油田管道防垢的超疏水涂层的制备和性能研究

为解决管道结垢带来严重的经济损失和安全隐患,将超疏水涂层喷涂在管道内壁表面形成一层保护膜,以阻止流体与管壁的直接接触,研究以环氧树脂为基体,通过添加二氧化硅和氧化铝来构建表面微纳米结构,设计制备了EP-SiO_(2)/Al_(2)O_(3)超疏水涂层,通过调控2种无极纳米粒子的添加量优化涂层配方,并考察EP-SiO_(2)/Al_(2)O_(3)复合涂层的疏水和防垢性能。结果表明,当各投入5.1%SiO_(2)和5.1%Al_(2)O_(3)时涂层附着力为1级,同时接触角可达154.6°,复合涂层的垢结量明显降低,仅为同等状态下环氧涂层的16.5%。为减少油田管道的结垢和腐蚀,提高油田的经济效益和安全效益提供可行途径。

基于AHP-熵权法的油田防垢技术优选研究

现阶段国内油田在不同生产环节防垢技术的选择上,缺少科学有效的评价体系。针对这一问题,经调研、对比、分析及筛选,明确了从安全性、适用性、技术难度、效能及经济性这五个纬度构建防垢技术水平判断指标,确定了防垢技术水平评价分为基础、标准、强化及综合防垢这四个等级,选择层次分析法(AHP)+熵权法(EWM)构建防垢技术选择的评价模型,对影响防垢技术选择的各项指标按照重要程度进行排序,对防垢水平进行评价,通过评价结果确定油田最终防垢方案,并根据具体防垢案例验证该方法的准确、可行及可靠性。通过构建防垢技术优选体系,能够有效判断不同防垢技术对目标油田的防垢水平,为油田防垢技术优选过程提供理论基础。

玛湖油田井筒垢物的组成及结垢机理研究

近年来,玛湖油田多口油井在生产过程中均出现管壁结垢现象,导致井筒堵塞,严重影响了生产效果。研究了玛湖油田垢物的结构与组成;采用OLI-ScaleChem模拟方法,研究流体与岩石基质的作用,探究了垢物的形成机理。结果表明,油井的垢物主要为CaCO_(3),且井深越大,其结垢量越大;井筒的温度、压力以及流体的pH对结垢均有一定的影响;CaCO_(3)垢物是酸性入井流体条件下高矿化度流体与富钙岩石矿物的反应产物,其在聚合物作用下成球,进而堵塞孔缝和井筒。研究结果对油田后续结垢预防措施和处理措施的提出具有重要的指导意义。

海上高温油田防垢剂的研制及应用

针对南海某油田因高温、高矿化度、高二氧化碳造成水处理系统低压段结垢严重的问题,制备了耐高温的防垢剂聚环氧琥珀酸(PESA),并与氨基三亚甲基膦酸(ATMP)、2-膦酸丁烷-1,2,4-三羧酸(PBTCA)进行复配,得到复合防垢剂,分别采用滴定法和纳米粒度及Zeta电位分析仪测定防垢率和水中垢的平均粒径。结果表明,当温度为98℃、PESA∶ATMP∶PBTCA为6∶2∶1、加量为10 mg·L^(-1)时,复合防垢剂的防垢率达到99.8%,水中垢的平均粒径为601.0 nm,PESA、ATMP、PBTCA具有良好的协同作用。现场应用结果表明,加注复合防垢剂后,防垢挂片未发现结垢现象,下游水样中Ca^(2+)浓度与地层水水质分析结果基本一致,防垢效果优于现场用防垢剂。

渤海油田化学驱注入井解堵剂构建、性能和注入工艺

渤海J油田经历长期化学驱,注入井储层低渗透部位堵塞严重,常规解堵措施效果较差,亟待开发新型解堵剂和解堵工艺。为此,以渤海油田目标油藏聚合物驱水井返排堵塞物为研究对象,开展了化学驱注入井解堵剂构建、性能评价和工艺研究。结果表明,目标油田化学驱水井返排堵塞物由87.77%水、3.83%原油、2.76%聚合物和5.64%无机垢构成,其中无机垢主要包括59.1%SiO_(2)、25.9%CaCO_(3)和11.4%MgCO_(3),同时含有少量的BaCO_(3)、SrCO_(3)、BaSO_4、SrSO_4和Fe_(2)O_(3)。根据堵塞物成分,构建了由有机溶剂、解聚剂和溶垢剂等组成的新型解堵剂。优选出的有机溶剂为甲苯与正戊醇的混合物(质量比9∶1~7∶3),解聚剂为0.5%~1.0%过硫酸铵,溶垢剂为5.46%溶垢剂1(α-环糊精包合体和β-环糊精包合体)+0.54%柠檬酸。3种类型解堵剂依次加药的溶垢效果好于复配加药方式,按解聚剂+有机溶剂+溶垢剂(质量比为1∶2∶3)的加药顺序,对堵塞物的溶垢率为98.1%。岩心解堵实验结果表明,新型解堵剂对无机混合垢和聚合物堵塞的解堵率超过80%。与单独解堵作业相比,无机凝胶调剖+解堵联合作业兼具“堵”和“疏”双重功效,采收率增幅提高6.9百分点。

常见油田水垢类型分析及防治手段

油田无机盐水垢的生成是我国油田注水采油阶段面临的最严重的问题之一。油田水质复杂,地层水多含有具有强结垢倾向的高浓度钙镁等金属离子,从井筒到地面集输系统的过程中,随着地质、物理、化学因素的改变,凡是有油、气、水、泥浆流过的地方都有可能结垢。这些水垢会封锁储层孔隙、阻塞输油管线、降低热交换设备效率,严重影响了生产过程中的油气产量,增加了开采运输和处理油气的成本。本文根据最新国内外油田水垢研究资料,全面总结了常见油田水垢的类型性质、生成条件和影响因素,并根据水垢生成的过程阶段,归纳主流的水垢抑制机理,总结介绍国内外已成功运用的防垢和除垢手段。

油田用高温阻垢剂的开发及性能研究

油田高温工况结垢问题日趋严重,对阻垢分散剂在高温下的阻垢性能有了更高的要求。本文以衣康酸等单体合成了一种具有优良高温阻垢分散性能的三元共聚物,探索了单体配比、引发剂用量、合成温度、时间对共聚物阻垢性能的影响,确定了单体比例n_(IA)∶n_(A)∶n_(B)=1∶1∶1、引发剂占单体总质量7%、温度80℃、时间2 h条件下合成的三元共聚物高温阻垢性能最佳。

复杂碳酸盐岩缝洞型储层的地震精细预测方法

利用地震属性能够对非常规储层中的裂缝等不连续异常进行识别,但碳酸盐岩缝洞型储层非均质性强,地震信号响应复杂,使得储层精细结构描述面临重大挑战。为此,提出针对目标储层的裂缝精细预测技术流程,首先使用构造导向滤波(SOF)方法去除地震数据中的噪声,在保留断层构造特征的基础上,增强地震数据中的有效信息;其次,充分挖掘地震信号的多尺度特征,开展多方法技术的组合应用,包括基于三维多尺度体曲率属性(3D MSVC)、蚂蚁追踪、最大似然属性以及基于二维希尔伯特变换的储层裂缝多尺度体边缘检测;最后,将这些方法获得的缝洞储集体的多源特征信息进行降维优化和融合,从而降低地震精细预测的多解性和不确定性,实现碳酸盐岩缝洞储集体不同尺度特征要素信息的同步检测。实际地震资料应用结果表明,该方法对裂缝、溶洞、古河道和隐伏断裂有很好的检测效果,能够为碳酸盐岩缝洞型储层勘探开发提供有效的技术支撑。

渤海某高温油田新型井下防垢剂的研发及应用

渤海某高温油田注水不配伍可能引发注水井井筒及地层结垢、油井井筒结垢,因此,针对性地研发了一种耐高温防垢剂(YFFZ-806),该防垢剂为低分子量聚合物类,可用作碳酸钙、硫酸钙等的防垢剂。评价实验结果表明,加药量250 mg/L,在130℃条件下,防垢率可超90%。现场试验结果表明,加药后,B42井产液中钙离子浓度有明显提升,防垢率可稳定达到90%以上,可有效减缓B42井管线结垢,推荐长期加注。

鄂尔多斯盆地庆城油田长7页岩油储层多尺度裂缝三维地质建模

页岩油储层普遍发育多尺度天然裂缝,天然裂缝是页岩油储层主要的储集空间和渗流通道,多尺度天然裂缝分布规律制约着页岩油气储层高效开发。本文以鄂尔多斯盆地庆城油田长7页岩油储层为例,结合地表露头、岩心、薄片、测井和地震等资料,在划分多尺度裂缝的基础上,明确了多尺度裂缝的发育特征,形成了多尺度裂缝建模方法,建立了典型区块X井区长71储层多尺度裂缝三维离散网络模型。根据蚂蚁体叠后地震属性明确了大尺度裂缝分布特征,用确定性方法建立了大尺度裂缝地质模型;结合储层地质力学方法和常规测井裂缝解释结果,建立了中、小尺度裂缝发育强度约束体,然后以发育强度约束体为约束,协同中、小尺度裂缝参数,采用随机建模方法分别建立了中、小尺度裂缝地质模型。最终将大、中、小尺度裂缝网络模型融合形成多尺度裂缝网络模型,并建立裂缝等效属性模型。结果表明X井区长71大尺度裂缝发育于该区东北部,中尺度裂缝和小尺度裂缝多发育于该区西部、西南部和东北部大尺度裂缝发育位置。建立的多尺度裂缝模型与单井裂缝发育规律和实际生产动态数据吻合,可为庆城地区X井区页岩油气增储上产提供地质依据。

长柱塞短泵筒注采一体化管式泵的优化设计

常规机采井管式泵因其结构特点不适用于注氮气驱油作业,易造成卡泵、套漏,增加修井成本,影响生产时效。通过分析注气腐蚀结垢的机理,并在常规抽油泵的基础上创新的研发出了一种可注气并且能防垢的长柱塞短泵筒注采一体化管式泵,在泵筒上设置注气孔,注气期间下放柱塞露出泵筒上的注气孔,柱塞始终放在泵筒内,使注入的氮气和流体不与柱塞、泵筒直接接触,并且设计的长柱塞、短泵筒结构可避免垢物落入泵筒内,达到防垢的效果。该工艺在塔河油田现场成功试验15井次,平均单井注气量为150×10^(4) m^(3),注气、生产均正常。该工艺结构简单,可同时满足注气和提液需求,具有很高的应用前景。

延长油田某注水站清水回注处理实验研究

为了达到水质考核标准,针对延长油田某注水站滤后悬浮物固体含量、细菌含量超标等水质不达标的问题,通过开展室内实验,运用绝迹稀释法、静态挂片法、浊度分析法、正交试验法和极差分析法,优选了药剂种类和投加浓度,研究了加药时间间隔和加药次序对絮凝效果的影响,评价了药剂之间的配伍性,确定出适合该站的水处理药剂配方。室内实验结果表明:当pH值为7.5时,絮凝剂加量为100 mg/L,助凝剂加量为60 mg/L,间隔时间超过1 min,杀菌剂加量为20 mg/L,除氧剂加量为130 mg/L。处理后的水悬浮物含量降为4.2 mg/L,粒径中值为2.8μm,细菌降为2.5 mg/L,达到油田注入水标准。按照以上筛选出的各种水处理剂选型及浓度选择混合后,配伍性良好。该研究成果可为该站下一步水处理工艺的优化以及水处理药剂管理提供理论基础。

超支化聚合物的合成及其应用于油田阻垢的研究进展

超支化聚合物(HBPs)是一类高度支化的三维大分子,属于树枝状聚合物领域的一个重要亚类,由于其独特的分子结构、非对称的随机分支和端接官能团多,使其成为现阶段油田阻垢方面的研究热点。综述了超支化聚合物的3种经典合成方法:AB_(X)(X≥2)型单体缩聚反应、自缩合乙烯基聚合反应和开环聚合反应。总结了近年来用于阻钙镁垢、硅酸盐垢的超支化聚羧酸类、超支化聚酰胺-胺类、超支化聚酯类以及其他超支化聚合物类型的阻垢剂的研究进展,并分析了各种类型超支化聚合物的阻垢机理。对超支化聚合物在油田阻垢方面的应用和发展前景提出展望。

油田水结垢机理及预测研究进展

油田水结垢是影响油田开采和集输的重要问题之一,结垢机理及结垢预测研究对保障油田正常生产具有重要意义。通过对油田水的结垢机理和结垢预测方法进行研究,讨论不同结垢趋势预测方法的基本原理、判断依据及适用性,总结结垢量预测方法和结垢监测技术的基本原理和特点。研究发现,结垢趋势预测方法适用于判断油田水是否结垢和结垢程度,结垢量预测方法能定量判断结垢量或结垢速率,其中结垢预测软件使用最为广泛,但能够预测换热壁面实际结垢速率的方法较少。因此,综合热力学和动力学等因素建立能准确用于预测油田水实际结垢速率的理论模型,形成一套结垢量预测和结垢监测技术相结合的油田水结垢评估体系是今后的研究方向。

新疆油田污水成垢机理分析及结垢因素研究

为深入研究油田污水结垢过程和不同工况下对结垢速率的影响,采用逐层(四层)实验分析和室内模拟方法,结合扫描电镜和XRD等检测手段分析发现,结垢产物从钢壁接触的氧化皮层(第一层)到中心孔垢样(第四层)中的有机物含量逐渐增加。第一层垢样大部分由腐蚀产物氧化铁和碳酸铁组成,结垢产物如CaCO_(3)出现在第二层;从第二层到第四层的CaCO_(3)含量增加,其晶相从球霰石转为文石。第四层垢样出现了Ca、Fe、Si、O的复合盐垢,表明腐蚀产物在结垢产物前形成。进一步对不同条件下污水管线中CaCO_(3)垢的成垢速率进行研究,结果表明:温度越高,碳钢、玻璃钢和涂层三种材质的CaCO_(3)垢成垢速率越大,增幅最大的为碳钢材质;压力越低,CaCO_(3)垢结垢速率越大,不同材质增幅接近;材质表面水流流速越大,CaCO_(3)垢结垢速率越小;温度对CaCO_(3)垢的成垢速率影响比压力和流速的影响更为显著。因此,保持油田管线中水温稳定、避免压力和流速剧降,可有效避免管线中CaCO_(3)的沉积结垢。

油田注水系统管路腐蚀及主控因素研究

为了明确油田注水管路腐蚀结垢的原因,利用X射线衍射仪和原子吸收分光光度计等仪器对水质和垢样进行了分析,采用电化学测试技术测试了管路材料在不同温度、CO_(2)含量、H2S含量和硫酸盐还原菌(SRB)细菌含量组合作用下的腐蚀速率,设计了正交试验研究多因素耦合作用下腐蚀损伤的主控因素。结果表明,垢样成分中腐蚀垢占主导,温度为腐蚀结垢的主控因素,CO_(2)和H2S对腐蚀均有两面性作用。

海上油田注水水质分析及结垢腐蚀规律研究

针对海上B油田结垢及腐蚀现象严重的问题,通过室内实验开展了注入水水质研究,系统测定了注入水中主要离子质量浓度、悬浮物质量浓度、含油量、溶解氧及细菌含量,分析了导致结垢和腐蚀的主要原因,最后提出了改善注入水水质的针对性措施。实验结果表明:B油田注入水中HCO_(3)^(-)和F^(-)质量浓度分别达到1 800 mg·L^(-1)和55 mg·L^(-1),易与Ca^(2+)生成CaCO_(3)垢和难溶的CaF_(2)垢,建议优选针对性阻垢剂加以抑制。注入水中悬浮物质量浓度和粒径中值分别达到12.5 mg·L^(-1)和2.99μm,长期注入会进一步加剧储层堵塞,建议选取适当絮凝剂以控制悬浮物质量浓度。注入水中溶解氧和细菌含量超标是导致腐蚀的主要因素,建议优化杀菌剂、除氧剂和缓蚀剂以控制注入水质腐蚀性。

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。

青西油田地面注水管线结垢影响因素及阻垢效果研究

目的解决青西油田地面注水管线结垢问题。方法使用软件预测及室内实验研究了结垢的影响因素,选用合适的阻垢剂开展阻垢实验及阻垢剂复配实验研究。结果从结垢预测结果得到,青西油田地面注水管线的结垢垢型主要为CaCO_(3)垢,并含有微量的BaSO 4垢。阻垢实验结果表明,阻垢剂DTPMPA、DF-501、GY-405对注水管线混合水样均具有良好的阻垢效果,且与注入水的配伍性良好。正交实验结果表明,pH值对CaCO_(3)阻垢效果的影响最为显著,压力对CaCO_(3)阻效果的影响最小。在复配阻垢剂总质量分数为100 mg/L的条件下,阻垢剂DTPMPA、GY-405以1∶1的质量比复配时,阻垢率为92.54%;阻垢剂DTPMPA、GY-405与DF-501以0.5∶1.0∶1.5的质量比进行复配时,阻垢率为95.76%。结论复配后的阻垢剂将通过阻垢剂间的协同作用提高阻垢剂的阻垢性能。

电位诱导沉积防垢技术在油田污水处理中的应用

以高密度碳棒为阳极、碳钢为阴极,恒压电位仪为外加电源制备出电位诱导防垢装置,并在新疆油田某污水处理站进行了现场试验。结果表明电位诱导防垢装置电极数越多、水中含油量和悬浮物含量越低,对油田污水的防垢效果越好。当污水流速为2 L/min、外加电压为1.5 V时,水的钙离子去除率达15.77%,可有效去除水中不稳定的结垢离子。现场试验表明,电位诱导防垢装置处理后水中钙离子去除率在9.09%至26.06%之间,处理前后油田水的24 h失钙率降低幅度能稳定保持在50%以上,结垢速率降低70.80%。同时,电位诱导防垢装置处理后水质参数没有发生显著变化,不影响污水后续处理或使用。