智慧工程在华北油田的研究与应用

华北油田"智慧油田"的建设,贯穿油气资源勘探、油藏评价、油气田开发建设和油气生产四大业务,积极探索物联网、云计算、下一代互联网等现代信息技术,并选取了二连油田为智慧工程示范基地,探索建立无人值守、全天监控、智能巡检、自动感知、组织运维安全平稳、层级简化的高寒油田管理新模式。

华北油田小断块采出水处理技术探讨

针对目前华北油田小断块由于水多油少、运距远带来的高额的拉运成本,及由于产出水全部拉运至联合站,油田开发注水需求只能选择清水资源,增加了水资源税的成本压力,这些严重影响了小断块油田开发的经济效益评价。论述了目前小断块开发所面临的问题,针对这些问题,从改变工艺流程,完善采出水处理工艺,达到就地分水,就地处理,就地回注的目的,提高小断块油田的开发经济效益评价。

川南二叠系煤层气井防腐防垢工艺

川南筠连煤层气属深层煤层气,含煤10余层,近几年出现大范围井下管柱腐蚀结垢,造成检泵停产,严重影响开发进程。通过对12组垢样的XRD分析发现,垢样是罕见的含CaCO3、FeCO3及SiO2的多种无机矿物混合体,常规Ca/Mg盐的缓蚀阻垢剂并不适用,需探索新的防腐防垢工艺。以激光粒度检测法、失重法、静态阻垢法、绝迹稀释法对6种缓蚀阻垢剂(EDTMPS、HEDP、ATMP、EDTMPA,PESA、PASP)和2种杀菌剂(1227、戊二醛)进行分散、缓蚀、阻垢及杀菌效果评价。结果显示,戊二醛杀菌效果较好,30 mg/L时可完全杀菌,对颗粒粒径无显著影响,EDTMPS与PESA缓蚀阻垢效果较好,复配比为1∶1,90 mg/L时阻垢率、缓蚀率分别达84.56%、92.34%,可有效降低颗粒粒径。最终确定防腐防垢配方为:45 mg/L有机磷类阻垢剂EDTMPS+45 mg/L聚合物类阻垢剂PESA+30 mg/L戊二醛杀菌剂,用连续泵注设备由环空注入井下,3~6 d时采出水Ca2+质量浓度由200 mg/L升至380 mg/L,Fe2+质量浓度由14 mg/L降至8 mg/L,细菌数接近0个/mL。长期跟踪发现,因腐蚀、结垢造成的检泵周期分别由665 d、681 d延长至749 d、880 d。以EDTMPS、PESA与戊二醛为主的缓蚀阻垢配方可有效缓解本区井下管柱的腐蚀结垢。

高煤阶煤层气井单相流段流压精细控制方法——以沁水盆地樊庄—郑庄区块为例

目前已有的煤层气井排采控制技术未考虑煤层供水量变化的影响,抽油机冲次调节有效性差,调节频繁且容易造成流压波动,使储层受到伤害。为此,针对沁水盆地樊庄—郑庄区块下二叠统山西组3号煤层,基于煤层产水规律的井底流压控制方法理论推导,通过研究煤层气井处于单相流段时煤层的产水规律,以及煤层气井抽油机系统的排水规律,确定了井底流压的精细控制方法,并进行了现场试验。结果表明:(1)煤层气井在单相流段,随着井底流压的降低,日产水量呈线性增加,其斜率由于储层物性存在差异而有所不同;(2)研究区新投产井抽油机系统理论排水量与实际排水量呈线性关系,排量系数为0.888,单相流段煤层气井日产水量与抽油机冲次呈正比;(3)通过现场试验确定合理的日降压幅度下抽油机冲次与累积生产时间趋势线的斜率和截距,在气井排采时只要确保抽油机冲次随着累积生产时间的增加严格按该斜率线性增加,就可以保证实际日降压幅度等于合理的日降压幅度。结论认为,该方法实现了煤层气井处于单相流段时对井底流压的精细控制,对于煤层气井实现高产具有指导作用。

保德煤层气田黄河压覆区长水平段水平井钻井完井技术

保德煤层气田北部优质煤层气藏开发受到城市、黄河压覆等地面复杂情况影响,为了实现有效动用,分析了该地区煤层的地质特点,考虑煤层倾角、垂深和常规钻井工艺等因素,开展了井身结构优化、井眼轨迹控制、钻井液优选及完井工艺优化研究,形成了集约化大平台水平井钻井完井技术。通过集成应用新技术,实现了地表复杂地区煤层气优质储量的经济开采。在煤层垂深800.00~1000.00 m、上倾角度2°~5°条件下,水平段极限长度可达到1700.00~2000.00 m。在此基础上,研发了玻璃钢筛管完井系统,实现了水平井完井井筒“可重入、可作业、可维护”的功能,满足了采煤采气一体化要求,现场试验取得了较好的开发效果。长水平段水平井钻井完井技术为保德煤层气田黄河压覆区煤层气的开发提供了技术支持。

煤层气田集输管路排液工艺优选研究

煤层气集输管路内输送的介质为湿气,随着温度的降低,会有小液滴凝结析出,在管路局部低洼处聚集,影响管路流通能力,加速管路内腐蚀速率,给集输系统安全平稳运行带来重大隐患。通过分析对比清管作业与集气站预脱水两种工艺优缺点,为煤层气田建设与生产运行过程中集输管路积液排放工艺的选择提供借鉴。利用OLGA多相流模拟软件对管路积液分布进行分析与预测,得出合理的清管作业周期,调研分析了常用脱水工艺,推荐在集气站内采用外制冷的方法进行预脱水。排液工艺优选研究表明:集气站预脱水工艺虽然可以达到控制水露点合格,有效抑制管路内游离水的生成,但因其一次性投资成本较高,且运行与维护成本较高,因此仍推荐采用定期清管作业排出管路内积液的工艺。

基于聚类分析的煤层气抽油机井能耗特征研究

以沁水盆地南部煤层气井为例,基于数据挖掘与大数据分析,创新构建一套多维尺度抽油机能耗优化模型,应用K-means聚类分析获得不同能耗偏向性的独立样本群,明确节能措施方向。通过现场应用验证,该技术可提高对煤层气抽油机井能耗数据分析的及时性和准确度,有效降低机采井能耗分析成本,给抽油机系统节能降耗提供新的技术思路,有利于提高煤层气田生产的智能化水平。

管道内检测技术在煤层气集气管道的应用

由于煤层气集气管道出站温度和地下温度温差较大,会有大量的冷凝水析出,随着管道的长时间运行,易造成管道的腐蚀、穿孔、泄漏,给管路的安全运行带来巨大隐患,因此需要对管线进行内检测,保障集气管线安全平稳运行。利用(355.6管道清管设备、变形检测设备、高清晰度漏磁检测设备对樊4至处理中心集气管道实施了管道智能检测。检测结果显示,本次检测发现金属损失37处,变形26处,焊缝异常31处。基于缺陷的深度、长度及宽度进行了剩余强度评价,在最大允许操作压力1.5MPa下都不需要立即维修,且没有金属损失需要在5年内计划维修。

沁水盆地南部煤层气田闲置井风险分级与治理

煤层气闲置井指的是在煤层气田勘探开发过程中,因为各类原因导致超过半年以上没有正常生产利用的井。由于此类井利用价值较小,人们经常疏忽对其管理,但该类井存在气体泄漏风险,可能造成安全环保事件。因此,加强闲置井合理处置显得尤为重要。根据闲置井解吸压力、目前井底流压、区域生产状况、套管技术状况、附近采煤情况等技术指标将闲置井风险等级分为3类,并针对性地制定了安全生产对策,可在同类井中推广应用。

煤层气井调气方式适应性研究

煤层气井气量调控主要通过角阀、Ⅴ型球阀来实现,在阀门结构、调气方式、调节范围存在着差异;从Ⅴ型球阀在新、老区块应用的情况对比来看,使用效果存在着差异;在同等排采采气工艺情况下,流量计最低显示值存在着差异。本文通过煤层气井两种调气阀门的优缺点、新、老区块现场应用情况进行描述,对比分析,对后期的煤层气井单井采气工艺调整提供参考。

宁武盆地山西—太原组煤系页岩气储层勘探潜力探讨

由于页岩气资源更丰富、开采周期长、产量高,已经成为一种至关重要作用的非常规天然气资源。近期,为了加快中深层煤系页岩气资源落实,在宁武盆地以煤层气和致密气两种类型勘探领域分别部署的NT8X井和NT4X井,在山西—太原组地层中泥页岩、致密砂岩、煤层段均钻遇良好的气测显示,泥页岩累计厚度175~190m,TOC在2.6%~5.2%,含气丰度高,气测全烃大于30%的泥页岩面积150km2,区内断层发育较少,有利于煤系页岩气保存及成藏。由于该区煤系页岩气属于勘探新领域,目前尚未取得重大突破。立足于山西—太原组煤系页岩气储层,通过整理分析已钻井资料,从生烃条件、储层特征、保存条件三个方面,开展煤系页岩气储层的综合评价。根据评价结果结合平面展布情况初步优选盆地北部宁武洼槽带为有利区带,具有较大的资源潜力,为宁武盆地下步勘探开发提供了一定依据。

煤层气田含乳化油污水聚结法处理技术研究

山西煤层气处理中心生产污水中乳化油含量较大,达到3000～4500mg/L,超出污水处理系统设计处理能力数百倍,原有污水处理系统已不能满足污水处理要求。通过理论分析了聚结法除油可行性并通过相关室内试验验证后,将聚结处理装置应用于现场实践。该装置能够有效地清除了污水中的悬浮物、煤粉与乳化油,优化改造后煤层气处理中心平均每月清除并回收利用废润滑油2. 5t,即解决企业环保问题,又为使油品资源回收成为可能。

煤层气管网运行现状与监测技术研究

煤层气排采井采气经调控计量后进入采气管网,单井、多井采气管线交汇输送至集气站场,进行前置分离脱水、粉尘过滤、增压、后置分离脱水后输送至下一生产单元。采气管网多采用枝状分支、阀组管汇、环形管网等联入方式,煤层气管网运行出现的管网回压、管线水堵、泄漏、憋压、管容及阀组工艺设计等多重因素影响,造成了管输效率的降低。文章以采气管线不同联入方式,从影响因素辨识,管网的运行监测方式、判定方法、应急处置等方面进行阐述。

靖边气田北部下奥陶统马五_4~1段古岩溶储层特征及其控制因素

通过钻井岩心、铸体薄片、扫描电镜、阴极发光观察及岩石孔渗测定等方法对鄂尔多斯盆地靖边气田北部马五41段古岩溶储层研究表明:晶间孔、溶孔(洞)、溶缝及铸模孔是最主要的储集空间类型;其孔隙度最大15.91%,最小0.22%,孔隙度平均值约为3.73%,渗透率最大为79.13×10-3μm2,最小为0.001 3×10-3μm2,平均渗透率为1.24×10-3μm2,储层可分为溶孔、晶间孔-溶缝型、晶间孔型、微孔-溶缝型和微孔型4种;沉积相是储层形成的基础,成岩相决定了最终储集空间的保存情况,而古岩溶地貌从宏观上控制着储集空间的发育程度和储层的保存状况,三者有利区叠合部位是油气勘探的重点区域。

滇西三江地区中生代盆—山动力学耦合初论

盆地和相邻造山带在动力学机制上的耦合关系是当前大陆动力学研究的热点,滇西三江地区中—新生代盆山格局是开展这一研究的典型实例。晚三叠世思茅盆地从前陆盆地向裂谷盆地的转换过程,与造山带演化的主碰撞阶段和后碰撞阶段相关,是研究的切入点。通过分析研究区中—新生代盆—山耦合过程及其沉积响应、地球物理和岩浆岩地球化学特征来探讨其深部动力学过程的一致性和连续性。研究表明三江地区中—新生代盆山演化经历了"盆转山"(T1—T2)、"山控盆"(T3—E1)以及盆—山共变(E2—Q)三个阶段;思茅陆相断陷湖盆通过盆地内沉积相迁移、层序建造、基底变形,尤其是沉积旋回来响应深部动力学过程;岩石圈速度结构剖面揭示出思茅盆地的下地壳和岩石圈地幔P波速度增大,莫霍面加深;结合思茅盆地两侧中生代岩浆岩活动期次和地球化学特征,底侵作用、拆沉作用和俯冲板片断离作用可能是盆山动力学耦合的深部作用模式。

构造活动对雪峰山邻区海相油气分布的控制

在厘定雪峰山活动带大地构造属性的基础上,据湘鄂西地区和湘中地区原始油气地质条件及后期破坏、次生成藏特点,探讨了显生宙以来雪峰山活动带对邻区海相油气分布的构造控制。研究表明:加里东运动和燕山运动是雪峰山地区最强烈的两期陆内造山事件,构造变形的区域不均一性导致两侧邻区海相油气地质特征和分布各异。湘鄂西地区下组合震旦系—志留系烃源岩均已高过成熟,以干气为主,主要聚集在复向斜内封堵条件好的构造–岩性复合型圈闭内;而湘中地区海相油气赋存在上组合内,烃源岩处于成熟—过成熟阶段,龙潭组煤系盖层以下古背斜及相邻向斜内的次级背斜对油气聚集较为有利。

柴达木盆地七个泉地区渐新世沉积特征与隐蔽油藏预测

在油气开发的后期阶段，特别是构造油气藏已经不能满足生产需要的时候，利用层序精细划分和沉积微相分析等方法来寻找隐蔽油藏就显得尤为重要。通过对三维地震、钻井岩心、测井曲线等资料进行综合分析，利用三维地震资料控制沉积相空间展布，利用钻井和录井资料划分砂体小层，并将两者结合起来对柴达木盆地七个泉地区沉积相和层序进行精细刻画，同时在沉积相带内和层序格架之下研究砂体的连通性和空间展布。结果表明，在SSC5—SSC3沉积时期，研究区沉积主要以退积为主，在SSC2沉积时期经历了一次快速的水退过程之后，SSC2—SSC1沉积时期沉积基准面持续下降，后期主要以扇三角洲沉积为主。研究区渐新世下干柴沟组下段主要发育湖泊—扇三角洲和辫状河三角洲沉积。辫状河三角洲沉积发育水下分流河道、水下分流河道间、河口坝和席状砂沉积微相；扇三角洲发育扇三角洲平原和扇三角洲前缘亚相。通过对砂体展布和砂体孔渗性以及试油结果的研究，并依据沉积相与层序格架分析，预测在七32井区附近发育的斜坡带砂岩透镜体和上倾尖灭砂体是岩性油藏勘探的重点目标。

陆相致密砂岩及泥页岩储层纵横波波速比与岩石物理参数的关系及表征方法

为研究非常规致密砂岩及泥页岩储层的地质结构特征,基于川西地区三叠系岩石物性、力学及声学测试资料对深层致密砂岩、泥页岩的纵横波波速比与岩石的岩性、物性、泊松比、应力及微裂缝之间的关系进行研究。结果表明,纵横波波速比可以有效区分不同的岩性;对于相同岩性的地层,纵横波波速比与孔隙度和渗透率均具有正相关性;在高应力条件下,随着微裂缝的产生,往往会导致纵横波波速比出现异常升高;纵横波波速比的升高及横波波速的降低均可在一定程度上反映微裂缝的发育程度。研究区三叠系的纵横波波速比对裂缝的识别较为敏感,分别利用泊松比和Gassmann方程对纵横波波速比进行表征并与实测值对比,结果表明2种方法均具有一定的适用性,但Gassmann方程计算结果的精度更高,反映出弹性波理论在致密砂岩及泥页岩等复杂地层中是适用的。

裂缝对致密碎屑岩储层弹性影响的数值分析

有效预测裂缝发育区是寻找致密气甜点区的关键,但目前海陆过渡相致密碎屑岩储层裂缝预测的效果较差。利用DEM理论模型获得岩石孔隙纵横比α及干岩石体积模量,探讨裂缝对致密碎屑岩地层岩石弹性的影响及不同尺度裂缝间的关联性。利用模型确定的α可以较好地识别出裂纹发育段,随着孔隙纵横比由1.0转变为0.01,地层岩石体积模量和剪切模量也逐渐降低,表明裂纹相比孔隙而言更容易引起岩石弹性发生改变。地层岩石由干岩石到饱和地层流体过程中,裂缝不发育地层的体积模量增加幅度为3.1%;对于裂缝发育地层段,孔隙度小于4.7%时其体积模量的增加幅度平均为7.0%,孔隙度大于4.7%时其体积模量增加幅度平均为23.0%,拐点处所对应岩石孔隙度可作为岩石内部裂纹发育程度的评价指标。对于裂缝不发育段地层,干岩石体积模量与剪切模量的比值和孔隙度具有较好的正相关性;对于裂缝发育段地层,干岩石体积模量与剪切模量的比值和孔隙度具有较好的负相关性。研究结果表明,利用岩石弹性性质可以定量表征碎屑岩地层裂缝的发育特征。

滇西三江地区中新生代“盆山”耦合运动学过程

滇西三江地区中新生代盆山格局是研究盆山耦合的典型实例。本文通过解析该区叠加构造变形期次和样式,理清其中新生代的盆山耦合关系,并探讨思茅盆地对相邻造山演化的沉积响应过程。研究表明,三江地区经历了主碰撞造山带与前陆盆地耦合(T1-T2)、后碰撞造山带与伸展盆地耦合(T3-K)以及陆内"盆山"共变(E-Q)三个盆山耦合运动学过程。兰坪-盆地内复理石、山前磨拉石到红色碎屑岩的沉积序列响应了相邻造山带从主碰撞阶段向后碰撞阶段的演化,该阶段盆地转换过程受控于拆沉作用和岩浆底侵作用等深部动力学机制。