稠油热采井场恶臭异味成因分析及治理研究

目的 解决稠油热采井场因存在难闻恶臭异味,从而影响油井正常生产的问题。 方法开展了油井伴生恶臭气体含硫化合物分析、以油藏微生物种类为主的生物成因分析和以稠油水热裂解实验为主的热成因分析;针对恶臭气体,开展了喷雾处理工艺研究,比较了亚氯酸钠、过硫酸钠和高锰酸钾对恶臭气体的处理效果;考查了喷雾强度、喷雾压力对恶臭气体处理效果的影响。 结果具有一定含量且嗅觉阈值低的甲硫醇、乙硫醇等低分子含硫化合物为稠油井场的恶臭异味主要物质,油藏微生物以海杆菌、假单胞菌和沙雷氏菌为主,不具备产生甲硫醇、乙硫醇等恶臭异味气体的代谢途径,稠油水热裂解产生大量甲硫醇、乙硫醇等恶臭异味气体。质量浓度相同的亚氯酸钠比过硫酸钠和高锰酸钾对恶臭异味气体脱除率高,确定为喷雾处理剂;优化喷雾强度为3.0 m³/(m²·h),喷雾压力为0.4 MPa,对质量浓度为2 000 mg/m³的恶臭气体脱除率可达100%。 结论稠油热采井场的恶臭异味主要为甲硫醇、乙硫醇等低分子含硫有机物,来源于稠油热采开发过程中的水热裂解反应,以亚氯酸钠为处理剂的喷雾处理工艺可以消除甲硫醇、乙硫醇等恶臭异味,为稠油资源的热采开发提供保障。      

海上热采井注采一体化井口技术研究与应用

针对中国海上首个规模化稠油热采先导试验项目,旅大21-2油田开发中面临着目标区块浅层气气窜风险大、冷热采转换和热采平台空间限制等因素对井口装置要求高的问题,通过防浅层气套管头设计、注采一体化专用通孔堵塞器设计、采油树结构优化以及井口密封设计,形成了海上稠油热采井注采一体化井口关键技术,实现了注热和冷采切换不需更换井口,解决了热采井后期生产中井口装置抬升的问题,提高了井口空间利用率,满足了安全生产的需要。现场应用结果表明：海上稠油热采井注采一体化井口装置整体耐压21 MPa,符合技术要求,已完成6井次第一轮高温蒸汽吞吐,井口装置密封性能安全、可靠,取得了较好的应用效果。海上热采井注采一体化井口技术的成功开发为海上稠油规模化热采高效开发提供了重要的技术支撑。     

国外稠油热采井防砂技术

稠油油藏一般胶结疏松，开采容易出砂；而在进行注蒸汽热采作业时，高温蒸汽及热水常使粘土矿物破坏，使稠油采采井的出砂问题中严重。本文了稠油热采井的出砂原因并同了国外常用的防砂方法 。     

稠油热采试井分析方法

经对国内外稠油热采试井分析文献资料分析研究，总结归纳出5种以Satman等人提出的双区复合油藏模型为基础的稠油热采试井分析方法，并对典型的双区热采模型压降试井分析进行应用，得到一定的认识。     

热采井硫化氢脱除剂的筛选及应用研究

目前,稠油热采井硫化氢主要采用联合站末端集中处理的方式,无法保障油井的安全作业及生产和集输系统沿程操作人员的生命安全。以热稳定性、与地层水的配伍性和腐蚀性等性能为主要评价指标,筛选出了专用于热采井的脱硫剂S3,并考察了该脱硫剂在不同温度下的脱硫速率。在GDGB1-02井和GD2-23X532井开展了现场应用,以气相和液相中硫化氢总量为依据,进行了脱硫剂加药量的设计,分别将采出液伴生气中硫化氢质量浓度由处理前的8 000mg/m~3和23 000mg/m~3降至30mg/m~3以下,达到油井安全生产的要求(低于30 mg/m~3),为热采井硫化氢的治理提供了一定的参考。     

高含硫化氢井套管加药处理工艺及效果

孤岛稠油产量占孤岛油田总产量的34.9%,是该油田原油上产的主阵地。随着孤岛稠油热采规模不断扩大,注蒸汽驱井组不断增加,注汽量加大,含硫化氢油井逐渐增多,治理难度大。近四年来采油厂针对孤岛稠油区块开展稠油热采硫化氢产生机理及防治对策研究,在高含硫化氢油井实施套管滴加脱硫剂工艺试验,取得较好效果。     

稠油热采井套管头

新疆克拉玛依地区蕴藏着丰富的稠油资源,稠油产量约占中国石油新疆油田公司总产量的30％以上。稠油热采工艺是目前稠油开发使用最为成熟的工艺技术,但是,若采用常规的井口装置,可能会导致油井生产过程中出现井口失控上窜、套管受损等情况,严重的则会造成热采井报废,给安全生产带来极大的损失。中国石油集团西部钻探工程有限公司克拉玛依钻井工艺研究院开发研制的稠油热采套管头,部分解决了上述问题。该产品与其他稠油热采配套技术成功应用,实现了稠油热采井安全高效的生产,为油田持续稳定的发展提供可靠的保证。     

稠油热采井固井用铝酸盐水泥浆体系的研究及应用

稠油热采井对固井水泥浆的要求是在低温下能快速凝结,在高温生产中具有长期耐高温性能。铝酸盐水泥具有快硬、高强、耐高温等特点,因此考虑将铝酸盐水泥在热采井固井中应用。通过进行以铝酸盐水泥为主要材料的矿物熟料优选复配,配制出了与铝酸盐水泥相配套的降失水剂 J73S 和缓凝剂 SR,设计出了一套适用密度范围为
1.70～1.90 g/cm3, 温度区间为30～80 ℃的新型铝酸盐水泥浆体系。实验结果表明: 该水泥浆体系具有优良的工程性能,水泥浆密度差小于0.02 g/cm3,失水量小于 50 mL,稠化时间在60～300 min 范围内可调,24 h抗压强度可达14 MPa,且经过2轮高温之后水泥石抗压强度仍能达到25 MPa。 在齐40-18-38C2稠油热采井的侧钻尾管固井中进行了现场应用,施工过程顺利,固井质量优质率为 79%,合格率达95%,说明该体系可满足稠油热采井固井施工的要求。      

热采吞吐井堵调技术研究与应用

河南稠油油田经过多年的蒸汽吞吐，汽窜井次增多，汽窜加剧热能利用率低，油井吞吐效果变差。着重从新型高温调剖剂研制、油井汽窜特点及规律研究、油藏汽窜通道描述、最优化堵调参数设计入手，研究总结出一套稠油井汽窜治理技术。热采吞吐井堵调技术在河南稠油油田共计现场应用40多个井组，措施增油达到17116t，效果良好。     

热采吞吐井堵调技术研究与应用

河南稠油油田经过多年的蒸汽吞吐,汽窜井次增多,汽窜加剧热能利用率低,油井吞吐效果变差。着重从新型高温调剖剂研制、油井汽窜特点及规律研究、油藏汽窜通道描述、最优化堵调参数设计入手,研究总结出一套稠油井汽窜治理技术。热采吞吐井堵调技术在河南稠油油田共计现场应用40多个井组,措施增油达到17 116 t,效果良好。     

海上稠油热采井防砂筛管热应力分析

为了研究稠油热采井防砂筛管的热稳定性,建立了筛管热应力分析模型,对不同工况下不同钢级的筛管基管进行研究。建模时为获得较高的网格密度,且在划分网格时不引起网格畸变,只取筛管基管的一部分进行模拟,忽略多元热流体化学因素的影响,采用8节点线性减缩积分应力单元C3D8R。结果认为,筛管弹性模量、膨胀系数与屈服强度受温度影响变化显著,对筛管热应力分析有明显的影响;热应力补偿器的配备可显著缓解防砂管柱热应力,提高其热稳定性。     

稠油热采井注汽及油层出砂对套管的影响

对胜利油田单二区块稠油热采井注汽及油层出砂进行了有限元数值模拟研究,得出如下结论:(1)油层注汽引起岩层温度升高,套管应力增加,易造成套管轴线偏离,发生错断;(2)热采井出砂严重时,出砂区域地层软化,地层骨架失去承载能力,出砂区域内套管轴向应力为压应力,当超过极限应力时,易发生套管弯曲变形、错断和缩径;(3)随着出砂量的增大,套管射孔孔眼应力集中系数增大,当孔边应力达到套管材料的屈服极限时,会导致孔眼塑性破坏。     

稠油热采井补砂工艺技术的研究与应用

针对胜利油田稠油热采井开发实际,根据稠油热采井补砂技术的基本原理,分析了防砂后期存在的问题,提出在原防砂管柱的基础上对地层及筛套环空应用补砂技术。补砂后形成高效挡砂屏障,弥补了地层亏空,提高了近井地带的渗透率,避免了捞出防砂管柱再次进行防砂的繁杂工序;同时挤入地层的大量砾石在弥补地层亏空的同时,也缓解了地层能量的损失,减少了套管受到的轴向压力,间接保护了套管不受损伤。该项技术通过在400余口热采防砂井上应用,取得了显著的效果,具有良好的推广应用价值。     

热采稠油油汽比评价图版的制定与应用——以辽河油田热采稠油油藏为例

在热采稠油注采特征关系曲线的基础上,借鉴水驱油藏地质储量与水驱特征关系曲线系数的统计规律方法,建立了热采稠油油藏不同采收率状况下的油汽比变化曲线评价图版。通过实例验证,建立的油汽比评价图版可有效应用于热采油藏不同阶段注汽开发油汽比和采收率评价,同时,进一步拓宽了注采特征曲线的应用范围。     

辽河油区稠油热采中储层变化实验研究

方法　采用动态物理模拟、热采储层变化数值模拟、原油性质变化有机地球化学分析和热采储层敏感性评价等新技术 ,分析了储层中的水、油、岩在热采条件下的变化趋势。目的　改善稠油热采开发效果。结果　根据不同热采方式的特点 ,建立了适合储层中热液与矿物之间相互作用的物质迁移—化学反应藕合模型 ,编制了数值模拟软件 ;总结了储层在热采条件下矿物溶解反应的变化趋势 ,以及不同热采条件对储层中各原油微观组分的作用效果。结论　实现了对不同热采条件下储层发生的矿物溶解、沉淀和液体组成改变的预测 ,并提出了改善稠油热采开发效果的措施。     

晃动条件下硫回收过滤机性能实验研究

目的 探究晃动对硫回收工艺中离心式过滤机性能的影响。方法 利用自主搭建的过滤机抗晃中试实验装置对不同晃动条件、离心式过滤机转速、滤布目数下的硫膏固含率(混合物中固体质量分数)、硫回收率及过滤效率进行实验研究,分析离心式过滤机在海上硫磺回收工艺中的适应性。结果 (1)离心式过滤机在晃动条件下仍能保持较好的过滤效果,产出硫膏固含率可达90%以上,晃动对硫膏固含率的影响不超过6%,且在高转速下稳定性更好;(2)硫回收率可维持在94%以上,增大滤布目数或者降低转速可提升硫回收率;(3)相对于600目滤布,350目滤布过滤效率更高,过滤时间可缩短80%以上。结论 从过滤效果和运行稳定性来看,离心式过滤机具有较强的海上适应性,可满足海上硫磺回收的工艺要求。     

TP100H套管在超稠油热采井中的应用

针对热采井套管损坏日益严重，制约热采油井正常生产这一问题，研究开发了适合于超稠油热采井需要的TP100H套管，经现场应用效果明显，可使套管损坏率下降20个百分点以上，从而保证了热采油井的正常生产。     

水平井空心地锚的研制与应用

针对目前国内现有的预应力固井实心地锚主要应用于直井,不能应用于水平井的现状,研制了水平井空心地锚,用以解决稠油热采水平井在注蒸汽开发过程中出现的井口抬升、井口冒油冒汽等问题。该水平井空心地锚在使用时串接在稠油热采水平井完井管串之中,与筛管顶部注水泥工艺配合,进行提拉预应力作业,不影响目前的钻井固井及后期采油作业工序,且不会影响大井斜段的固井质量。介绍了该地锚的结构、工作原理、性能特点以及技术指标,并对该地锚的锚爪进行了应力分析以及室内抗拉试验,达到了设计指标。该水平井地锚研制成功后,已在胜利油田新春采油厂成功应用,应用效果良好。