铁基质硅藻土处理油田含硫注入水的吸附性能研究

针对油田注入水中含硫而危害设备的问题,选择铁基质硅藻土脱硫剂(M-1),开展其在不同停留时间下的除硫效果和不同温度下的饱和吸附量实验。利用SEM、EDS等技术对M-1进行表征,利用热力学与动力学模型对实验数据进行拟合。结果表明,M-1表面为均匀细密的孔道,硫容能力强,主要成分为含40%铁的硅藻土;其吸附速度快,反应1 min时,水样中硫含量由原来的40.32 mg/L减少为0.029 mg/L,除硫率达到99.93%;该吸附过程符合Langmuir吸附模型和准二级动力学模型,属于单分子层吸附,是由化学吸附占主导地位,化学和物理吸附共同控制的过程,且该吸附是自发、混乱度降低的微放热反应。

稠油出砂规律及出砂模拟实验研究

提出依据径向流动进行室内大型出砂评价的思路,研制了油井出砂的模拟实验装置。针对渤海区域常用的金属纤维防砂管、金属网防砂管和割缝管,进行了围岩应力作用下的出砂流动实验,对地层在围岩应力状态下出砂和流量之间的变化规律进行了分析,测定了流出砂的粒径变化情况,观察和模拟了环境控制条件下的出砂行为。研究结果表明:金属网布筛管对泥质的防堵塞效果最好,割缝管次之,金属纤维防砂管对泥质较敏感,泥质含量高的情况下不宜使用金属棉防砂管;对不同防砂管产出砂进行粒度分析,产出砂粒径开始时较大,可远远超过防砂精度,最大的可超过防砂精度的2～3倍,后迅速降低,说明在防砂管周围有砂桥形成。环空周围堆满砂后,产量迅速下降,随着微小砂粒的流出,孔渗结构得到改善。金属纤维防砂管产量低,产量稳定,割缝管和金属网防砂管产量高,割缝管产量有略微下降趋势,金属网防砂管产量有波动。

低渗高温油藏聚合物驱研究

针对江苏油田沙七断块低渗高温中盐储层的特点,通过室内聚合物性能评价及注入性实验,探究了该类型区块聚合物驱应用的可行性。对低相对分子质量的梳形聚合物、磺化聚合物和普通聚合物进行初选,梳形聚合物的抗温耐盐能力良好,1000 mg/L聚合物清水溶液的黏度为22.4 mPa·s(25℃)、10.1 mPa·s(83℃),1000 mg/L聚合物污水溶液的黏度为10.6 mPa·s(25℃)、5.7 mPa·s(83℃)。对4种梳形聚合物(M=480×10~4～1550×10~4)进行进一步筛选,其剪切黏度保留率为89%～100%,在83℃老化90 d后的黏度保留率为88.5%～95.1%,抗剪切能力和热稳定性均较好。注入性实验表明,聚合物溶液注入压力随聚合物相对分子质量和浓度的增加而增大;相对分子质量1000万的梳形聚合物溶液可以注入到渗透率50×10^(-3)μm^2的人造岩心中,随聚合物浓度的增大,低相对分子质量的聚合物溶液也有良好的流度控制能力;相对分子质量1000万的梳形聚合物溶液会堵塞渗透率小于30×10^(-3)μm^2的天然岩心,相对分子质量616万的梳形聚合物溶液可以满足渗透率20×10^(-3)μm^2天然岩心的注入性要求。沙七储层聚合物驱宜选用相对分子质量616万的梳形聚合物HF62208。

渤海油田驱油用聚合物线团尺寸与岩石孔喉配伍性研究

针对渤海油田聚合物驱开发的实际需求,利用物理模拟方法,以AP-P4疏水缔合聚合物为例,采用了岩心流动实验,注入多孔介质前后黏度变化和聚合物线团尺寸变化等方法对聚合物线团尺寸与岩石孔喉配伍性进行了研究。结果表明,3种相对分子质量为600×104、1000×104和1600×104的聚合物分别与渗透率为500×10-3～1000×10-3、1000×10-3～1500×10-3、1500×10-3～2000×10-3μm2的岩石孔喉半径匹配效果较好,此时,岩心孔喉半径中值与聚合物分子线团尺寸之比R*/Rh分别为6.09～8.01、7.07～8.09、6.95～7.51。对于渤海油田,岩石孔喉半径中值与聚合物线团尺寸比值为6～8时,聚合物与岩石的孔隙结构匹配效果较好。对于渗透率为500×10-3、1000×10-3和2000×10-3×m2的不同渗透率的地层,推荐选用相对分子质量分别低于600×104,1000×104和1600×104的聚合物,若考虑配制和注入过程中的剪切和热降解作用,聚合物相对分子质量还可以适当提高,但最高不宜超过800×104,1200×104和1800×104。

聚–表二元驱油体系性能对比研究

基于不同分子结构,探讨了表面活性剂分子与聚合物分子、高价金属离子的相互作用机理,认为与钙离子结合能力排序为:十二烷基硫酸钠>部分水解聚丙烯酰胺>十二烷基苯磺酸钠,从而导致聚–表二元复配体系黏度的差异。同时,驱油体系驱油实验的结果表明,驱油效率主要受到体系黏度、油水界面张力的影响,但驱油体系性能相近的情况下,具有更大分子截面积的表面活性剂,在驱替过程中,会表现出较好的界面张力保持能力,得到相对较高的驱油效率。

多孔介质中两亲聚合物驱稠油渗流规律实验研究

以渤海油田稠油为样本,对两亲聚合物驱稠油作用机理和渗流规律进行了实验研究。室内微观实验表明,新型两亲聚合物溶液能够降低胶质和沥青质在石英表面的吸附层厚度和吸附质量,通过乳化分散作用减小油滴尺寸,从而改善稠油流动性;随着两亲聚合物溶液与原油混合体系中聚合物溶液比例增加,流动时间逐渐降低,体系的流动性明显改善。物理模型宏观实验表明:一方面两亲聚合物-原油混合体系在渗流过程中持续与油相接触,启动更多稠油,提高驱油效率;另一方面,混合体系因吸附滞留作用在多孔介质中能够建立渗流阻力,扩大波及体积,提高采收率。本文研究成果对于明确两亲聚合物提高采收率原理和指导矿场试验具有重要意义。

海上油田早期注聚开发特征及注入方式研究

鉴于海上油田开发平台寿命的时效性和开发投资的风险性,决定了海上油田实施聚合物驱技术应突出一个"早"字。针对渤海典型油田油藏特点,通过油藏工程方法和数值模拟手段研究了海上早期注聚的注入时机、注入压力特征、注入方式和开发效果。研究表明,与陆地传统聚合物驱模式相反,海上油田早期注聚的注入方式适宜先注低浓度聚合物溶液后注高浓度聚合物溶液的组合驱替方式,以达到将聚合物驱注入时机提前和使油田开发全过程保持较高的注采速度的目的。早期注聚开发模式在L油田现场实施后,采油速度一直维持在近3%,使油田保持了较旺盛的生产能力,证明海上油田实施早期注聚及其开发模式是可行和高效的。

海上稠油油藏蒸汽吞吐周期注汽量优化研究

海上稠油油田蒸汽吞吐开发与陆上油田相比更为复杂,周期注汽量的合理选择已越来越受到重视。以渤海油田某稠油油藏为研究对象,根据海上油田特点建立概念模型,运用数值模拟方法对蒸汽吞吐周期注汽量进行优化研究,首先设计7种方案对各周期注汽段塞进行了定性研究;在此基础上,针对开发效果最好的注汽段塞方案又设计12种方案进行定量细化研究。结果表明,研究区蒸汽吞吐开发时各周期注汽量应随着周期数的增加而增加,且各周期注汽量递增率均为20%时开发效果最好。M油藏实际区块数值模拟结果表明,吞吐10周期后,蒸汽吞吐周期注汽量最优方案比各周期注汽量相同的注汽方式的累积产油量提高4.58×104m3,采出程度提高0.53%。

清洁压裂液返排液再利用驱油体系研究

压裂液返排液具有液量大、处理难度大、处理费用高及环境污染等问题,为实现清洁压裂液返排液的再利用,通过对压裂液返排液体系中表面活性剂的有效质量分数、吸附性能、降低界面张力性能、改变岩石润湿性性能及提高采收率性能的室内实验评价,构建了基于清洁压裂液返排液的表面活性剂驱油体系。实验结果表明:清洁压裂液返排液体系中表面活性剂的有效质量分数为0.3%,用于目标区块脱水原油时,当其有效质量分数为0.05%~0.30%时,油水界面张力均可达到10^(-4)~10^(-3)mN/m的超低数量级;该体系改变岩石润湿性性能优良,可使油湿石英片表面向弱水湿方向转变;同时,该体系动态饱和吸附量为9.53 mg/g,且水驱后动态滞留量仅相当于动态饱和吸附量的25%~33%。室内岩心模拟驱油实验反映出,在最优注入方案条件下实现采收率增值12.5%,表明该体系能够满足目标区块压裂后进一步提高采收率的要求。

基于模糊C均值聚类算法和贝叶斯判别函数研究深水油藏分类评价

针对目前深水油藏分类评价研究现状的不足,基于模糊C均值聚类算法和贝叶斯判别函数,建立了深水油藏指标选择标准和分类评价体系。优选世界三大深水油气区19例油田的特征属性参数作为典型样品集,采用模糊聚类分析对深水油藏进行了分类,在此基础上,应用贝叶斯判别决策理论,建立了深水油藏分类评价的定量判别关系,对未知类型的深水油藏进行了定量分类评价。实例结果表明,应用模糊C均值聚类算法和贝叶斯判别函数相结合进行深水油藏分类评价是有效的,该分类评价体系考虑的油藏参数更为全面,分类结果更为明显,对于深水油田的开发具有一定的指导意义。

两亲聚合物驱油剂APVR溶液性能研究

利用旋滴界面张力仪、激光共聚焦显微镜(LSCM)及荧光显微镜等,研究了两亲聚合物APVR溶液的界面活性、乳化分散SZ36-1油田原油(黏度为380 mPa·s)体系的微观形态、降低油水混合体系黏度能力,以及增加水相黏度的能力.实验结果表明:APVR溶液具有良好的界面活性,与原油形成的接触角为34.67°,可降低油水间界面张力值至10-1mN/m数量级;荧光显微镜和激光共聚焦显微镜观测发现APVR溶液乳化原油体系中原油被明显分散,分散均匀且直径小,形成O/W乳化体系,显著增强了体系的流动性;当APVR溶液乳化分散原油的质量占其质量的50%(m油∶m溶为5∶10)时,APVR溶液可将原油黏度降至34.6 mPa·s,降黏率90%以上;当聚合物质量浓度为1 500 mg/L时,溶液经WARING搅拌器1档(3 500 r/min)剪切20 s后,溶液黏度能达到18.1mPa·s.机理分析表明:APVR溶液的良好乳化降黏能力主要源于其具备一定的界面活性以及反相乳化性能.

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。

两亲聚合物ICJN对原油的乳化与降黏作用研究

为获得适合稠油开采的驱油剂,设计合成了两亲聚合物驱油剂体系ICJN。采用扫描电镜(SEM)、荧光显微镜、旋滴界面张力仪、接触角测定仪、石英晶体微天平和微观驱油模型实验对ICJN在溶液中的聚集形态及其对稠油的乳化、分散能力和降黏性能、驱油性能进行了研究。结果表明:浓度1000 mg/L的ICJN溶液可降低油水间界面张力至10^(-1)m N/m数量级;与水解度25%、黏均相对分子质量1800万的普通部分水解聚丙烯酰胺HPAM相比,ICJN具有较强的增黏能力;对于黏度上万的稠油,在油水体积比为1∶1条件下,浓度1200 mg/L的ICJN可以使混合油水体系黏度降至100 m Pa·s以下,降黏率在95%以上;ICJN具有较强的洗油能力,以沥青质模拟原油重质组分,在SiO_2芯片表面吸附沥青质,浓度1200 mg/L的ICJN溶液作为流动相,解吸附40 min后沥青质的吸附量从489.2 ng/cm^2降至207.4 ng/cm^2,吸附层厚度从4.7 nm降至3.1 nm。ICJN溶液既可以通过扩大波及体积驱油,又可依靠较低的油水界面张力从岩石表面乳化分散剥离原油。微观驱油实验结果显示,浓度1000 mg/L的ICJN体系的驱油效果明显优于等浓度的HPAM体系和1000 mg/L HPAM+3000 mg/L AOS体系。

考虑非达西流的低渗透油藏水力压裂优化研究

建立充分考虑低渗透油藏渗流特征以及压裂井导流能力失效性的数学模型,并在原有黑油模拟器的基础上,实现该模型的数值求解。以井生产时所诱发的压力波为基础,基于渤海湾某低渗透油田实际数据,从极限波及区域的角度对水力压裂进行优化研究。结果表明:压裂后波及区域的增加是单井增产的主要原因;发生井间干扰时,干扰部位的极限波及区域形态可以比较直观地反映井网控制程度及剩余油分布情况;可以根据注水井和采油井在投产后压力波及系数变化开始减缓时的波及区域,确定压裂注采井的合理井距,当注采井连线与裂缝方向的夹角大于70°时,井组系统和裂缝系统的匹配性最优。

疏松砂岩油藏出砂机理微观可视化实验研究

针对出砂机理宏观实验研究中存在的问题,研制了疏松砂岩稠油油藏出砂机理研究的微观可视化实验装置,采用渤海疏松砂岩典型储层的粒度分布和油田实际挡砂参数,进行了疏松砂岩稠油油藏出砂机理的微观可视化实验研究。结果表明:出砂提高渗透率的程度与驱替压差、地层砂粒度、挡砂筛网尺寸有关。粒度越均匀,分级出砂范围就越窄,出砂阶段越集中;若粒度均匀程度较差,则分级出砂范围就越宽,出砂随驱替压差和挡砂精度的变化也越明显。

海上油田蒸汽吞吐化学增效技术研究

在海上油田蒸汽吞吐技术的探索与实践过程中,由于部分稠油油田的地质油藏特性、钻完井方式、平台空间及操作成本等因素的制约,导致海上油田蒸汽吞吐的应用难度高于陆上油田。蒸汽吞吐化学增效技术通过在传统蒸汽吞吐注入流体的基础上添加化学增效复合药剂的方式,能够在热采效果的基础上,扩大波及体积、提高热采洗油效率以及降低原油黏度,从而改善稠油油田的蒸汽吞吐开发效果。从化学增效机理、室内物理模拟以及渤海某油田数值模拟实例的角度,探讨并评价了该技术的提高采收率效果和经济性。基于渤海油田某区块矿场试验方案数值模拟计算结果显示,经过7个周期热采化学增效剂吞吐,在常规热采基础上增油幅度达16%,投入产出比达1∶6.3(油价按40美元/桶计)。该技术成果为深入开展海上油田热采技术开发奠定了基础,并为海上稠油高效开发提供了新的思路和方法。

电化学法深度处理油田污水COD研究进展

电化学法降解COD技术具有适应面广、可控性强、操作方便、绿色环保等优点而备受国内外研究者的重视。其主要有电化学氧化法、电化学还原法、电絮凝法、内电解法、电渗析法等;阳极材料的选择是电化学技术的应用关键。从电化学法处理含油污水COD的技术条件及效果进行了详细介绍,分析了国内外电化学技术用于降解油田污水COD的研究现状,并对目前电化学处理含油污水技术研究和应用上存在的问题和发展方向进行了探讨。

油田压裂返排液组合深度处理工艺研究进展

油田压裂返排液具有高黏度、高浊度、高COD、高稳定性的特点,采用单一工艺技术无法实现达标处理。针对此,文章综述了目前油田压裂返排液组合深度处理工艺,分析并指出了各组合工艺的技术特点、适用条件及存在问题,并展望了未来压裂返排液处理技术的潜在发展方向。

渤海油田聚合物驱生产污水处理絮凝剂实验研究

针对渤海油田聚合物驱生产污水,合成了干粉型、水溶液型、油包水乳液型和水包水型4类絮凝剂,研究了反应条件对絮凝剂性能的影响,评价了不同类型絮凝剂对含聚合物污水的处理效果.结果表明:在一定条件下,干粉型絮凝剂最佳阳离子度为40%(阳离子单体与全部单体物质的量比),最佳反应温度为5℃,最佳引发剂浓度为0.15 mmol/L;水溶液型絮凝剂的最佳单体质量分数为1%;在合成油包水乳液型絮凝剂时,煤油适合作为连续相;合成水包水型絮凝剂的最佳反应温度为65℃;油包水乳液型絮凝剂和水包水型絮凝剂适合于海上聚合物驱油田污水处理.

稠油胶体体系的研究与应用进展

综述了稠油胶体体系理论在国内外研究应用的进展,分析了稠油胶体体系具有的双电层效应、稳定性与流变特征等性质,介绍了稠油胶体体系在稠油开采、输送和加工中的应用,在此基础上提出稠油胶体体系理论研究过程中存在的问题,并探讨了今后稠油胶体体系的研究方向。