酸气回注工艺技术

酸气回注的整体流程包括增压、脱水、管道输送和井口注入。回注过程按4或5级增压并设级间冷却,选用变频电驱往复式压缩机。多数项目没设独立脱水系统,采用压缩级间分离脱水。采用碳钢保温管道,部分长度较短的采用未保温不锈钢管道。密相或液相酸气直接注入井下。高含H2S酸性气田小规模硫磺回收,或生产的硫磺找不到销路时,最好的解决方法是酸气回注。对油田来说,酸气回注可实现气驱采油,有利于提高原油采收率。对富含H2S的酸气进行回注,能解决硫磺回收过程造成的污染,直接避免CO2和SO2等废气排放,有利于环境保护。     

塔河油田二号联酸气回注工艺设计及过程模拟分析

为解决常规酸气处理工艺成本高、污染环境等缺点,提出了一种经济、环保的酸气处理方法——酸气回注工艺。以塔河油田二号联合站为研究对象,结合国内外设计案例,进行了酸气回注工艺设计及过程模拟分析,设计包括井筒回注工艺、管输工艺和压缩工艺。采用GLEW-pro软件优化了回注酸气在井筒中的压力分布、密度分布和温度分布,确定井口回注压力为12.089 MPa;采用Ariel公司生产的四级往复式压缩机,压缩比为3.5,压缩机出口压力为15MPa;最后通过HYSYS软件模拟总体工艺处理过程,模拟结果显示该设计工艺能满足井筒回注压力要求,脱水率达99.5%,管输无游离水产生,确保了管道无腐蚀威胁、无水合物生成。     

酸气回注——酸气处理的另一途径

目前在北美,很多生产富含硫化氢和二氧化碳的天然气公司均采用一种新技术处理其废气,该废气的主要成分为硫化氢和二氧化碳,故称为“酸气”。这种处理酸气的过程被称为酸气回注系统,其过程主要涉及酸气压缩、输送以及注入地下储存层。这种酸气回注技术解决了地面硫的回收和二氧化碳排放对空气污染的问题,已经逐渐成为一种切实可行的酸气处理方法。为此,针对不同回注酸气流的组成,分别从回注酸气的地层、回注酸气的管道、酸气流体相包络曲线、酸气压缩机、酸气含水量和压缩机操作过程中的注意事项等方面全面介绍了酸气回注技术及酸气回注系统的设计要点。该方法是酸气处理的另一条途经。     

酸气回注的井筒流动模型和相态分布

酸气回注是一种替代硫磺回收的经济可行的酸气处理方法,同时也是一种减少温室气体排放的环保方法。要确保正确地设计、实施和操作酸气回注系统,首先就需要知道从井口到井底的回注流动情况、参数及相态分布,以确定酸气回注系统所需的井口压力。为此,建立了酸气回注井筒多相流动通用模型。该模型描述了酸气沿井筒的流动、参数及相态分布,其优点是能精确实现酸气的性质和相平衡计算并综合考虑酸气井筒流动的质量、动量与能量守恒关系。所列举的9个实际应用案例分析展示了新模型具有良好的应用效果。     

酸气回注地面装置材料腐蚀规律研究

针对酸气回注过程中高压酸气会对管材和压缩设备材料造成严重腐蚀的问题,通过腐蚀失重试验、应力腐蚀开裂试验,并利用扫描电镜、X射线衍射等方法,开展地面装置材料在酸气回注过程中的腐蚀行为和规律研究。结果表明:在不同压缩阶段,管线材料20~#钢的腐蚀速率均要明显高于316L不锈钢,且随酸气压力的升高而增大,两种材料都未发生应力腐蚀开裂,对应力腐蚀开裂都不敏感;压缩机活塞杆材料17-4PH不锈钢的腐蚀速率很低,但会发生应力腐蚀开裂,对应力腐蚀开裂敏感。     

污水回注可行性油藏研究——以番禺4-2油田为例

针对海上油气田进入中高含水期后,生产污水大量产出的问题,以番禺4-2油田为例开展了污水回注油藏研究。在层位初选、配伍性试验分析的基础上,进行了地层储水能力、回注层位优选、注入压力、地层吸水能力的计算,确立了污水回注方案;并建立了概念模型,利用数值模拟研究对注水压差、逐年地层压力、层位最大注水量等参数进行评估,进而验证污水回注方案可行性。污水回注应综合地质油藏条件、配伍性研究等,选择适合目的层进行污水回注;有条件的情况下进行试注。污水回注具有良好的经济效益和社会效益。     

煤层气集输系统安全设施优化

煤层气的地面集输和处理与常规天然气相类似,但由于煤层气储存和产出的特点,其具体方案又与常规的天然气有所不同,主要体现在地面低压集输和大量排出水的处理上。井口安全方面主要是防止管线、设备的超压和防止井口水合物生成。煤层气井口物流中基本不含H2S,CO2含量低,并且由于运行压力低,CO2分压低,没有达到腐蚀界限,因此井口和管线不需要加注缓蚀剂。影响采集气管线安全的主要因素是管道超压或在管道发生水合物堵塞和冰冻。由于煤层气井口压力低,需增压输送,因此大都采用增压集气站对煤层气井进行集气、调压、分离、计量,压力一般在1.0 MPa以上。     

酸气回注技术的发展与现状

由于酸性油气田开发产生的酸气后处理受到硫磺回收成本和排放限制,酸气回注成为一种有效的选择。酸气回注风险高,技术难度大,目前主要应用于北美地区。本文回顾了国外酸气回注技术的发展现状,并结合实际工程案例,系统地介绍了酸气回注的工艺流程、回注选址、设备材料选择和安全环保要求等。讨论了自行开发酸气回注技术以及应用于国内外酸性气田开发工程项目的必要性。     

负压效应在油田中的新应用

介绍了利用负压效应原理研究开发的4项专利技术——负压法地层解堵、不动管柱降压排酸、油井井口降压掺水、污水沉降罐底部负压排污泥等。现场应用证明:采用负压效应对地层解堵,不会对储层造成二次伤害,解堵后增产增注效果明显;采用负压效应排残酸,排酸迅速、及时、彻底,有效地防止了残酸对地层造成的二次污染;采用负压效应在井口掺热水,不仅可以减少热水的消耗,还可降低井口回压,改善油井工况,延长油井免修期;采用负压效应排放污水沉降罐底部沉积污泥,能延长清罐周期,改善注水水质,对于油田污水回注和环境保护具有十分重要的意义。负     

基于三级反馈调节的控压钻井回压自动调控方法

井口压力的自动调节与反馈控制是控制压力钻井技术(MPD)得以成功应用的根本。现有的井口回压控制方法较少考虑节流阀系统结构特征及流通特性,存在控制响应慢,控制效果差的问题。针对井口回压控制上述问题进行研究,基于节流阀的工作特性、电液比例控制原理、反馈控制方法,提出了一种井口压力三级反馈控制方法,实现了一级开度曲线双向反馈控制,二级井口回压快速粗调,三级井口回压精细反馈控制。制定了该三级反馈控制方法的详细实现流程,开发了井口回压控制模块,通过实验验证了控制方法的响应时间和精度,井口回压控制精度误差在±0.1 MPa以内,新的井口回压精细控制方法为井筒压力的精细控制奠定基础。     

海上油气田二氧化碳回注压缩机组选型研究

本文阐述了国内某海上油田回注二氧化碳开发方案研究内容,分析了二氧化碳回注压缩机特性。基于海上平台二氧化碳回注压缩机较陆地管道压缩机具有压比高、逐年流量变化大等差异,结合考虑海上平台对设备尺寸和重量限制,对二氧化碳回注压缩机组选型开展了比选研究分析,对于所需压缩功率高且出口压力高的工况,回注压缩机宜采用多级离心式压缩机。通过研究分析,旨在为海上油气田二氧化碳回注开发技术提供参考。     

井下气液分离及回注系统研究

气井水淹是制约天然气生产的主要问题之一,尤其是在浅层天然气气藏开采过程中,由于气藏能量不足而带来的矛盾更为突出。采用井下气液分离及回注技术,能在井下将天然气中的水分离出来,并直接回注地层。针对胜利油田地质情况,介绍了利用气井生产过程中天然气的自身能量,在井下实现气液分离,并采用螺杆泵增压,将分离液回注地层的工艺技术及工艺装备。     

苏里格气田气液混输工艺研究及应用

随着气井生产时间的延长,储层压力逐渐降低,气井产量下降,井筒携液能力降低,甚至积液关停,严重影响气井的有效开发。目前现有排水采气工艺均需要气井具有一定自喷能力,存在一定的局限性。针对一些自喷能力弱的低产低效气井,本文提出了一种新型安装在气井井口的井口气混输增压及气举一体化装置,对油管进行气液混输抽吸增压,降低井口压力,同时可将气体回注,增大生产压差,带出大量积液达到增产目的。现场试验表明:井口气混输增压及气举一体化装置技术可靠,现场工艺可行,运行稳定,能对低产低效井进行有效的排水采气,提高天然气产量,实现挖潜增效,同时为苏里格气田增产稳定提供一定的技术保障。     

对苏1潜山凝析气藏循环注气地面工程设计的思考

确定了华北油田苏1潜山凝析气藏循环注气地面工程的基本模式,即选择分离-回注型回收C_3~+、回注半干气、外输干气的方案;并充分利用地层能量减少回注能耗,确定合理的分离压力;分别对苏1潜山气体在18MPa、12MPa、8MPa和28℃条件下的气液平衡进行了计算,给出了具体数据;介绍了对原料气组分的再划分,以及保证工艺装置的安全措施。     

大牛地气田两级增压阶段集气站工艺优化研究

随着大牛地气田开发进入中后期阶段,地面集输工艺也由初期的"高压进站、加热节流、低温脱水、轮换计量、注醇防堵"的高压集气工艺转变为"降压开采、集中脱水、增压外输"的增压集输工艺。为最大限度地延长气井寿命、提高气田采收率,规划在大牛地气田一期集中增压的基础上,在集气站实施二期增压工程,最终实现两级增压集输系统。为降低二期增压工程投资、减少集气站能量损耗,有必要分析早期高压集输工艺在两级增压阶段的适用性,探索工艺优化简化的空间。根据能量守恒原理,从两级增压设计参数入手,重点分析了加热节流工艺在两级增压阶段的适用性,确定出两级增压时期取消加热炉加热工艺的边界参数条件。通过对降低压缩机入口压力、加注甲醇抑制剂和加热炉加热工艺防止水合物措施的经济对比分析,指出两级增压早期集气站压缩机入口压力大于1.0 MPa阶段,加注甲醇抑制剂防堵是最经济的方案。最终提出两级增压阶段取消加热炉加热工艺、早期辅助甲醇防堵工艺运行的集气站工艺优化运行方案。     

自动控制变频增压注水泵的研制及应用

3ZY型自动控制变频增压注水泵,适应复杂地层情况下的增压注水,能够根据注水井的井口压力自动调节注水泵的排量,以提高增压注水泵的注水效果.该泵在结构设计方面对曲柄轴采用了直轴加偏心轮组合结构技术、往复泵采用全浮动式介杆密封和自封式柱塞盘根密封技术,从而提高了该泵的技术性能.通过现场应用表明,3ZY型增压注水泵完全能够满足油田复杂地层增压注水工艺对注入设备的要求.     

酸气回注技术发展现状及其在中国的应用前景

零排放的酸气回注技术是一种替代硫磺回收工艺的经济可行的酸气处理方法,同时也是一个减少温室气体排放的环保方法。为此,总结了酸气回注技术的发展和应用现状,结合实例对酸气回注和硫磺回收进行了经济技术和环保对比分析,结果表明：酸气回注方案的硫处理费用为1 270美元/t;而硫磺回收的硫处理费用为1 400美元/t,若进一步考虑CO₂排放、硫磺销售等因素,其综合处理费用将超过1 779美元/t。同时,分析了酸气回注在中国的应用需求及条件,展望了该技术在中国的应用前景,指出在下述几种情况下,为了取得最好的经济和环保效益,酸气回注会是一个不错的选择：①老气田气质变化后,硫磺回收装置已不适应生产需要而需改造;②新开发气田太偏远或H₂S含量太低,硫磺回收不经济或工艺技术不好解决;③部分新开发气田的天然气组成不稳定,进行硫磺回收投资大、风险高;④部分碳酸盐岩开发油田伴生气含H₂S,但含量变化大,进行硫磺回收工艺选择难度大;⑤火驱开发油田和采用蒸汽辅助重力泄油开发的稠油油田,其伴生气中H₂S含量大,但气量小,回收不经济;⑥低渗透油田用CO₂提高采收率等。     

川西高温高压气井完井工艺技术

川西深层须家河组气藏地层压力70MPa～90MPa，地层温度90℃～140℃，具有高温高压的地质属性，有的还含有H2S、CO2等腐蚀气体，腐蚀分压值高，对油井管、井口装置的要求极为严格。从川西深层工程地质条件着手，介绍了该地区井身结构和完井方式，总结了通过十余年的实践而形成的川西高温高压气井完井工艺技术，包括油井管与井口装置配套技术、尾管悬挂回接与防气窜固井技术、油管传输射孔技术与永久式封隔器1次完井技术。该技术为类似的气井完井提供有益的参考。     

变梯度控压钻井井控过程中井口回压变化规律

为了准确掌握变梯度控压钻井井控过程中井口回压的变化规律,采用考虑密度突变的井筒气液两相变质量流动模型,分析了基于井底恒压的变梯度控压钻井井控过程中井口回压的变化,探讨了不同因素变化对井口回压的影响,并开展了最大井口回压影响因素敏感性分析。研究发现：变梯度控压钻井在控制井底压力恒定时井口回压的调节受气体膨胀、分离器位置处液相密度突变、套管鞋及海底泥线处环空变径等多个因素综合影响,其变化规律更加复杂;其他条件不变时,分离器与钻头间距越小、轻/重质钻井液密度差越大、地层压力越大、循环排量越小,循环排气过程中的井口回压越大;对于最大井口回压而言,地层压力、轻/重质钻井液密度差、分离器与钻头间距、循环排量的比变异系数值依次减小,敏感性程度也随之降低。研究结果可为变梯度控压钻井井控过程中的井口回压准确预测和井筒压力精细控制提供理论支撑。     

特高压注水技术在中原油田的研究与应用

中原油田深层低渗透及特低渗透油藏在井口注水压力小于31.4MPa条件下,注不进水或完不成地质配注水量,造成采油速度低、自然递减幅度大。为此,进行了特高压注水技术研究,将井口注水压力提高到接近于地层破裂压力,使地层产生微裂缝,从而提高地层渗透率,将水注到油层,实现补充地层能量、增加水驱动用储量的目的。开展了特高压注水方式及选井原则、套管保护技术、地面工程配套技术研究,制定了特高压安全注水操作规程、设计规范等,形成了系列特高压安全注水工艺。经过3年的推广应用,确保了特高压注水工作的安全生产,取得了显著的经济效益和社会效益。