率测量仪。给出了系统设计框图、传感器安装方法和主程序流程。

水矿化度及有机物含量对原油含水率的影响

介绍了采用电磁波复谐振技术测量液体相对介电常数的原理和方法,讨论了水的矿化度和有机物含量对水溶液相对介电常数的影响以及对电容传感器测量原油含水率结果的影响。当含水率低时,可以不考虑水相对介电常数的变化对电容传感器测量原油含水率结果的影响,但在高含水率时期,必须考虑水相对介电常数的变化所产生的测量误差。

丙烯酸改性破乳剂合成和性能

将 3种嵌段聚醚型破乳剂的混合物用丙烯酸和马来酸酐酯化 ,酯化产物在引发剂作用下聚合 ,制成了高分子量的水溶性原油破乳剂 ,考察了所得改性破乳剂对大庆原油水乳状液的破乳脱水性能。 3种破乳剂单体的选择基于性能互补和相容性原理 ,确定的最佳合成配方如下 :3种破乳剂单体的摩尔比 1∶1.2∶1;丙烯酸、马来酸酐摩尔比2∶1,酸 (以羧基计 )、破乳剂单体 (以羟基计 )摩尔比 1.3∶1;引发剂BPO用量为混合酸质量的 10 %。按此法合成的破乳剂 (商品名GD990 9)在加量为 2 0 0mg/kg的条件下 ,对大庆原油、胜利孤岛原油、安哥拉卡宾达原油水乳状液的破乳脱水效果均显著优于对比破乳剂 (共 7种 ) ,5 0℃下 90min的脱水率高达 95 %～ 10 0 % ,特别是对于辽河稠油水乳状液的破乳脱水 ,所有对比破乳剂均无效或低效 ,使用GD990 9时 6 0℃、90min脱水率仍高达 95 %。

海上稠油油田聚合物驱原油破乳研究 Ⅰ破乳剂研制

以渤海某稠油油田原油、采出水和驱油用聚合物为基础,借鉴陆地类似油田产出聚合物的变化情况,结合油田实际产出物,配制了模拟产出物。制备了一种破乳剂,考察了破乳剂、聚合物、水相体积比例、温度、矿化度、pH值、剪切强度、粒子含量、溶剂和其它药剂等因素对破乳性能的影响和电脱水,并进行了现场评价。

应用均匀设计法研究原油的微波破乳脱水规律

原油含水不仅给油田生产带来一系列困难,还给原油的储存、输送以及炼油厂的加工造成不利影响.因此,原油脱水成为油田生产过程中不可缺少的环节,研究高效、低耗、便捷的破乳脱水技术具有重要意义.利用微波辐射处理油包水型乳化液具有常规破乳脱水方法不可比拟的优越性.应用均匀设计方法研究了微波功率、微波作用时间和乳化液含水率与微波处理后原油脱水率之间的关系,并拟合出它们之间的经验关系式,分析了微波对含水原油的破乳脱水规律.研究表明,乳化液含水率对微波破乳的效果影响最大,含水率越高,脱水率越高;微波功率与辐射时间的乘积越大,即微波辐射能量越大,破乳效果越好.

原油脱水用旋流器两相流场模拟及操作性能和分离性能研究

基于计算流体力学(CFD),采用FLUENT中的欧拉两相流模型对原油脱水用旋流器中的两相流场进行数值模拟研究,并通过试验和模拟研究了它的操作性能和分离性能。结果表明,原油脱水过程中,随着含油量的增大,旋流器内轴向速度变化不大,而切向速度沿轴向衰减严重,有效分离区域缩减,且旋流器内存油增多,中心油柱较明显。进料含油50%时,中心油柱的长度约为旋流器总长度的2/3。随着进料含油量的增加,旋流能量损失增大。原油脱水用旋流器的底流压力降随处理量呈幂函数增大。

一种筛选破乳剂的新方法

对介电常数测定与瓶试验相结合筛选破乳剂的方法进行了实验研究。结果表明，以介电常数作为评选过程中的判别准则并结合瓶试验，可以更有效地筛选破乳剂，节省时间和减少操作量。基于此项研究。

大庆油田三元复合驱采出液热化学破乳研究

以模拟三元复合驱采出液为介质研制了大庆油田表面活性剂ORS 4 1三元复合驱O/W型采出液热化学脱水的破乳剂 ,用模拟采出液和实际采出液评价了其破乳性能并通过测试模拟含油污水的油珠聚并、水相粘度、油水界面张力、油珠Zeta电位和油水界面流变性的方法研究了大庆油田表面活性剂ORS 4 1三元复合驱O/W型采出液的热 化学破乳机理。实验结果表明 ,表面活性剂ORS 4 1三元复合驱O/W型采出液在破乳剂加药量为 15 0mg/L、脱水温度为 45℃和沉降时间为 3h的条件下 ,可经热 化学脱水达到外输原油含水率指标 ;三元复合驱O/W型采出液的热 化学破乳机理为 :破乳剂ASPD 1吸附到油水界面上顶替原油中的天然界面活性物质、碱与原油中天然物质反应生成的界面活性物质和驱油表面活性剂 ,降低油珠表面的负电性和油珠之间的电排斥力 ,促进油珠之间的聚并 ,使油珠上浮速率加大并使O/W型三元复合驱采出液分层后所形成的油珠浓缩层内的油珠粒径增大 ,使得油珠聚并过程中被束缚在油相中的水滴直径增大 ,使所形成的W /O型乳化原油的稳定性下降 ,容易破乳。

新型AICD控水性能试验研究及应用

海上油田进入中高含水期,油井见水后含水上升很快,严重制约了油田的高效开发。鉴于传统的自动流入控制装置(AICD)控水工具的局限性,以及海上油田水平井开采面临的技术难题和现实问题,研发出两种新型自动流入控制装置。利用数值模拟软件分析其内部流动规律,分析了流体黏度和含水体积分数等主要因素对控水效果的影响规律。仿真分析结果表明:新型AICD对水产生的过阀阻力大于油的过阀阻力,其控水能力表现为含水体积分数越高,流过控水阀的压降越大。通过地面试验模拟井下生产状况,对比研究了新型AICD对不同黏度及不同含水体积分数流体的过流性能。AICD防砂控水方案实施后,解决了海上油田含水上升过快的问题,现场应用效果表明,AICD完井工艺能均衡水平井产液剖面,降低水平井的含水体积分数,具有控水稳油甚至增油的效果。

高含水原油集输管道内腐蚀预测及监测方法

针对高含水原油集输管道内腐蚀穿孔事故日趋严重的工程实际问题,对高含水原油集输管道内腐蚀高风险点预测及内腐蚀缺陷监测方法进行了综合研究。基于原油集输管道管内介质的液滴携带机理,给出了该类管道内腐蚀高风险点的预测和判定方法;基于场指纹腐蚀监测原理,研究了代表腐蚀缺陷深度的指纹系数的空间分布规律,给出了其与管道壁厚减薄量的对应关系曲线,建立了高含水原油集输管道内腐蚀状况的评估模型。研究可为高含水原油集输管道科学管理及保障原油集输管道安全运营提供技术支撑。