渤海油田油井酸化返排液特征及处理工艺研究

针对渤海油田油井酸化返排液处理受平台空间、时间限制,即时处理困难和易对平台处理系统造成冲击等问题,通过对现场酸化返排液特征进行分析,探索了酸化返排液对填砂管模拟堵塞的影响,室内验证了酸化返排液回注不会对回注井造成严重堵塞,提出了利用平台原有设备对返排液进行简单处理后回注注水井的处理工艺。现场应用表明,经该工艺处理后的油井酸化返排液,其水相主要指标明显高于平台注入水,回注井视吸水指数由回注前的24.02 m~3/(d?MPa)降至回注后的16.94 m~3/(d?MPa),但经少量盐酸解堵体系处理后,视吸水指数上升至27.16 m~3/(d?MPa)。配套处理技术能够一定程度地解决油井酸化返排液处理难题,确保海上油田油井酸化的正常开展。     

酸化返排液特征研究

针对海上平台油井酸化返排液回注注水井,造成回注井堵塞的问题,通过对渤海某油井酸化返排液样品进行分析,发现不同时期返排液特征差异明显,初期返排液酸性强,测试总铁含量高达6 000 mg/L以上,水相中基本不含悬浮物,随着返排的进行,返排液酸性逐渐变弱,测试总铁含量逐渐降低至10 mg/L以下,悬浮物沉淀后的体积逐渐增加至总体积的6%,悬浮物质量逐渐增加至总质量的0.5%,XRF分析发现悬浮物中无机物元素主要以Ca、Fe、Al、Si为主。指出酸化返排液中悬浮物、铁离子含量严重超标,是造成回注井堵塞的主要原因。     

油水井酸化作业返排液处理技术

油井、注水井酸化作业返排液成分复杂,处理难度大。提出在井口就地处理就地回注的思路。对11口油井、注水井酸化返排液进行了分析,确定了沉降预分离-多功能处理系统-多级过滤工艺,优选了中和剂、氧化剂、絮凝剂和污泥浓缩剂,研制了撬装处理设备,现场实施15井次,处理后废液达到油田回注标准:pH值为6～8,含油和悬浮物质量浓度均低于10 mg/L,实现了就地回注。     

热酸助排解堵工艺的研究与应用

油田开发过程中，由于受钻井完井液、修井压井液的污染堵塞，采油井常常需要进行增产措施处理。目前，应用较为广泛的解堵措施仍为酸化解堵。酸化措施的解堵机理以化学溶蚀为主，其中的部分添加助剂，用于解除有机物堵塞伤害、油水乳化物伤害、和水锁伤害及增加返排，减轻残酸液的二次污染。对于跃进二号油藏，目前油井措施的残液几乎无法返排，残酸液的二次沉淀污染尤为明显，大大降低酸化施工有效率。因此，为了强化酸化解堵效果，提高跃进二号油藏油井措施的成功率和有效率，迫切需要进行新的返排工艺技术的试验。     

海上油井返排液油水高效分离工艺技术

渤海油田开发井面临着导管架期间返排液存储困难、船舶运输能力受限、基岸处理能力有限且费用高昂,部分油井返排不彻底影响油井产能的问题。为实现新油田高质高效开发,满足现场返排液达标排放、井口回注或复配回用的目的,特研发了以“缓冲撇油、调质除油、复合混凝、气浮分离、精细过滤”为工艺流程的返排液油水高效分离净化技术,并在渤中34-9油田进行现场应用。结果表明,采用该套返排液油水高效分离净化技术,处理后水质含油量及悬浮物固相含量均达到排放标准要求,实现海上返排液现场即时处理及释放油气井产能的目的,解决了渤海湾返排液长久以来无法现场分离净化的难题,同时减少含油液体运输及处理费用,环保、经济效益显著,推广价值高。     

酸化返排液处理技术研究

油水井酸化是油田增油增注的主要措施之一,而酸化后返排的大量废液的处理一直是各油田面临的难题,一般采用罐车收集拉运集中存放。随着新两法的实施,国家对影响环境的相关问题越来越重视,由于酸液体系中含有盐酸、氢氟酸、有机酸等主体酸,还有稠化剂、胶凝剂、转向剂、缓蚀剂、黏土稳定剂、铁离子稳定剂等多种添加剂,因此酸化返排液pH值低,总铁含量高,化学需氧量高,悬浮物含量高,具有较强的腐蚀性,直接接触可能造成烧伤,排入地下会使土壤酸化,与硫化物积垢作用还可能产生有毒气体硫化氢。为实现绿色清洁作业,保护环境,将酸化返排液进行妥善处理,使其能够达标排放、回注或重复利用,具有重要的意义。本文提出一种新型有效的酸化返排液处理工艺,即纳米零价铁+中和+混凝沉淀的酸化返排液处理工艺,处理效果良好,能够达到排放标准。     

酸化返排液中无机离子对电导率的影响

酸化是油田增产增注的重要措施之一,但酸化返排液的电导率过高会引起流程中电脱水装置跳闸.本文研究渤海油田4口油井酸化后返排液中离子种类、含量及高价金属离子对返排液电导率的影响,结果表明:返排液中所含无机离子的种类基本一致;返排液中的离子总含量越高,其相应电导率越大;随着Ca2+、Mg2+和Fe3+这3种特征离子浓度的增加,返排液的电导率逐渐增加,当离子质量浓度为1000 mg/L时,3种返排液的电导率分别为57.8、59.7和55.4 mS/cm;特别地,Fe3+对前期返排液电导率的提升能力约为同浓度下Ca2+、Mg2+的2～3倍.     

低渗透油田提高单井产量技术应用及评价

油水井在修井、开采过程中造成地层污染,产量下降,为了稳定并提高单井产量,开展了堵塞机理研究、低产原因分析、不同油藏工艺措施优选等研究与应用,近几年主要采取的措施类型主要有土酸酸化、暂堵酸化、乳化酸酸化等措施类型,但随着油田开发时间的延长,油井含水上升,堵塞类型复杂,并且油井措施次数增加,部分井采取常规酸化已经达不到增油降水的目的,因此引进多氢酸酸化、负压返排工艺、泡沫酸酸化、潜在酸酸化等措施,目的在于减缓酸岩反应速度、提高酸化后残液的返排率,减缓油井含水上升速度。     

油井酸化返排液的导电性能及其影响因素分析

油井酸化所产生的酸性返排液进入电脱水器后常引起装置跳闸,严重影响设备安全运行。以渤海某油田油井酸化返排液为研究对象,通过测试可加电压研究了其导电能力,发现返排液中原油乳化层的存在及其强导电特性是导致电脱水器过流的主要原因。通过实验考察了温度、pH值以及酸化渣泥含量等因素对返排液中原油乳化层导电能力的影响。结果表明,升高温度能够明显降低原油乳化层的稳定性和导电能力;在中性pH值范围内油水界面张力值较高,原油乳化层稳定性较差,易发生破乳并使其导电能力降低;酸化渣泥能够增强乳化原油的稳定性及导电能力;将pH值调节至6～8,在添加适当破乳剂的同时升温至80℃对酸化返排液进行预处理,能够有效降低其导电能力。     

P油田油井产液规律影响因素分析

P油田是渤海最大的陆相多层砂岩油藏,含油井段长,单井钻遇油厚度大,历经十多年的注水开发,油田进入中高含水期,油井产液规律与常规油田开发不同,60%以上的油井表现出投产后产液下降,约30%的油井表现出投产后产液量稳定,不足10%的油井随着含水上升产液量增加,对油田高含水期提液增产措施有很大影响。以油田8区为例,通过对不同完井方式、不同含水阶段、酸化措施前后、出砂前后等油井产液规律对比,结合本区评价井岩心粒度分析,认为储层微粒运移堵塞是造成油井产液递减规律的主要原因,为油田改善产液状况提供依据。     

长庆陇东地区油井压裂返排液配钻井液研究与应用

针对长庆陇东地区压裂返排液总量大、资源化利用率低的技术难题,以“减量化、资源化”为核心,通过对陇东油井区域4种典型压裂返排液样品的基本性能、离子成分、生化指标、发泡性能等分析研究,确定出返排液配制钻井液的主要影响因素。针对研究得出的影响因素开展了返排液预处理除砂设备、杀菌剂、抑泡剂及离子去除剂的优选评价等,同时结合长庆油气田现场生产实际确定出返排液预处理工艺技术流程,并在水资源短缺的长庆陇东致密油大井组水平井华H20-*平台完成2口井压裂返排液预处理及配制钻井液技术研究先导性试验。现场应用结果表明,预处理后返排液配制的钻井液同生产用水配制的钻井液性能基本接近,密度为1.25~1.30 g/cm3,表观黏度损失率可控制在15.0%以内,试验井段井壁稳定、钻井液滤失量、发泡性能可控,能够很好地满足现场钻井液使用要求。该研究及应用为压裂返排液配钻井液技术的推广及提高水资源综合利率奠定基础。      

页岩气井返排规律实验与微观力学机制分析

针对页岩气井压裂液返排规律认识不清，影响实际页岩气生产井工作制度优化的问题，采用岩心流动实验和气、水与储层岩石的微观作用力分析等方法，研究了压裂液返排规律和机制。研究结果表明，储层矿物成分差异是影响压裂液返排速度、返排率的主要因素，黏土矿物含量高的储层返排速度慢、返排率低，而返排压差大小只影响初始返排速度；通过分析压裂液在储层有机孔和无机孔的微观分子作用力，给出不同孔径对应的返排压差，进而可依据总孔隙分布折算不同类型储层合理返排压差；最后建立了基于单孔模型的累积返排量的计算方法。研究成果对分析压裂液返排规律和确定合理生产制度具有实际意义。     

非酸解堵技术在渤海油田的应用

针对渤海油田疏松砂岩储层常规酸化易导致储层岩石骨架破坏,且受管柱结构和修井作业的限制残酸无法及时返排产生二次沉淀,同时高电导率的返排液无法直接进入处理流程,严重制约酸化工艺现场应用等问题,研究出一种兼顾油层解堵和油层保护,且具备较低残液电导率的非酸解堵体系。该体系主要含有20%复合多羧基螯合剂A及5%含氟络合物C,缓慢释放出H+、F-,体系pH值在6~7之间,具有高效缓速性,同时有效保护岩石骨架,通过螯合金属离子达到阻垢抑垢、减少二次沉淀的效果,且具有较低的腐蚀性,返排液具备较低的离子浓度及电导率,可实现返排残酸直接进入平台流程就地、高效地处理。该体系在渤海油田进行了现场试验,效果显著,具有良好的应用前景。      

页岩储层压裂工作液研究进展及启示

滑溜水和线性胶压裂液体系在页岩油气的增产中得到了广泛应用。但随着页岩油气资源开发的不断深入,该体系也暴露出了携砂能力有限、返排液处理难度高和对储层伤害大等诸多问题。因此,分析了目前页岩储层压裂工作液体系存在的问题,认为在掌握了页岩软化的损伤机理后,应该对前期的压裂施工和室内岩心评价资料进行整理,对由页岩软化损伤造成的压后无效井,进行再一次的增产尝试。综述了新型的页岩储层压裂工作液体系,认为基于产出水配制压裂液是必然的节能减排发展趋势;泡沫压裂液是有效的少水压裂方案;而超低浓度、疏水缔合和星形聚合物压裂液体系都具有较强的工业应用前景。根据调研内容提出了页岩储层体积压裂的节水方案,建议根据压裂液再生后的类型和用途,具有针对性地净化和处理返排液,从而降低返排液的处理成本。      

胜利油田瓜胶压裂液返排液回收利用水质指标

通过对胜利油田多口压裂井返排液水质指标的分析,确定了瓜胶压裂液返排液的水质特点。在此基础上,分别考察了pH、还原性离子、硬度、矿化度、含油量和悬浮物含量对瓜胶压裂液性能的影响程度,确定了压裂液返排液回收利用需要控制的水质指标:pH值为6.5～7.5,Fe2+含量不超过5 mg/L,S2-含量不超过2 mg/L,Ca2+不超过500 mg/L,矿化度低于100 000 mg/L,悬浮物不超过300 mg/L,悬浮物和原油含量对瓜胶压裂液的基液黏度和耐温耐剪切性能无影响,说明悬浮物和原油与瓜胶和交联剂都不发生反应。因此,在压裂返排液回用过程中,可适当放宽对原油和悬浮物含量的要求。为压裂液返排液的回收利用提供了依据。      

瓜胶压裂返排液重复利用的室内研究

瓜胶压裂液的返排液已成为油田水体的主要污染源之一。将压裂后的返排液处理后重新配制压裂液,不仅可以保护环境,还可以节约水资源,降低成本。为了简化处理流程,提高返排液处理量,引入定位除硼及金属离子的方法,最终实现返排液的重复利用。以官西-5井的压裂返排液为实验对象,分析了压裂返排液中无机离子、固体颗粒和残余硼对压裂液重复利用的影响。研究结果表明,11种无机离子对压裂液重复利用有不同程度的影响,并且总结得出了不同离子对压裂液配制影响的浓度限值;返排液经过高效破胶、絮凝、定位除硼及金属离子反应之后,石油类去除率达91.71%,浊度去除率达94.6%,色度去除率达95.8%,Ca2+、Mg2+、Fe2+和B浓度分别降至36.07、19.44、44.3和3.35 mg/L。研究了各种离子对返排液重复利用的影响,采用了定位除硼及金属离子的方法,根据返排液中残余硼及金属离子含量加入适量除硼剂和金属离子去除剂,将其浓度控制在影响范围内,该实验方法具有操作简便、处理量大,处理成本低等优点,便于现场推广应用。用处理后的返排液重新配制的瓜胶压裂液,在100℃剪切1 h后黏度仍保持在100 mPa s以上,满足《压裂液通用技术条件》要求,实现了压裂返排液的重复利用。      

胭脂红示踪剂在评价压裂液返排中的应用

针对川西地区SF气田近期部分水平井压后返排率和测试产量较低的问题,采用胭脂红示踪剂来评价压裂液返排情况。将胭脂红定量加入到水平井某一分段的压裂液中,通过检测返排液中胭脂红的含量来评价返排率。针对返排液中的杂质影响测量准确性的问题,建立简便可靠的比色卡法来判断返排液中的胭脂红浓度。在SF气田应用了4口水平井,定量描述了2口井的返排情况,定性判断另外2口井示踪压裂段液体并未返排。应用结果表明,胭脂红作为示踪剂能够定性/定量评价示踪段的返排情况,为水平井的压裂设计提供重要的理论依据。     

高效驱油压裂液的开发与应用

针对长庆油田现用瓜胶压裂液摩阻高、破胶残渣多、回收处理难度大的问题,将超分子化学、胶体化学与油田化学相结合,研发出一种可替代瓜胶压裂液的高效驱油清洁压裂液体系,该压裂液由1.5% XYZC-6稠化剂、0.15% XYTJ-3调节剂组成。XYZC-6是一种以近肽链结构的黏弹性表面活性剂与多组分有机溶剂复合而成的材料,是一种可实时连续混配并能重复使用的增稠剂。XYTJ-3与返排液中的各项离子可形成溶于水的络合物,降低矿化度对压裂液的性能影响。实验表明,该压裂液耐温90℃,抗盐可达100 000 mg/L,具有良好的携砂、减阻性能,并且压裂液破胶彻底,破胶液残渣含量为2 mg/L,破胶液的界面张力可达0.01~0.001 mN/m。高效驱油压裂液在长庆油田靖安区块得以成功应用,产后单井产量是相邻井产量的2倍,返排液经分离沉降等简单处理后即可再配压裂液,末端返排液经处理可用于驱油,变废为宝,实现压裂液"零排放、零污染",大幅度降低了压裂液的环境污染,为压裂液"不落地"技术提供了保障。      

大庆油田不返排压裂液技术研究及应用

大庆油田低渗透储层水力压裂已经成为增产改造的主体技术,但应用过程中存在压裂废液处理环保压力大、成本高,压裂后不及时返排会对储层造成伤害,影响增注效果等问题。为此,通过技术攻关成功研制了不返排清洁环保压裂液,该压裂液具有低成本、低伤害、油井零外排、水井不返排的技术优势。该技术在大庆油田低渗透储层累计应用154口井,施工成功率100%,其中,88口油井累计增油3.8×10~4 t,66口水井累计增注51.2×10~4 m~3,减少外排压裂液3.2×10~4 m~3,达到了"零污染、零排放"的要求。     

改善储层的进攻型隐形酸完井液技术

针对钻井、固井或压井、修井等作业过程中固相微粒和液相侵入损害以及各种作业液之间、各种作业液与储层流体、矿物之间的不配伍性造成的储层损害,研制出了改善储层的进攻型隐形酸完井液。该完井液具有降低pH值,消除无机、有机沉淀和屏蔽暂堵,溶蚀岩心、改善储层等优点。在渤海QK17-2油田现场试验结果表明,以YXA为主剂的隐形酸完井液,可改善储层渗透性,提高油田产能。