高含水低温原油乳化含水率计算模型

目前,我国油田相继进入高含水期,且部分油田的集输温度已降至凝点甚至凝点以下,而目前没有适用于高含水原油凝点之下的乳化含水率计算方法,因此,开展高含水(70％～95％)、低温(凝点以下10℃～凝点以上5℃)原油乳化含水率研究十分必要.通过剪切率、温度及综合含水率对乳化含水率影响的单因素实验,得出结论:当油品温度高于凝点,...     

西柳站高含水油井常温集输温度界限试验研究

高含水期油井集油的加热能耗会迅速上升,而常温集输可以有效降低集油能耗。高含水原油可在原油凝点以下进行常温集输,但集输温度低于其粘壁温度时,会发生原油在壁面粘附积聚的情况,影响油田实际生产运行,因此粘壁温度可作为常温集输的温度界限,用于衡量高含水油井常温集输是否可行。通过大量的油田现场试验,利用可视化的试验管路系统,通过停用三管伴热降低油水进站温度的方法,研究了华北油田西柳站油水两相流的管输流动状态以及常温集输的温度界限,得到了集油进站温度与管线压降之间的关系,并发现粘壁温度下压降突增的现象,从而得到了各试验油井的常温集输温度界限。实际生产条件下测得的温度界限均低于原油凝点1~3℃,且油井产液量越大,含水率越高,粘壁温度越低,实现常温集输的温度界限越低。     

大庆西部斜坡稠油地层流动性影响因素实验研究

针对大庆西部斜坡稠油在开采过程中与地层水和注入水乳化生成高黏的油包水型乳状液降低地层流动性的问题,通过流变性实验和岩心流动实验,研究了乳化、温度及地层渗透率对稠油黏度和地层流动性的影响规律,明确了原油在地层中流动困难的原因及改善流动性的技术方向。结果表明：含水乳化和温度是影响其黏度的主要因素,温度由30℃上升至120℃,脱水稠油黏度降低了95.5%;当含水率低于70%时,原油与水形成油包水型乳状液,含水率越大黏度越大,含水率为70%的稠油的黏度是脱水黏度的30倍左右;地层渗透率、温度及含水乳化对原油地层流动性具有显著的影响,地层渗透率越低、温度越低、含水乳化越严重,原油流动性越差,不同温度和含水率下的采油指数相差可达10倍以上。因此,促使含水稠油乳状液转相是油田降黏增产的有效途径。研究成果对同类油藏开发具有重要的指导意义。      

高含水、高粘、高凝点原油低温管输粘壁现象研究

一些高含水原油在低于凝点输送时,水包油乳状液中的水滴会以凝胶的形式粘在管道内壁,称“粘壁现象”,原油输送过程中粘壁现象会造成管道局部或全部堵塞,造成能源浪费。通过室内环道实验,研究了高含水、高粘、高凝点原油在管道内低温输送时的粘壁规律。发现含水率、剪切率是影响原油粘壁速率和粘壁温度的主要因素,水包油乳状液的含水率越低、剪切率越小粘壁现象越严重。提出粘壁温度判别式,建立粘壁速率模型,据此建立高含水时压降计算软件。     

扶余油田原油乳化特性实验技术研究

针对扶余油田老井含水率高、新井含水率低的情况,对扶余油田原油乳化特性实验技术进行了研究。介绍了目前对扶余油田现场集输管道内的流动形态进行观察、取样的方法以及实验室研究技术。利用大量的实验数据及根据实验数据生成的变化曲线,从原油乳状液的形成条件和反相条件两个方面阐述了含水率、温度及剪切率对乳状液乳化和反相基本特性的影响。提出了现阶段对扶余油田原油乳化特性进行实验研究的方法。     

高含水油井常温集输边界条件试验研究

高含水原油采用常温输送,温度降低到一定程度后,高含水原油会析出蜡晶形成具有一定力学强度的凝胶原油,从而出现原油粘壁现象,影响管输。通过在现场构建试验管路,记录停止掺水伴热后原油在降温过程中的管输流动状态,得到压降随温度变化的曲线。测得3口典型油井的粘壁下限温度低于原油凝点1～2℃,粘壁上限温度低于凝点2～3℃,把常温集输的边界条件界定为生产中的控制条件,即常温集输的进站温度应高于粘壁下限温度,将粘壁上限温度作为油井紧急治理的节点温度,并根据油井产液量、含水率确定紧急治理的时间。     

新疆油田原油黏度特性对集输工艺的影响

应用高温高压落球黏度计对新疆油田原油及其含水油样在不同温度、压力下进行黏度测定,得到新疆油田原油黏度—温度曲线、黏度—压力曲线以及原油黏度与含水率关系。研究结果表明,原油黏度随温度增加而大幅度下降,随压力升高呈现类似线性趋势增加,在高温时,压力对原油黏度影响小;原油黏度随含水率增加呈先增后降低趋势,在某一含水率时存在极大值。将实验结果应用于原油集输过程,低含水期原油集输采用添加高温处理水工艺;中高含水期集输,可以对油田集输工艺进行改造,拆除加热工艺和掺高温处理水工艺,采用不加热原油集输技术。     

水平管油气水三相段塞流压降预测模型

油气水三相流动条件下,油水混合物黏度不但受油黏度、水黏度及含水率的影响,还与流动状态密切相关,缺乏可靠的黏度预测方程是导致段塞流压降预测精度不高的重要原因。为此建立了油气两相段塞流压降方程,并与油水混合物黏度预测模型融合,在油气水多相流实验环道上进行了实验验证,为提高油气水三相流压降预测精度提供了新的途径。     

不同气量高含水油井低温输送试验研究

随着我国油田的深入开发,油田的大部分油井已进入高含水期,对高含水原油采用加热或伴热的方式会使得集输能耗大幅上升,造成热能浪费。针对这一问题,在现场对不同气量的高含水油井开展了降温试验,对降温过程中的流型和压降变化进行了监测和分析,得出当温度较高时低含气量油井采出液为油水分层波浪流型,高含气量油井采出液为气液分层流型;当温度较低时,两种油井都出现了原油凝堵现象,可将第一个压降峰值定义为安全输送的温度界限,温度界限可比原油凝点低2～8℃。研究结果可为高含水原油不加热输送提供理论依据。     

高含水原油黏温综合关系式研究

随着油田开发的深入,我国大部分油田在经过多年的连续注水开采后,已进入高含水后期,同时稠油在集输中也常掺水降黏。随着原油水相含量的增加,原有的应用于低含水原油的流变性理论和计算已经不能满足高含水原油流变特性的计算。应用M5500高温高压流变仪,研究了油田某区块典型井口掺水原油黏度与温度、剪切速率与含水率之间的关系。拟合了黏度与含水率、温度和剪切速率的综合关系,拟合公式计算的黏度值与实际测量值相差不大,准确性较高,为高含水原油集输工艺设计提供了计算依据。     

流动改进剂降低含水原油转相点的实验研究

为了了解流动改进剂对大庆含水原油在集输管路中流动的影响,在具有长20 m水平工作段的管道流动实验装置上,在40℃测量了流动改进剂DODE加量分别为0、150、200和250mg/L、含水率分别为30%～90%的高含水原油不同流量下的流动参数,计算出剪切速率和表观黏度.在直径76和50 mm管道内,剪切速率691/s的表现黏度～含水率关系曲线均按先上升,达到最大值后又下降的规律变化,表观黏度最大值对应的含水率即转相点含水率,转相点含水率随剪切速率降低而减小,在同一剪切速率下随流动改进剂加量增大而减小,最后基本趋于稳定不变.不加剂含水原油的转相点含水率为50%～70%,加剂250 mg/L时的稳定值在35%～45%,即流动性改进剂可使W/O原油乳状液提前转相.将实验数据用S函数进行拟合,得到了可预测加入一定量流动改进剂的含水原油转相点含水率的方程.认为流动改进剂的作用是形成O/W乳状液或拟乳状液及在管壁形成亲水膜.图5参8.     

特高含水集油管道压降测试

在油田开采过程中,特别是在油田开发中后期,油田产出液的含水率不断上升。大庆油田许多区块的原油综合含水率已达到90％,有的甚至超过了95％。管道的压降是集输系统运行管理的主要技术依据, 本文对大庆油田高含水采油期油气水集输管道压降进行了测试,分析了高含水采油期油气水混输管路压降规律。     

渤海稠油油田油井乳化伤害含水率区间预测方法研究及应用

原油乳化伤害在稠油开发生产中较为普遍,但影响原油乳化的因素较多,乳化伤害的预测和预防难度较大。通过室内实验测定渤海J油田原油乳化反相点,并利用回归分析得出了原油乳化反相点与脱水原油黏度之间的函数关系式。在此基础上对J油田发生乳化伤害的典型油井生产动态进行统计,得到了脱水原油粘度与反相区之间的关系式,进而建立了将实验数据与现场生产动态相结合的原油乳化伤害含水率区间预测方法。本文建立的原油乳化伤害区间预测方法计算结果与现场实际吻合较好,目前已在J油田A2H、A25H井进行成功应用,修井作业后产能恢复效果较好,具有较好的推广应用价值。     

饱和溶气原油溶解度与黏度预测模型的建立

以长庆饱和溶气原油为研究对象,在研究长庆脱气原油基本物性(密度和析蜡特性)、溶气原油溶气特性(溶解气组成和溶解度)和流变特性(黏度)的基础上,对已有饱和溶气原油溶解度模型、黏度预测模型进行改进,得到了适用于长庆饱和溶气原油的溶解度模型、黏度预测模型。以McCaln溶解度模型为基础,将脱气原油的析蜡参数引入该模型,得到了改进的McCaln溶解度模型;以Chew-Connaly黏度模型为基础,将脱气原油的黏度模型代入,得到了不依赖脱气原油黏度的新Chew-Connaly黏度模型。实验结果与模型预测结果表明,新的饱和溶气原油溶解度模型、黏度模型预测精度高,能够满足油田工程需要。     

基于能量及原油物性定量分析的原油乳化含水率预测模型

 原油-水两相体系的乳化特性与原油物性密切相关,以流动状态下的原油乳化含水率来表征原油-水两相体系的乳化特性,针对高含水原油-水两相体系,通过实验研究了乳化过程消耗的机械能对原油乳化含水率的影响。研究表明,不同剪切条件下的原油乳化含水率可以与消耗的机械能进行定量关联,并且可以采用幂律关系式进行描述,该关系式中的2个待定参数与原油物性密切相关。确定了用沥青质胶质含量、蜡含量、机械杂质含量、原油酸值、原油全烃平均碳数这5个典型参数来表征原油物性。通过回归分析,建立了待定参数与原油物性之间的定量关系,从而确定了原油乳化含水率的预测模型,即φE=c₁E^c2。     

大庆外围低渗透油田低温集油的可行性

针对大庆外围油田原油含水率不断上升的情况,对外围几个区块的原油进行了一般物性、流变特性测试,集油系统热耗与含水率及掺水温度关系研究,管壁结蜡量与含水率关系研究。结果表明,随着含水率的上升,原油的表观黏度明显下降,而且原油达到高含水后,对管壁结蜡有抑制作用,这些都有利于实现原油低温输送。因此对于进人特高含水开发期的外围油田,随着原油含水率的不断上升,可以采取降低油井集油温度的方法对集输工艺进行优化,以达到降低油气集输能耗及提高生产效益的目的。     

基于原油物性定量表征的油包水乳状液黏度预测模型

准确预测原油乳状液的黏度对于油水混输管道的设计和运行具有重要意义。将8种不同物性的原油制备成油包水乳状液,通过流变仪对乳状液的黏度特性进行测定,研究了温度、含水率及剪切速率对油包水乳状液表观黏度的影响。以实验数据为基础,并对原油物性进行定量表征,建立了适用于不同原油、不同剪切条件的油包水乳状液黏度预测模型。结果表明,油包水乳状液的表观黏度随温度的升高而减小,随含水率的增加而增大,随剪切速率的增加而减小;具有剪切稀释性,可采用幂率模型来描述油包水乳状液的流变特性。随着含水率上升,油包水乳状液的稠度系数（K）逐渐增大,而流变特性指数（n）逐渐减小;随着温度升高,K逐渐减小,而n逐渐增大。油包水乳状液黏度预测模型的最佳适用条件为：乳状液体积含水率0.30～0.60、温度30～60℃、乳状液黏度10～2000 mPa·s。该模型计算黏度值与实测值之间的平均相对偏差为8.1%,预测效果良好。     

含水原油低温集输极限温度的实验研究

随着我国大多数油田进入高含水期,油田地面集输管路中含水原油的含水率可达到90%以上,为了研究影响其低温集输极限温度的因素,本文对大庆油田采油一厂的现场含水原油进行了实验研究,通过在不同管径、不同流量和加入不同浓度流动改进剂的对比实验中得知,减少流量,增大管径和流动改进剂浓度可降低含水原油低温集输的极限温度,其中加入流动改进剂的作用最为显著,可更好的起到节能将耗的作用,在集输管网中有着良好的运用前景。     

含水原油低温集输极限温度的实验研究

随着我国大多数油田进入高含水期,油田地面集输管路中含水原油的含水率可达到90%以上,为了研究影响其低温集输极限温度的因素,对大庆油田采油一厂的现场含水原油进行了实验研究,通过在不同管径、不同流量和加入不同浓度流动改进剂的对比实验中得知,减少流量,增大管径和流动改进剂浓度可降低含水原油低温集输的极限温度,其中加入流动改进剂后可将输油极限温度下降5℃左右,效果显著,可更好的起到节能降耗的作用,在集输管网中有着良好的运用前景。     

垦利油田高黏原油掺稀黏度变化规律

为了研究垦利油田高黏原油掺混稀油后黏度变化规律以满足依托式高效开发的要求,以垦利油田高黏原油为基础掺混周围3个油田的稀油原油,利用13种可能适合的掺混黏度预测模型进行预测,并将预测结果与实验值相比较、分析,认为各修正模型主要考虑了组分油之间的相互关系,使得其预测精度较原始模型高。各模型对垦利油田A高黏原油与3种稀油掺混后的黏度预测效果普遍随温度的降低而恶化,在较高温度下预测精度相对较高。Cragoe修正模型和Arrhenius修正2模型对目标油品的掺混均有较高的预测精度,能满足工程实际的需要。综合考虑预测精度和预测稳定性,推荐Arrhenius修正2模型作为垦利油田稠油A与周边稀油掺混后黏度的预测模型。