SiO_2含量对新疆油田六九区注汽锅炉的影响及处理技术

新疆油田六九区回用注汽锅炉的稠油污水SiO2含量达到80～120mg/L,超过了给水水质标准中50mg/L的要求。文章通过试验分析了该稠油污水SiO2含量对注汽锅炉结垢的影响,并对防垢剂等进行了筛选研究。结果表明:稠油污水SiO2含量对注汽锅炉结垢影响不大,运行1年的炉垢厚度只有0.54μm,由于除SiO2的药剂费用较高,因此不需专门对污水除SiO2,只需对锅炉运行一段时间后形成的薄垢进行定期清洗即可。     

新疆油田注汽管网结垢成分分析及对策

新疆油田稠油开采使用蒸汽吞吐模式,稠油净化水回用于普通蒸汽锅炉。为提升驱油效果,新疆油田大量引入过热锅炉,现有水处理技术满足普通蒸汽锅炉但无法满足过热蒸汽锅炉的给水水质要求,造成注蒸汽锅炉、注汽管网及油井等注采系统结垢日趋严重,影响注蒸汽采油系统安全运行。通过对新疆油田注汽管网结垢成分进行分析,得出注汽管网结垢的原因是锅炉给水中硅化物(SiO_2、SiCl_4)和溶解性固形物含量高。为此提出解决和减轻注汽管网结垢的措施,包括采取分类、分质给蒸汽锅炉供水,采用高温净化(软化)水除盐技术和浓盐水深度处理技术降低锅炉给水的含盐量,常规水处理工艺新增高效除硅反应器降低锅炉给水中的SiO_2、SiCl_4含量等,锅炉运行状况得到明显改善,大大降低了注汽阀门的更换频率及井口泵卡频率,实现了注汽系统的平稳运行。     

桩西特低渗油田注水水质软化处理工艺

胜利桩西油田桩 74块油藏高温、高压、低渗 ,回注污水钙镁含量高 ,引起地层严重结垢 ,因此桩 74站采用了苛性钠软化回注污水工艺。讨论了NaOH软化水的原理。主要考虑NaOH与Ca(HCO3 ) 2 的沉淀反应 ,确定了NaOH加量以及中和需要的盐酸加量。在矿化度 984 8mg/L、含钙 2 84mg/L、含镁 2mg/L的桩 74站污水中加入4 70mg/L的NaOH ,30mg/L的助沉剂 ,使钙镁含量降至 16 .6mg/L ,pH值由 7.0升至 12 .0。污水在 pH =7.0、钙镁含量≤ 15 0mg/L及 pH =80、钙镁含量 <10 0mg/L时 ,175℃ (地层最高温度 )下的结垢率很低。软化并中和后的污水腐蚀率比原水略有增大 ,且随 pH值升高 (5 .5～ 9.5 )而增大。该污水软化工艺已在装备有三级精细过滤装置的桩 74站投入应用 ,前 3个月回注污水的 pH值为 5 .5～ 8.5 ,钙镁含量为 4 .1～ 4 0 .1mg/L ,含油量为 0～ 3.6mg/L ,悬浮物含量为 1.0～ 2 .0mg/L。图 1表 4参 1。     

风城油田重18井区结垢原因分析及对策

风城油田重18井区利用稠油回用污水作为过热蒸汽锅炉给水的主要来源,由于水中二氧化硅、矿化度含量偏高,造成重18井区结垢问题日益突出,炉管、输气管线,井下工具等部位发生不同程度的结垢。首先分析了现场结垢情况对生产的危害,然后从回用污水水质、垢样检测报告和注汽压力及温度分析了垢物的形成原因和影响因素;在此基础上提出了相适应的除垢对策,有效地解决了结垢问题,保证了井区正常生产,具有良好的现场应用效果。     

超稠油采出水回用锅炉结垢机理研究及优化

新疆油田某作业区超稠油采出水具有高温、高硅、高矿化度的特点,造成过热注汽锅炉结垢频繁。通过对锅炉炉管垢样进行检测分析,明确了Si和盐是造成锅炉结垢的主要因素,同时借助对锅炉炉管中盐垢宏观形貌、微观形貌、EDS及XPS分析,揭示了锅炉结垢机理;针对结垢机理进行研究,提出化学除硅和MVC除盐,并进行了现场验证。结果表明:高温、高压断键+缩聚反应是盐垢形成的主要机理,盐垢中主要物质分子式为Na₂Si₂O₅;化学除硅可以将锅炉给水SiO₂质量浓度降至100 mg/L以下;MVC除盐实现产水矿化度≤50 mg/L,脱盐率≥98%。该研究对新疆油田过热注汽锅炉安全、经济、高效运行具有重要意义。     

丙烯酸／丙烯酸甲酯／马来酸酐共聚物合成与阻垢性能研究

合成了丙烯酸/丙烯酸甲酯/马来酸酐三元共聚物,命名为CT,通过红外光谱对其结构进行了表征;研究了该共聚物对高钡离子水、高锶离子水及油田模拟复合离子(Ca2+、Mg2+、Ba2+、Sr2+)水的阻垢效果,探讨了高钙离子含量下进一步提高其阻垢效果的措施。结果表明,在加量为60 mg/L下,CT对硫酸钡、硫酸锶阻垢率分别达100%和80%,但对钙垢阻垢率仅为50%。CT对油田低钙(Ca2+含量400 mg/L)、高钡(Ba2+含量500 mg/L)锶(Sr2+含量500 mg/L)复合离子水体的阻钙垢和钡锶垢的效果明显,在CT加量为100 mg/L下,阻垢率均达90%。质量比2:1的CT与钙阻垢剂CX的复配物,在加量为100 mg/L时,可使高钙(Ca2+含量1000 mg/L)、高钡(Ba2+含量500 mg/L)锶(Sr2+含量200 mg/L)复合离子水体的阻垢率达96.7%,可满足高钙、高钡锶离子水体阻复合垢需要。     

杜84块超稠油油藏蒸汽+CO2+助剂吞吐物理模拟实验研究

在模拟辽河油田杜84块超稠油油藏蒸汽吞吐条件下(原始地温38℃,原始地层压力7.35 MPa,注汽压力18 MPa,注汽温度260℃,蒸汽干度75%),以孔隙度27.6%～29.1%、渗透率1.3 μm2、φ5×100(cm)的油层砂填充管为物理模型,实验考察了九个周期的蒸汽吞吐、蒸汽+CO2吞吐、蒸汽+CO2+助剂吞吐的驱油效果.后两种吞吐方式的第一周期为蒸汽吞吐,从第二周期开始先注入CO2气或0.0035 PV 0.3%助剂溶液+CO2气再注蒸汽,CO2注入量为前一周期蒸汽注入量的1/5,所用助剂为高温泡沫驱油助排剂WZ-AS+磺酸盐助排剂EOR-CL/LH-ⅩⅢ(1∶1).列表给出了各周期注汽量、采油量、采出程度、回采水率、采注比及油气比数据.三种吞吐方式的生产规律相同,增注CO2和CO2+助剂使周期注汽量、采出程度、回采水率增加,在蒸汽吞吐、蒸汽+CO2吞吐、蒸汽+CO2+助剂吞吐中,累积采出程度分别为30.23%、35.90%、38.69%,周期平均回采水率分别为63.80%、71.62%、82.07%.简介了杜84块油藏特征.图3表4参4.     

油田注汽锅炉结垢爆管原因分析及预防措施

油田专用注汽锅炉是稠油热采的关键设备,注汽锅炉的安全运行、高温高压蒸汽控制以及蒸汽的分配计量是稠油注汽开采的重要技术指标。在注汽锅炉运行过程中为防止蒸汽过热或炉管结垢引起爆管,进行了炉管结垢爆管原因分析。通过分析可知,锅炉的工作参数不合理是导致注汽锅炉处于过热状态的内因;垢层的存在降低了管壁热传导系数,导致管壁温度过热,使得注汽锅炉管壁材料的许用应力降低,最终导致爆管发生。通过对回注水进一步的处理,降低回注水中碳酸盐的含量;更换炉管材料,提高炉管材料耐高温工作性能等整改措施,可以减少注汽锅炉爆管的发生。     

哈得4油田清污混注的结垢机理研究

对塔里木哈得4油田水驱所用的清水与污水混合结垢机理进行了室内实验研究。污水为典型的高矿化度(252.6 g/L)高含铁(Fe3+78 mg/L,Fe2+14 mg/L)CaCl2型水,清水为矿化度25.34 g/L、含SO42-5.52 g/L的Na2SO4型水,两种水相混时可产生硫酸钙垢和铁(Ⅲ)垢。污水、清水按4∶6和6∶4体积比混合后,30℃和90℃下72小时结垢量高达1.0-2.3 g/L;根据成垢离子浓度测定值,污水、清水按2∶8-8∶2体积比混合后,CaSO4成垢反应30℃时在0.5小时内基本完成,≤70℃时混合后2小时SO42-浓度保持稳定,90℃时浓度下降,仍会结垢。污水、清水体积比为2∶8、4∶6、8∶2的混合水,70时结垢量分别为3.8、3.6、4.23、.3 g/L,垢成分主要为CaSO4.2H2O和混合氢氧化铁。污水、清水、4∶6和6∶4混合水腐蚀性小,30℃、72小时腐蚀性测试中测得腐蚀速度分别为2.5×10-4、1.68×10-3、5.0×10-4、7.3×10-4mm/a。表8参14。     

SIB阻垢剂研制及应用

长庆吴旗油田注水开发已进入中高含水期,地层、井下和地面集输系统结垢严重。水质分析数据表明,不同层位(Y9,Y10,Y7,长2)地层水水型多样,Na2SO4型水含SO42-高达2740~5550mg/L,CaCl2水含Ca2 高达1200~8200mg/L,这两种水在井下、地面产生CaSO4垢;各层位地层水均含大量Ca2 和HCO3-,在地面产生CaCO3垢。井下和地面2个垢样的主要成分为CaCO3(占79.0%和68.9%),其次为CaSO4(占1.63%和16.7%)及Fe2O3,FeO,MgCO3等。由多元胺、亚磷酸、溶剂、表面活性剂及助剂制备了膦酸盐型复配阻垢剂SIB。在实验室配制的水样中,加量为15~100mg/L时,SIB对CaSO4垢的阻垢效果明显好于对比阻垢剂ATMP和XXYY1816-1,对CaCO3垢的阻垢效果好于2种对比阻垢剂;体积比5∶20的刘坪站污水和Y7层地层水混合水样空白失钙率高达71.95%,SIB的阻垢率高于ATMP,远高于XXYY1816-1,加量40mg/L时为86.4%。在吴旗油田,以SIB取代原用阻垢剂XXYY1816-1,加量由100~150mg/L降至50mg/L,经环空加至油井井底并加入集输系统前部,使油井正常生产,集输系统清垢周期由2个月延长至不短于1年。表5参3。     

复合吞吐技术改善F油田超稠油SAGD生产研究

针对超稠油蒸汽辅助重力泄油(SAGD)开发存在的蒸汽腔发育不均衡、水平段动用程度低的问题,开展了复合吞吐改善SAGD开发效果研究。高温高压三维SAGD物理模拟结合数值模拟论证了复合吞吐的可行性,阐述了高温分散剂、氮气和蒸汽复合蒸汽吞吐机理,优化了注采参数。研究表明:高温分散剂具有一定的混溶作用和分散作用,可提高SAGD注采井间热连通程度,高温分散剂+氮气+蒸汽复合吞吐可有效改善SAGD蒸汽腔发育程度,提高SAGD开发效果,19口措施井组现场实施后平均单井原油增产4.6 t/d。     

离子对缔合聚合物溶液黏度剪切保留率影响研究

针对渤海SZ36-1油田高温、高盐、大井距对注聚用聚合物剪切稳定性的要求,进行了SZ36-1油藏条件下,Na+、K+、Ca2+、Mg2+等离子对缔合聚合物AP-P4溶液黏度剪切保留率的影响研究。研究发现,影响缔合聚合物溶液黏度剪切保留率的关键因素是溶液中的Ca2+、Mg2+;在Na+、K+浓度小于10 000 mg/L时,其存在有益于提高溶液黏度的剪切保留率;Ca2+、Mg2+浓度超过400 mg/L时,溶液黏度的剪切保留率开始明显降低;在Ca2+、Mg2+浓度低于100 mg/L时,其存在有助于提高溶液黏度剪切保留率。在模拟渤海SZ36-1油田注聚水源井A15井的水质条件下,证实了Ca2+、Mg2+是影响缔合聚合物AP-P4黏度剪切稳定性的关键因素。     

有机颗粒高温封堵体系的研制与性能评价

目前稠油油藏的开采方式主要以热采为主,针对稠油热采过程中出现的汽窜现象,研究了一种耐温耐盐蒸汽封堵体系。确定了最佳配方为:1%沥青粉颗粒+0.7%胍胶+0.05%表面活性剂复配体系(十六烷基三甲基氯化铵、十六烷基三甲基溴化铵质量比2∶3),研究了该体系的耐温耐盐性能、高温封堵性能、耐冲刷性能及油水选择性封堵能力。研究表明:该蒸汽封堵体系在高温高盐条件下析水率不超过20%。同时该堵剂具有较好的耐盐性能,使用矿化度为100 g/L的地层水配制堵剂的析水率小于30%。沥青粉颗粒高温堵剂对不同渗透率岩心的封堵率均能保持在90%以上,且注入蒸汽长时间冲刷后封堵率降低率低于3%,具有较好的耐冲刷性能。沥青粉颗粒高温堵剂具有较好的选择性封堵能力,对水层的封堵率可以达到85%以上,而对油层的封堵率低于20%。     

蒸馏装置塔顶冷凝系统腐蚀及对策

对某石化分公司10 Mt/a蒸馏装置塔顶冷凝冷却系统腐蚀的原因进行了分析：原油/常压塔顶油气换热器E-102部分管板焊缝及热影响区蚀坑是结垢引起的垢下腐蚀以及HCl露点腐蚀共同作用的结果。结垢及微裂纹的主要原因为常压塔顶系统注剂匹配欠佳、注水量偏低、注水水质不佳及氯化物应力腐蚀开裂,管板在焊接（堆焊）、机加工过程中存在一定的残余应力使管板在拉伸应力和含氯化物水溶液的共同作用下发生氯化物应力腐蚀开裂造成的。原油/初馏塔顶油气换热器E-101管板结垢严重,但腐蚀轻微,其原因为初馏塔顶系统温度较常压塔顶高、冷凝水pH值控制较好且氯离子含量较常压塔顶低。针对以上问题采取了相应对策并对塔顶防腐蚀系统进行了改造,确保塔顶冷凝水pH值控制在6～9,Fe2＋和Fe3＋质量浓度不大于2 mg/L,取得了良好的效果。     

胜利油田超稠油油藏蒸汽驱三维物理模拟与应用

针对胜利油田单56区块油藏条件,利用蒸汽驱三维物理模拟装置,开展了20% 、40% 、60% 蒸汽干度条件下反九点井网超稠油油藏蒸汽驱实验。分析了单井及井组生产动态,并在蒸汽驱的基础上研究了采用氮气泡沫的方式改善超稠油蒸汽驱的开发效果。实验结果表明,超稠油油藏汽窜较为严重,综合含水上升较快,蒸汽腔发育不均匀;边井生产效果较好,角井温度场发育较差,产液量和产油量较低,对井组贡献率较低。通过提高蒸汽干度可以有效提高蒸汽驱阶段的采收率,当注入油藏蒸汽干度从20% 提高到60%,蒸汽驱阶段的采出程度提高19.86%。段塞注入0.093 PV的泡沫体系时,蒸汽汽窜得到有效抑制,边井产液量和综合含水均出现明显下降,角井温度场开始发育,角井产液量和产油量显著增加,阶段综合含水下降7%,提高采收率15% 以上。通过提高蒸汽干度和辅助氮气泡沫调剖工艺,超稠油油藏可以转为蒸汽驱进一步提高采收率。     

蒸汽驱稠油井防汽窜高温凝胶调堵体系试验研究

为了提高腐殖酸钠调堵剂在注蒸汽高温条件下的性能,对控制汽窜高温凝胶调堵体系进行了研究。将腐殖酸钠进行硝化处理,并辅以交联剂,以具有较长的成胶时间和较高的成胶强度为标准,考察了硝基腐殖酸钠、甲醛和间苯二酚的质量分数,盐质量浓度及pH值对凝胶调堵体系性能的影响,从而配制出具有耐高温性能的硝基腐植酸钠凝胶调堵体系,并通过试验对其性能进行评价。控制汽窜高温凝胶调堵体系的最佳配方为1.5%~2.5%甲醛+1.0%~2.0%间苯二酚+8.0%~10.0%硝基腐殖酸钠。该调堵体系具有很好的抗盐特性及耐温性能,质量浓度10 000 mg/L NaCl和质量浓度4 000 mg/L CaCl2对其性能影响不大,最高可耐290℃的高温。该调堵体系对不同渗透率的岩心都具有良好的封堵效果,封堵率在95%左右,能选择封堵高渗透层,起到调剖堵水的作用。这表明该凝胶调堵体系能封堵高渗透层,起到调剖的作用,能满足蒸汽驱稠油井防汽窜的要求。      

渤海旅大油田新近系稠油油藏水平井蒸汽驱油物理模拟实验

对渤海海域旅大油田新近系典型稠油油藏开展水平井蒸汽驱油物理模拟实验,利用长填砂管模型分析了蒸汽温度、注入速度和原油黏度对蒸汽驱油效果的影响,探讨了蒸汽驱油不同生产阶段的动态特征、温度场的变化规律以及蒸汽驱油机理。研究结果表明：①蒸汽驱油物理模拟实验采用长岩心单管模型,设置模型内径为2.5 cm,长度为50.0 cm,填砂后模型孔隙度为35.0%,渗透率为4 500 mD,设置蒸汽干度为0.7,注汽温度为250℃,注汽速度为6 mL/min,驱油效率可达82.52%。②研究区蒸汽驱油过程分为启动、稳定驱替、蒸汽突破和蒸汽剥蚀4个阶段;注、采水平井间蒸汽腔温度场扩展不均衡,水平井底部温度扩展速度快,顶部温度扩展速度慢,在启动和稳定驱替阶段温度场呈“三角形”推进模式,蒸汽突破和剥蚀阶段蒸汽腔温度场沿对角线扩展,速度减小;蒸汽驱替阶段采出程度为51.86%,稳定驱替阶段为主要的产油阶段,采出程度为39.06%。③热力降黏是旅大油田蒸汽驱油最主要的机理,高温蒸汽的剥蚀作用、蒸馏效应、微观波及效率的提高等也影响驱油效率。     

中原油田回注水结垢问题分析

油田回注水结垢不但会造成井筒堵塞,严重时会影响油气产量.回注水中Ca2+,Mg2+含量高以及外界条件变化(温度、压力、流速、pH值等)是引起结垢的主要因素.中原油田原采用注入石灰乳的方法解决回流水的腐蚀问题,但会使系统Ca2+浓度上升并使污泥量增加,因此最有效的办法是注入化学阻垢剂,同时要保证污水处理系统平稳操作.     

孤东油田九区稠油油藏化学蒸汽驱提高采收率技术

稠油油藏在经历了蒸汽吞吐和蒸汽驱开发后,随着注蒸汽井吞吐次数和开采时间的增加,产量递减快、汽窜严重等现象成为开发中后期面临的共性问题,同时也严重制约了该类油藏采收率的大幅提高。化学蒸汽驱在注入蒸汽或热水的同时,加入泡沫体系,利用泡沫体系"堵水不堵油"和"堵低更堵高"的特点,改变注入介质的流动方向,抑制蒸汽超覆和汽窜,补充地层能量,可达到提高稠油油藏采收率和经济效益的目的。根据数值模拟研究和开发实际,设计了孤东油田九区化学蒸汽驱注采参数:泡沫驱后平均注汽速度为3.9 t/h,采注比为1.3,泡沫剂质量分数为0.5%,段塞长度为氮气与泡沫剂段塞注30 d停60 d,在整个过程中蒸汽连续注入。研究结果表明,与未调整的老井相比,调整后泡沫辅助蒸汽驱可生产11 a,新增产能为1.15×10~4t,提高采收率为14.63%。     

水平井注蒸汽测试井口防喷密封装置

为解决水平井注蒸汽测试中高温高压下动密封和连续管注入头超温问题,成功研制了水平井注蒸汽测试井口防喷密封装置。该装置采用二级密封及长密封段自密封方式,采用耐高温氟橡胶、碳纤维及钢垫的组合形式做密封件,采用耐350℃高温导热油自动控制加压密封件,采用水循环冷却管给连续管、密封系统降温,可确保起下时注入头不超温和施工安全。在测试起下过程中,2口水平井井口注汽压力均在13 MPa以上,井口防喷密封装置未发生蒸汽泄漏,注入头处温度低于120℃,完全可以满足高温高压下用连续管测试施工要求。