高含水油井采出液预分水技术发展现状与展望

目前国内外不少油田已经进入高含水甚至特高含水开发期，增加油井液量逐渐成为各大油田稳定原油产量的主要措施。对于传统的油气集输处理工艺流程而言，采出水量急剧增加且处理难度加大，导致了原有油气水处理设备利用效率低下、运行能耗大幅提升，因此采出液预分水技术日益受到关注。通过对比分析和系统总结国内外近年来采出液预分水技术的研发应用现状可以看出，目前仍以常规重力沉降分离为主，集成应用离心力场和电场的预分水技术相对较少，且对高含水采出液电场破乳作用机理的认识存在差异。采用基于多场协同作用的高效重力沉降分离和精准电场破乳，实现处理设备的紧凑化是今后预分水技术的发展方向。     

高含水油田预分水技术现状及发展趋势

目前,国内大部分油田都已进入高含水期,造成了污水加热能耗高、系统处理负荷高等问题。首先介绍高含水采出液给油田生产带来的危害,其次针对危害,重点详述了国内外几种常用的预分水处理技术,最后对预分水技术发展趋势进行了分析。分析认为,随着高含水油田的增多,高效预分水装置会逐渐向各种技术的一体化、小型化、低投资和低成本方向发展,将预分水与污水除油合二为一,减少污水流动环节,从而有效降低后端油水处理系统负荷、能耗及运行成本。     

埕东油田西区泡沫复合驱采出液处理技术研究

泡沫复合驱是埕东油田目前提高原油采收率的一项重要技术。泡沫复合驱采出液在进行化学沉降脱水时,原油脱水困难,污水合油量较高,分析认为主要原因是泡沫剂增加了破乳脱水和除油的难度。利用现场原油和污水样品,在室内进行了采出液破乳脱水和污水除油实验研究,优选出适合该区块的复合破乳剂和除油剂,并进行现场试验。试验结果表明,优选的复配破乳荆可对埕东油田采出液进行有效破乳脱水,脱水速度快,油水界面齐整,脱出水水质好;联合站油水分离正常,外输原油含水指标达到技术要求。新研制的除油剂除油效果明显好于目前油田用剂,脱出水完全达到污水回注含油指标。     

埕东油田西区泡沫复合驱采出液处理技术研究

泡沫复合驱是埕东油田目前提高原油采收率的一项重要技术。泡沫复合驱采出液在进行化学沉降脱水时,原油脱水困难,污水合油量较高,分析认为主要原因是泡沫剂增加了破乳脱水和除油的难度。利用现场原油和污水样品,在室内进行了采出液破乳脱水和污水除油实验研究,优选出适合该区块的复合破乳剂和除油剂,并进行现场试验。试验结果表明,优选的复配破乳荆可对埕东油田采出液进行有效破乳脱水,脱水速度快,油水界面齐整,脱出水水质好;联合站油水分离正常,外输原油含水指标达到技术要求。新研制的除油剂除油效果明显好于目前油田用剂,脱出水完全达到污水回注含油指标。     

孤岛油田采出液处理工艺的改进

随着油田的开发,采出液量增加且含水逐步升高,特别是采出液含聚后,油水处理难度增加,原来的处理工艺开始出现不适应状况:一、二次沉降罐效果变差,原料油含水逐步升高,站内循环处理量增大,整个脱水系统能耗明显上升;由于油水沉降效果变差,脱水系统分离出去的污水含油高,加重了污水处理站的处理负荷;经污水站处理后的污水含油量、悬浮物含量、细菌含量高。为此,推广应用了预分水工艺,该工艺降低了后段的处理负荷,提高了污水站的来水水质;通过四段沉降及大罐抽底水流程改造,保证了外输原油含水指标的稳定;通过污水处理工艺不断改进及药剂筛选优化,较大幅度提升了综合水质达标率。     

呼伦贝尔油田原油脱水及破乳剂研制

呼伦贝尔油田采出液中含高浓度的钻井液、完井液、压裂反排液等化学助剂,影响采出液破乳及含油污水处理.通过从采出液自然沉降入手,确定采出液自然沉降规律,测试了采出液中含不同浓度的钻井液、完井液、压裂反排液、粘土稳定剂对采出液自然沉降和破乳的影响,以及各种化学剂混合后对采出液自然沉降油水分离的影响,研制出适合呼伦贝尔油田采出液破乳的破乳剂配方.现场试验表明,在脱水工艺流程未改变的条件下,脱后原油含水满足商品油标准,脱后污水含油量降低,脱水工艺运行平稳.     

高效三相分离器的优化设计研究与应用

安塞油田采用的双管集油、缓冲罐和溢流沉降罐沉降破乳的集输工艺存在分离设备内部结构简单、原油脱水效果差、脱出污水含油量高且不稳定等缺点。鉴于此,通过室内试验和CFD模拟分析,经筛选和优化,采用8项技术,设计出适合安塞油田的高效油气水三相分离设备,现场应用实际效果表明,处理后的原油含水和污水含油都达到设计要求,符合有关标准。     

一体化预分水装置在稠油油田的现场试验

为解决稠油油田含水率上升带来的一系列问题,开发了一体化预分水处理装置,并在某稠油油田进行了现场试验。试验结果表明,在不添加水处理药剂的条件下,该一体化除油分离设备对含水率83.7%左右的稠油采出液进行预分水,能够分离出30%～50%的污水,装置出水含油浓度≤50 mg/L,含悬浮物浓度≤50 mg/L。装置可取代稠油污水通用的"三相分离器+三级沉降"的处理工艺流程,具有除油效率高、不加药、占地面积小的特点,适用于高含水稠油油田的预分水和污水处理,具有很高的推广价值。     

世界石油工业海底油气水分离技术现状与展望

采用海底油水分离系统不仅能够减轻立管压力、降低举升动力消耗、解决高含水问题,而且能降低井口背压、进而可以提高采收率。目前世界海底油气水分离技术主要有举升分离、常规重力分离、卧式重力分离、静电聚结强化型重力分离、管式分离、气-液旋流分离和超音速气-液分离技术等。在参考大量文献的基础上,重点介绍了这些分离技术原理和设备,以及各种技术设备在海洋石油上的应用实例。根据这些油气水分离技术在各个油田的应用情况,总结出目前海底油气水分离技术存在的问题,并展望其未来的发展趋势,为中国海洋石油的水下生产技术提供支持。     

渤海油田油水离心分离效果评价及影响因素

随着渤海油田开发的不断深入,多个油田已进入高含水期,在平台处理流程已达到饱和情况下的稳油控水已成为目前渤海油田亟待解决的问题。利用井下油水分离技术,可以将地层采出液直接在井下进行油水分离。为了更好地将这项技术应用于现场,为此开展了渤海油田油水分离特性研究工作。该文利用高速离心机对岐口17-2、埕北、锦州9-3及绥中36-1油田的高含水采出液进行了油水分离实验。研究结果表明离心时间的延长及离心机转速提升对油水分离效果没有明显的促进作用,而添加破乳剂可显著提升油水分离效果;分离水驱替实验表明,添加适量破乳剂有利于减轻注入水对地层的伤害。该文通过实验模拟总结出了一套针对渤海油田不同油品性质的高含水产出液的油水分离特性规律,对油水分离技术在渤海油田的成功应用具有指导意义。     

水力旋流器在高含水期原油脱水中的应用

近年来，水力旋流器在高含水期采出液预脱水和原油脱水的应用上取得了可喜的进展。因此，水力旋流器可构成高含水采出液预分离、原油脱水及采出水处理一条龙工艺系统，这将会给油田地面工艺及建设带来一场变革。文章叙述了水力旋流器的结构原理及在脱水中的应用，同时还介绍了胜利院自行开发的水力旋流脱水器在坨二站的初步试验情况。试验表明，利用水力旋流脱水器进行高含水采出液预处理是可行的。     

海上油田调驱技术研究与实践

渤海湾海上常规稠油砂岩油藏,储层非均质性严重、胶结疏松,长期注水开发,储层的平面和纵向非均质性加剧,导致油田开发过程中含水上升快、产量递减快等问题出现。调驱技术作为一项改善中高含水油田开发效果、控水稳油、实现油藏稳产的重要技术措施得到广泛应用。针对海上油田开发过程中存在的问题,中国海油开展了各种调剖、堵水、深部调驱等技术研究与应用。文章主要介绍了弱凝胶调驱、冻胶深部调驱、纳米微球调驱、氮气泡沫压锥、改性稠油堵水等调剖技术的技术原理和应用情况。应用这些技术与工艺,取得了较好的增油控水效果,为油田中高含水开发提供了技术保障。     

高含水率断块油田同井井下采油注水设计及应用

东部老油田已进入高含水开发阶段,面对采出水量增加、处理工作难度大,以及一些边缘断块油田因无法注水而面临减产的矛盾,同井井下采油注水技术是解决该矛盾的有效手段。井下旋流分离器是同井井下采油注水的关键设备,文中重点论述了双锥旋流器的圆柱段、大锥段、小锥段和尾管段等4部分的结构参数优化设计,并设计了相应的实验设备进行分离效果的物理模拟实验,通过旋流分离器处理效果、D80型旋流管溢流芯管的选择及最佳处理量3项实验,验证了该技术能够满足现场需要。经过配套完善后,在XZ1-20井进行了现场应用,在地层产液量相同的条件下,进行同井井下采油注水生产后,地面产油量基本保持不变,地面产水量下降了67%,取得了良好的应用效果。     

直流电场强化采油技术

直流电场强化采油技术在国际上是一项新技术。试验发现,直流电场能够提高产油量、降低产水量和提高油水比,含水量越高效果越显著。该技术对于提高油田高含水和特高含水开采期的原油采收率效果明显。介绍了直流电场强化油流、增强注水能力、解除地层堵塞技术,探讨了技术机理。     

海上油田井下油水分离技术研究与应用

井下油水分离技术作为一项机械式控水工艺,对于高含水油井具有较好的稳油控水效果。经过长时间的发展,由于能够有效缓解高含水油田开发过程中产出水的举升、存储与处理难度大等问题,近几年来该项技术在海上高含水油田得到了应用。该项工艺在实现稳油控水的同时,缓解了地面水处理能力受限对油田提液稳产的制约,尤其对于海上高含水油田的油井措施挖潜、降低产出水处理能耗与成本、减缓环保压力以及提高油田采收率等具有重要意义。     

海上油田新型井下油水分离及回注工艺

海上油田进入中高含水期后,产出水的举升、存储和处理难度加大,费用增加,给海上油田节能减排带来巨大压力,部分平台设备负荷无法满足处理要求。通过研发新型井下油水分离器,设计配套工艺管柱,开发出一套适合海上油田的悬挂式井下油水分离及回注工艺。新型井下油水分离器最大外径为130mm,处理量达1200m3/d,整个工艺系统采用悬挂式三通接头装置建立流动通道,可以保证在井筒内建立大流量流动通道;配套的井下参数监测及调控装置可在地面完成油水分离器出入口压力及流量的实时监测和调控,以保证系统分离效率。该系统处理量大、结构紧凑,工艺与目前海上油田采用的电潜泵生产管柱工艺类似,大幅降低了作业及运行风险。     

油井采出液管式旋流预分水设备的放大设计

旋流分离设备逐渐成为油田解决高含水问题的关键技术之一,但放大后性能降低成为制约其工程化应用的主要因素。对比研究了直接理论设计、压力主导型相似放大设计和流量主导型相似放大设计3种放大设计方法;以处理量为1.0 m³/h的管式旋流预分水设备室内样机为原型,分别采用上述3种设计方法设计了处理量为10.0 m³/h的工程样机;通过数值模拟详细对比了流动特性,并开展了现场试验研究。结果表明,流量主导型相似放大设计方法所得设备不仅离心加速度最大而且轴向衰减率最小,最大切向速度衰减率仅为25.39%。该方法设计的工程样机在油田现场的运行效果与室内样机基本一致：当采出液含水率在75%~90%范围内时,在确保分水率大于50%的前提下,可以将水出口的含油质量浓度控制在1321 mg/L以下。综合来看,流量主导型相似放大设计方法具有计算周期短、实施方便等优点,可为旋流分离设备的放大设计提供理论指导。     

陆相高含水油藏提高水驱采收率实践

总结了以胜利油田为典型代表的我国东部高含水油田提高水驱采收率的技术实施经验,通过室内物理模拟水驱油实验和数学模拟计算,揭示了剩余油富集区的形成机理和分布规律。研究结果表明,低级序断层、夹层和储层优势通道是高含水油田剩余油富集的主要地质控制因素。利用低级序断层描述与预测、夹层描述与预测、河流相储层构型以及油藏综合地球物理等剩余油分布研究技术,在高含水砂岩油藏预测出了由低级序断层和夹层控制的剩余油富集区,辅以精细开发调整、复杂结构井等针对性的提高水驱采收率技术,取得了很好的应用效果。分析并指出了老油田提高水驱采收率研究所面临的挑战和技术攻关方向。     

油层大孔道调堵技术的发展及其展望

在注水开发过程中，注入水对储层孔隙、骨架颗粒、胶结物和油藏流体的作用等因素的影响，易在储层中形成大孔道。储层大孔道对油藏注采工艺有着重要的影响油层大孔道所具有的特殊性，即具有渗透率高、孔喉半径大等特点，要求堵剂具有相当的强度、适宜的固化时间、价格经济，为减少对中、低渗透层的污染还要求堵剂有合适的粒径。因此需要研制针对性强的大孔道封堵技术。自20世纪90年代以来，我国油田进入了高含水、特高含水期，封堵大孔道和低成本、高效的调剖剂的研究和应用在各大专院校和胜利、大庆、大港等油田有了很大的进展，现已形成了以颗粒类调堵剂、聚合物凝胶堵剂、颗粒类与聚合物凝胶复合堵剂为主的大孔道调剖堵水技术。文中调研了大量国内外资料，对油层大孔道调堵技术进行了回顾，对其发展前景作了展望。