通过加速聚合物溶解减小熟化罐体积的可行性研究

海上平台的承重和空间限制决定了不能直接采用陆地油田的成熟聚合物配制工艺,减小熟化罐体积甚至取消熟化罐是海洋油田推广聚合物驱技术的必由之路.通过深入分析和实验证实,要提高聚合物溶解速度,缩短溶解时间,在溶解过程中必须对溶液传熟和做功,来减小聚合物溶胀颗粒的粒径并加速聚合物分子从溶胀颗粒表面的脱离速度.     

熟化罐搅拌装置改进

1.问题的提出 孤岛油田8＃注聚站注聚规模为日配母液2000m~3,担负着38口井的注聚任务,整套配置注入系统有分散溶解装置3套,熟化罐4座,搅拌机4台,负责全站聚合物溶液的熟化工作。在日常生产过程中,搅拌机启停瞬间的动力传送及工作过程中负载的变动,往往造成搅拌机部件的损坏,导致停机。据统计,仅2001年搅拌机就出现故障15次,导致高额的维修费用。熟化罐搅拌机故障问题已经严重影响了注聚的正常进行,必须尽快给予解决。     

优化聚合物母液搅拌熟化方式

三次采油聚合物母液常规熟化工艺中,采用恒速搅拌,剪切大,且熟化完成后搅拌即停止,罐底会出现沉淀,母液浓度前后不均。为此,研制了ZNJBJ—01系列智能曲线跟踪控制搅拌机。该机的智能控制系统以超小型的PF0—C32CT可编程控制器作为控制核心,运行前通过小型触摸显示屏以人机对话的方式输入运行参数,根据设定的速度时间曲线自动控制搅拌机运行。现场应用表明,该系统调整参数方便,提高了母液的熟化效率,且母液熟化均匀。     

运用最小二乘法优化聚合物熟化时间

在聚合物配制注入过程中,熟化过程中不象配液和注入过程那样,设备规模大,控制过程复杂,但由于它能保证聚合物溶液充分溶解,对注取质量起着举足轻重的作用,为减少粘度损失,可适当缩短熟化时间,以未完全熟化的聚合物溶液进行输送,增加管道熟化过程,经计算,熟化时间为65min时,粘度为2450mPa.s,满足要求,选择65min为最佳熟化时间,以孤岛8号注聚站为例,对不同的熟化时间下聚合物溶液的粘度进行试验调查。     

驱油用疏水缔合聚合物AP-P4在线熟化技术室内研究

为了解决海上注聚过程中平台空间狭小及承载有限的矛盾,提出了通过增大胶团的比表面积加速聚合物熟化过程的在线熟化技术。在室内试验中,首先采用光学显微镜照相和胶团称重法对驱油用疏水缔合聚合物AP-P4的溶胀-熟化过程及规律进行了研究,然后对胶团直径与溶解速度的关系进行了理论分析,提出并实验验证了对溶胀胶团进行强制切割能够促进AP-P4溶解的技术思路,最后设计并制作了室内实验装置,研究了循环过滤次数与AP-P4母液黏度之间的关系。室内研究表明:AP-P4的溶胀胶团表现为有限溶胀的特点,利用管线中筛网对溶胀胶团的强制切割作用可以代替机械搅拌的熟化作用,使整个溶解时间缩短50%以上。     

聚合物配制站熟化系统适应性浅析

1．熟化系统的适应性分析 熟化系统是配制站的一个重要环节，主要接收分散装置米的聚合物溶液，溶液进入熟化罐后，在熟化罐内按照一定的时问，通过搅拌器搅拌，使聚合物溶液得到充分混合，外输至注入站泵送到井口。目前聚合物熟化罐的搅拌器均为螺旋推进式，搅拌器叶片采用双层、三叶式，在应用中分子聚合物时，这种装置按照2h的熟化时问能够保证聚合物溶液均匀的混合，起到了较好的熟化效果。     

驱油用疏水缔合聚合物AP-P4在线熟化技术现场放大试验

为了解决海上注聚过程中平台空间狭小及承载有限的矛盾,提出了通过增大胶团的比表面积加速聚合物熟化过程的在线熟化技术。利用强制胶团切割原理设计并制作了在线熟化试验装置,在现场放大试验中研究了过滤筛网尺寸、循环过滤次数、预溶胀时间、排量、筛网/静态混合器排列方式、聚合物配制浓度对AP-P4溶解时间的影响规律。试验表明:在完全取消熟化罐的情况下,在线熟化技术可以使AP-P4干粉在35 min内直接在管线中完成熟化过程。在线熟化技术能够简化配聚工艺,大幅度缩短聚合物溶解时间和降低平台承载,是解决海上平台配注问题行之有效的技术方案。     

基于溶胀–熟化机理的疏水缔合聚合物速溶压裂液技术

针对疏水缔合聚合物配制压裂液时分散性能差、溶胀时间长和不适合现场连续混配的问题,综合机械与化学方法,研究了疏水缔合聚合物速溶压裂液技术。通过优化助溶剂加量,减小配液用水的溶度参数,利用负熵因素加快聚合物溶胀速率;同时,设计了同轴双向搅拌装置,提高了固液混合物紊流程度,缩短了聚合物熟化时间。试验结果表明:溶度参数与溶胀胶团直径是影响聚合物溶胀与熟化的关键因素;4%助溶剂可使疏水缔合聚合物的溶胀率在4 min内达到92%;搅拌速率对疏水缔合聚合物熟化时间的影响较小,搅拌方式是影响疏水缔合聚合物熟化速度的主要因素,同轴双向搅拌6 min时的溶胀率达到86%;形成的疏水缔合聚合物速溶压裂液在90 ℃条件下的抗剪切性能大于180 mPa·s,满足现场施工要求。疏水缔合聚合物速溶压裂液技术实现了聚合物压裂液连续混配,降低了聚合物压裂液残液、余液对环境的影响,为大规模体积压裂工厂化作业提供了技术支撑。      

不同熟化程度的聚合物在多孔介质中的渗流规律及驱油性能

聚合物在注入地层过程中受到的物理、化学降解严重,黏度损失大。为了减少聚合物注入过程产生的黏度 损失,提出不完全熟化聚合物驱油技术。在70 ℃下,通过改变机械搅拌器的搅拌时间,制得具有不同黏度和熟 化程度为60%～100%的聚合物体系;基于宏观和微观模型对不同熟化程度聚合物在多孔介质中的渗流规律及 驱油性能进行研究。结果表明,相较于完全熟化聚合物,不完全熟化聚合物体系具有更好的黏弹性,可更好地动 用残余油、提高微观驱油效率;不完全熟化聚合物体系可以建立更高的阻力系数和残余阻力系数,经多孔介质剪 切后可以保留更高的有效驱替黏度;聚合物熟化程度过低不利于聚合物进入油藏深部,60%熟化程度聚合物体 系堵塞主要发生在靠近填砂管注入端0—1/5处,而80%和100%熟化程度聚合物体系堵塞主要发生在靠近填砂 管注入端1/5—2/5处;相对于水驱,60%、80%及100%熟化程度聚合物宏观驱油的采收率增幅分别为26.2百分 点、29.0百分点和23.3百分点,微观驱油的采收率增幅分别为37.3百分点、44.9百分点和36.0百分点。对于非均 质油藏,由于不完全熟化聚合物残留的未溶解胶团颗粒具有良好的封堵调驱性能,提高了低渗透层的吸液量,扩 大了波及体积,从而提高了低渗透层的采收率。研究结果可为不完全熟化聚合物驱油现场试验提供一定的理论 指导。     

聚合物管道熟化现场配注试验

聚合物驱油技术在其配制过程中,体系的熟化设施（包括熟化罐、搅拌器等）在地面工程的投资中占有重大的比例。如果能够利用从配制站到注入站间的输送管道完成聚合物溶液的熟化,将大大降低地面工程的投资。为此进行聚合物管道熟化配注试验,通过地面、地质方面的测试表明:经管道熟化的聚合物满足聚合物的配注要求,降低了油田地面工程的投资,具有很好的经济效益和社会效益。     

可钻孔打拔桩机的研制与应用

北方冬季的地面冻层厚达１．５ｍ,用常规打桩机施工效率低,成本高。为此,研制了可钻孔打拔桩机。该机在原液压打拔桩机上设置了一套液动钻孔机,主要由导向架、变幅油缸、加载油缸、液压马达、针轮减速器、钻机座和钻杆等组成,采用轴向加压钻孔方式,与原液压打拔桩机安装在同一横梁上,独立工作。该机投产后,节省锅炉车１台,减少操作工２名,单井打桩时间由原来的平均９０ｍｉｎ减少到２５ｍｉｎ,工效提高２．６倍,每年可增创效益６４万元。     

大罐油砂自动处理工艺研究与装置设计

胜利油田孤岛联合站来液含砂量为０．３‰,处理原油的沉降罐罐底半年就积砂约０．８ｍ。油砂对外输泵和流量计的使用寿命,以及原油盘库工作均产生不良影响。鉴于此,对重力沉降、离心分离和过滤等几种除砂方法的优劣做了对比,对孤岛联合站的油砂物性做了分析测试,确定了大罐沉降和旋流除砂二级流程除砂方案。在缤密计算的基础上,设计了一种大罐油砂自动处理装置。孤岛联合站安装了两套新设计的自动清砂装置,泥砂浆在设备内流动平稳,冲砂喷嘴射流均匀,油水界面基本不受影响。密闭清砂道将泥砂浆顺畅输往沉砂池。经处理的泥砂含油为１２０ｍｇ／Ｌ,达到了设计要求。     

400型套管水压试验机的研制与设计

我国各油田以往用于套管检测的的小型、简单的试压设备及相应的检测手段，其准确性和覆盖率均无法满足使用要求。为了避免因套管质量差造成井下事故，辽河油田公司采油工艺研究院研制了４００型套管水压试验机。这种套管水压试验机由主机、液压系统、辅助装置及控制系统四部分组成，集机、电、液为一体，具有手动、半自动和全自动控制方式，以乳化液为试验介质，预密封压力为２５ＭＰａ，主增压试验压力达到４０ＭＰａ。整个系统经过７ｄ无故障运转考核，运行状态良好，单机套管试验时问为１３５ｓ，达到了设计要求和检测能力，经济效益良好。     

玻璃钢抽油杆拉挤机牵引控制系统的研制

玻璃钢抽油杆拉挤机牵引控制系统采取液压驱动 ,由线性位移传感器检测拉拔手的液压缸位置及比例伺服阀反馈的速度信号 ,这些模拟信号经放大后输入PLC中 ,根据PLC的运行程序 ,发出控制拉拔手的信号。控制系统的实际运行结果表明 :( 1)采用PLC实现了玻璃钢抽油杆拉挤机A、B拉拔手的连续交替转换 ,选择间歇拉挤的拉拔手组合灵活、可靠 ;( 2 )采用位移传感器、比例伺服阀、PLC等构成闭环控制 ,精度高 ,易于保证拉拔手运行速度一致 ;( 3)PLC通讯功能完善 ,编程器和触摸屏可通过CPU模块上的通讯口监控和设置各种参数及变量 ,其外围设备的数据通讯单元 (E— 0 2DM、E— 0 3DM)还可提供与其他PLC、IBM—PC机或智能设备的通讯 ;( 4 )所有控制参数均保留在PLC内部寄存器中 ,维修者根据需要更改参数 ,即可排除故障     

活塞式抽油泵的初步设计

鉴于柱塞式抽油泵在使用过程中常常发生因柱塞、阀等严重磨损造成的漏失问题,以及由于油层出砂引起泵体严重损坏和卡泵等事故。在汽车气缸活塞密封结构的启发下,初步设计出靠活塞环组密封的新型活塞式抽油泵。这种泵由泵筒和活塞两部分构成,但所需配套泵筒的长度可大大缩短。活塞外表面开有活塞槽,槽内配合有弹性钢质、截面呈直角三角形的内外活塞环组。外活塞环的上端面上有４个凸起块,并采用特殊的开口结构,可在保证密封性的同时自由调节其外径。两活塞环在下冲程时提供进液通道,上冲程时起密封作用。它与传统抽油泵相比,进泵流体流动阻力小,效率高,特别适用于稠油的举升。     

抽油泵自动清洗机

抽油泵用小型清洗机存在清洗质量差,工作效率低及清洗液不能重复利用等问题,为此,研制了抽油泵自动清洗机。该机采用无级变速、链条传动、内外同步喷射、封闭清洗;具有预置式传送速度、传送限位、清洗时间、排渣除油、清洗液加温、过滤、排雾、干燥、报警等自动控制功能,清洗介质使用药物水剂清洗液,并过滤循环使用;对抽油泵泵体内外表面利用高压水流喷射冲刷清洗,一次可同时清洗不同规格的抽油泵５台,现场应用表明,该机一次清洗清洁率达９８％,清洗后抽油泵修复率达６５％;清洗检修后的抽油泵下井施工综合返工率由以前的１８.６％降至４.８９％,综合经济效益４５０万元,并大大降低了工人劳动强度。     

井下蒸汽调剖器的研制及应用

针对稠油井注汽过程中产生的蒸汽超覆现象和蒸汽在油层中热量严重损失的问题 ,研制出井下蒸汽调剖器。通过螺旋叶片独特的设计确保调剖器的分离能力及分离干度 ,避免调剖器承受剪切力 ,使调剖器在井下工作可靠 ,分离能力强 ,效果好 ,适用于中厚稠油油层的注汽开发。现场应用表明 ,使用调剖器注汽后避免了蒸汽在油层的超覆现象 ,注汽热量得到充分利用 ,明显改善了油井的注汽效果 ,同时延长油井的生产周期 ,减少油井作业次数 ,具有显著的经济效益和社会效益。     

杆式抽油泵在大港油田南部油区的应用

针对大港油田南部油区油井动液面下降 ,下泵深度逐年加大 ,采用管式泵采油泵效低 ,修井工作量大等突出问题 ,从 2 0 0 0年开始 ,在南部油区推广应用杆式抽油泵。 4 3口井的推广应用效果表明 ,增产井 2 1口 ,日增油 39 89t ,累计增油 2 174 6t,泵效提高的井有 2 5口 ,平均单井提高泵效 6 9% ;抽油泵工况改善的井有 2 2口。推广应用杆式抽油泵应注意科学选井 ;注意配套技术的应用 ;对稠油和载荷大的井应加大泵的支承力度 ;对出砂严重的井可考虑采用动筒式底部固定杆式泵 ;在条件许可情况下 ,应选用H级高强度抽油杆。     

水力喷砂割缝技术在油井增产增注中的应用

水力喷砂割缝技术是实现油井增产增注的一项新技术,这项技术将高压含砂水流（含砂率４％～５％,砂粒直径０．４～０．８ｍｍ）通过油管下到割缝工具的喷枪体内后,从喷枪两侧的喷嘴射出,使套管两侧形成两条高２０ｃｍ,深约１ｍ的棒槌状长缝,从而增加了油水井的有效半径,增大了油流渗流面积,减小了油流阻力。试验及现场应用表明,水力喷砂割缝技术能使油井日产量提高到原来的两倍多,增产效果明显,具有广阔的应用前景。     

带护罩电动潜油泵机组的研究与应用

带护罩电动潜油泵机组的护罩是电潜泵应用工艺中保护潜油电动机正常运移的一种装置。它将离心泵吸入口、电动机保护器和潜油电动机罩于其内,迫使油井液和井口注入液从护罩下端流经潜油电动机进入离心泵吸入口,有利于冷却潜油电动机并降低原油粘度,从而提高电潜泵机组的运转寿命。试验证明：（１）带护罩电潜泵机组配合地面掺水工艺,可以在日产液量小于３０ｍ３、原油粘度达１０００ｍＰａ·ｓ的低产稠油井中应用;（２）将该泵组下到生产层位以下,可在气液比为 ４００ｍ３／ｔ的井中连续正常运转;（３）可在大直径套管井中成功运转;（４）下入地面单层套管口袋井中,可对低压来水实施无泄漏增压注水。