新疆油田稠油采出水电化学深度除油除硅现场试验研究

新疆油田稠油采出水的硅含量高,目前多采用化学除硅方法,其工艺流程长,加药种类多,污泥量大,且除硅深度不能满足注汽锅炉给水水质要求。针对上述问题,通过开展超稠油采出水特性分析研究,掌握电化学净化、除硅机理;研制了一套"电化学+大直径陶瓷膜"组合超稠油采出水净化、除硅中试装置,并在新疆油田风城作业区进行了现场试验研究,验证电化学净化、除硅技术在超稠油采出水处理中的适应性,为后续进一步开展工业化应用提供技术支撑。试验结果表明:装置出水含油质量浓度可降至2 mg/L以下,出水SiO2质量浓度可降至2.07 mg/L,电化学深度除油除硅技术较常规的化学药剂法运行成本低,产生污泥量少,在稠油采出水领域具有较高的推广应用价值。     

降膜蒸发法处理超稠油SAGD采出水试验研究

介绍了加拿大在油砂开采过程中,机械压缩蒸发法处理采出水的应用进展。针对辽河油田超稠油SAGD工程蒸汽发生和采出水处理技术存在的问题和技术需求,辽河油田进行了降膜蒸发法处理超稠油SAGD采出水的室内先导试验,阐述了降膜蒸发法的主体工艺、主要设计参数、出水水质、结垢情况、试验过程药剂投加、蒸发热源的选择以及试验中存在的问题及改进措施。此外,还对超稠油SAGD开发用汽包锅炉给水标准进行了探讨。     

MVC工艺在高盐稠油采出水资源化工程中的研究及应用

针对国内某稠油油田采出水处理后回注面临的问题,确定了替代清水回用注汽锅炉的资源化处理方案。通过分析采出水水质,明确了蒸发脱盐前需要除油、除悬浮物及除硅,并根据原油黏度及水质等确定了"除油+气浮+过滤"的预处理工艺。开展了除硅室内试验及现场连续试验,投加氧化镁、碳酸钠、混凝剂、絮凝剂等药剂混凝搅拌,室内停留1 h或现场停留2.5 h后,出水硅质量浓度平均在5 mg/L左右。通过脱盐除硬工艺对比,在预处理后选择了水平管降膜MVC蒸发装置,对其系统工艺、内部结构及布管等进行分析研究,使工艺水在低于70℃时达到沸点而产生蒸发;通过在某油田资源化工程上的实际应用,产水率达69.5%,产水含盐量≤2 mg/L,完全满足注汽水质要求。该工艺在油田采出水资源化处理领域具有广阔的应用前景。     

新疆油田超稠油净水除硅一体化技术研究

新疆油田超稠油采出水具有高含油、高矿化度和高含硅量的特性,针对新疆油田A作业区除硅工艺在过热注汽锅炉给水硅质量浓度为90 mg/L左右时导致注汽管网严重结垢的问题,通过大量的试验研究确定采用净水除硅一体化技术去除稠油污水中的SiO2。试验表明:采用除硅一体化工艺并选用除硅剂CG-1、CG-2和助凝剂SDJ-E3来处理新疆油田A作业区稠油污水,在60 min时除硅效果最佳,可满足标准SY 5854—2012和SY 0027—1994的要求(SiO_2≤50 mg/L);在净水除硅一体化工艺中通过分段调整加药浓度可有效除硅并净化水质,采出水pH值约为8,除硅剂CG-1可加在大罐或池子内,避免了管线结垢的问题。该技术可为解决注汽管网结垢问题提供技术指导。     

电化学-吸附-交换技术降低油田采出水矿化度的室内实验研究

针对华北油田采出水水质矿化度高的特性和生产实际情况,以某接转站滤后采出水为例,采用电化学-吸附-交换处理工艺组合技术,进行了一系列的室内实验。试验结果证明,该技术能够大幅度降低采出水矿化度,有效去除水中Ca~(2+)、Mg~(2+)、Ba~(2+)等成垢阳离子,去除率≥86%,可以有效防止后续注水管网及地层出现结垢问题。该技术应用到生产实际,预测采出水处理运行成本为3.006元/m~3。     

中深层厚层块状特稠油油藏蒸汽辅助重力泄油物理模拟

渤海LD油田为中深层厚层块状特稠油油藏,是国内海上迄今为止发现的原油粘度最大的稠油油田,蒸汽辅助重力泄油(SAGD)技术是开发此类油田的有效手段。通过三维物理模拟分析了LD油田SAGD开发的可行性,认为该油田先吞吐降压,再转SAGD的开发方式能够取得较好的开发效果。经过3个吞吐轮次,油藏压力由6 MPa降至3 MPa,井间温度升至85℃,达到转SAGD时机。蒸汽吞吐降压阶段采出程度5.75%,SAGD过程中汽腔上升到顶层时采出程度13.5%,汽腔水平扩展阶段结束时采出程度30.5%,至瞬时油汽比降至0.1时采收率达到54.7%。通过数值模拟反演,进行了现场注采参数优化设计,现场瞬时注汽量363.7 m~3/d,采注比1.2以上,吞吐3轮次后转入SAGD生产,注采井间距离6.5 m。     

SAGD动态参数影响规律数值模拟研究及现场实践

合理的动态参数对于双水平井蒸汽辅助重力泄油(SAGD)开采效果具有重要的影响。以国内×油田Z区块油藏及流体参数为基础,通过CMG-STARS模拟器建立了典型SAGD灵活井模型,并结合现场实例对双水平井SAGD动态参数影响规律研究。结果表明,SAGD初期提高操作压力会加剧蒸汽汽窜,抑制产液能力,中后期提高操作压力有利于刺激蒸汽腔扩展,提高水平段动用的均匀性;SAGD生产Sub-cool值过低,则汽液界面接近生产井,注汽易汽窜,Sub-cool值过高,则注采井间液面接近或淹没注入井,不利于蒸汽腔扩展及蒸汽热效率,因此存在最优的Sub-cool值;SAGD过程中通过开副管生产,实现B点采油,有利于改善生产井水平段后端的动用性,提高开采效果,副管注汽(A点注汽)则可能加剧生产井A点的汽窜。     

新疆油田超稠油采出水处理技术优化研究

新疆油田超稠油采出水具有高含油、高矿化度和高含硅量的特性,为了实现污水资源化利用,采用了超稠油采出水深度净化处理技术。在广泛调研分析的基础上指出目前污水处理系统设备与工艺适应性存在的问题,并提出了优化对策,其中包括:SUPER RO特种膜+MVR蒸发组合工艺;Al_2(SO_4)_3除硅剂+澄清器的净水除硅一体化技术;预处理+深度处理+MVC蒸发器技术;软化器结构和树脂的优化。通过优化,产水率从75%可提升到95%,处理后外输水含油质量浓度≤1 mg/L,矿化度≤20 mg/L,含硅质量浓度≤1 mg/L,能最大程度地降低油、矿化度及硅的含量且高效地实现污水资源化利用,不仅节约了大量的水资源,还提高了软化器和过热注汽锅炉运行的安全性与可靠性。     

滤后采出水除铁技术研究

华北油田经过近5年的污水治理改造,所有的滤后采出水都已达到行业标准要求,但经过一段时间的运行后,从常压注水罐至井口管网处出现了褐红色或黑色的悬浮物,造成水质二次污染。通过一系列的室内实验及现场试验,确定了采用微生物氧化降解去除水中Fe2+,并采用80 mg/L的聚合氯化铝溶液或微滤膜技术截留铁的沉积物。现场试验结果表明,该技术能较好地去除水中的Fe2+,去除率大于或等于90%,去除后能有效地防止注水管网和井筒结垢,避免水质出现二次污染而影响水质稳定。     

靖一联采出水处理及回注工艺技术研究与应用

主要针对靖一联絮凝罐+精细过滤处理工艺处理后水质达不到回注标准的现状,借鉴油一联微生物处理的成功经验,通过室内菌种筛选,优选出了适合靖一联采出水的微生物菌群,并在现场进行了微生物处理工艺改造,使靖一联采出水处理水质得到了明显改善,达到了油田采出水的回注要求,实现了靖一联全部采出水的有效回注,节约了大量的清水资源和运行费用。     

SAGD蒸汽腔扩展阶段电加热机理及操作参数优化

为进一步提高风城油田已进入蒸汽腔扩展阶段的SAGD井组水平段动用程度,利用典型储层参数建立电加热辅助SAGD一体化数值模型,开展井下电加热的渗流特征研究和操作参数优化设计。结果表明:SAGD扩展阶段实施井下电加热,具有定点升温、促进蒸汽腔发育、定点泄油和提高低渗段有效渗透率等4项重要机理;其合理注汽速度为158~171m³/d,蒸汽腔操作压力为4.9~5.4 MPa,注采井间压差为0.4～0.5 MPa,相邻井组井间压差需小于0.5 MPa;合理电加热时间为2.0～3.0 a,电加热器最高表面温度为250 ℃,每米功率为800～1 000 W;典型井组电加热3.0 a后水平段动用程度从67%提高至100%,日产油提高2~4 m³,累计油汽比从0.15提高至0.24,最终采收率达51.3%,提高8.1个百分点。该研究成果对改善SAGD开发效果具有一定指导意义。     

溶气气浮在姬二联采出水处理中的试验与应用

主要针对堡子湾长4+5油藏孔隙度小,渗透率低,沉降罐+除油罐处理工艺处理后水质达不到回注标准的现状,姬二联长4+5层采出水引进了溶汽气浮处理工艺,并对絮凝剂、助凝剂、杀菌剂、阻垢剂进行了筛选。现场试验后,使姬二联长4+5层采出水水质得到了明显改善,达到了油田采出水的回注要求。     

长庆油田C致密油层采出水水质特性分析

长庆油田C致密油层为近年来新开发油层,为充分了解该层开发过程中产生的油田采出水的水质特点,通过多次现场取样、实验室分析检测,结合Scalechem化学分析软件对水质结垢趋势的模拟,明确长庆油田C致密油层采出水的水质类型、离子含量、结垢趋势及最大理论结垢量。同时分析运行温度、压力、pH值等工艺参数对采出水结垢趋势的影响,为后续采出水处理及回注工艺的确定与优化提供基础依据。     

杏南区采出水配注合格率的影响因素及治理措施

安塞油田杏南区属于特低渗透砂岩油藏。注水系统能力不足、计量误差、阀门腐蚀失效和地层堵塞等因素导致注水井欠注和隐形超注,是影响杏南区采出水回注配注合格率的因素。因此,在杏南区采取了强化水质监控,强化活动洗井车闭路循环洗井,强化注水系统流程维护,利用移动式洗井车挤注活性水,以及实施酸化压裂增注等措施。通过采取上述措施2014年杏南区采出水回注系统平均消除注水井欠注200 m3/d,平均消除注水井隐形超注90 m3/d,采出水配注合格率从91.7%提高到97.6%。     

陕北油田地面系统结垢原因分析及对策

陕北某油田采用注水方式开发,部分清污混注井地面系统结垢严重。通过结垢产物组成分析、水质分析、采出水结垢预测、回注污水与清水的配伍性,确定结垢原因并提出解决对策。分析结果表明:水煮炉结垢产物主要为碳酸钙(约25%左右)和硫酸锶钡(约75%左右),外输泵结垢产物几乎全部为硫酸锶钡;集油系统结垢主要原因为采出水水质不稳定,存在硫酸钡和碳酸钙结垢趋势,结垢严重的部位还与设备工况有关;注水系统结垢原因为注入污水与注入清水不配伍。采用纳滤膜法和沉淀法处理清水以去除其中成垢阴离子,纳滤处理对SO_4~(2-)的去除率为93.0%,对HCO_3~-的去除率为35.3%;在Ba Cl_2加量为700 mg/L时,沉淀法对SO_4~(2-)的去除率为91.5%。两种方法处理后的清水与回注污水配伍性良好,说明两种方法均能取得较好的防垢效果。     

建立采出水深度资源化理念 提高油田水资源化高效利用

正近年来,随着环保要求越加严格、油田开采方式及集输工艺的调整,油田采出水的处置成为制约新疆油田发展的瓶颈。由于开发模式的转变与现有污水处理工艺不配套,过热蒸汽对水质的要求与深度处理的不足,SAGD的规模开发与冷源的不足,高含盐废水存在指标超标不能直接外排等问题,造成新疆油田采出水水平衡     

超稠油FAST-SAGD技术影响因素分析

利用稠油热采数值模拟手段,以辽河油田超稠油油藏为基础,对比FAST-SAGD与传统双水平井SAGD的开发效果,并分析影响FAST-SAGD的关键因素,以提高SAGD的开发效果。研究结果表明:FAST-SAGD蒸汽腔横向发育速度比传统SAGD明显加快,采收率提高2.5%,累计油汽比增加0.039 m3/m3,生产时间缩短46.6%。以采收率与热效率作为评价指标,得到FAST-SAGD影响因素的最优值:添加井与SAGD井组的生产井之间垂向距离为6m,启动时间为12个月,吞吐周期数为2,注汽压力为10 MPa,注汽速度为800 m3/d,SAGD井组注气井注汽速度为200 m3/d。研究成果对FAST-SAGD的矿场应用具有一定的理论指导意义。     

水力旋流器处理含聚合物污水试验

油田聚合物驱采出水的处理,采用沉降、过滤的处理工艺,经该工艺处理后的水即可进行回注。为了优选占地面积小、处理效率高的含油污水处理设备,开展了水力旋流器处理聚合物驱采出水的研究。通过对旋流器两个运行操作参数的比较,确定了水力旋流器在进口压力0.56 MPa,出口压力0.21 MPa,排油口压力0.17 MPa,排泄比为10%时的处理效果最好。在进口流量为208 m3/h,出口流量为198 m3/h的条件下进行了的现场试验。试验结果表明,经过两级过滤后出水的悬浮固体含量达到低渗透注水水质指标。     

油田采出水水质不稳定机理研究

目前,通过对华北油田采出水工艺的优化和改进,处理后采出水水质均已达到行业标准的要求,但经过一段时间的运行,部分注水井井口取样分析发现水质出现了二次污染,有红、黑色悬浮物或白色沉淀物出现,主要是CaCO_3、FeS和Fe(OH)_3等沉淀,这些沉淀物会对地面注水管线和井筒造成一定的腐蚀。针对这一问题,采用正交分析法对各站的水样数据进行多因素分析对比,得出矿化度10 000 mg/L,Ca~(2+)、Mg~(2+)质量浓度150 mg/L,S~(2-)质量浓度5.0 mg/L或者溶解氧质量浓度0.1 mg/L,同时Fe~(2+)质量浓度0.5 mg/L是造成水质污染的主要原因,并根据机理研究及结论给出了下一步的研究思路和治理方法,对后续水处理工艺的完善和改进起到了指导性作用。     

基于正交数值试验的蒸汽吞吐转SAGD关键因素研究

超稠油油藏蒸汽吞吐开采过程中,周期产能递减快且热利用效率不断下降,蒸汽辅助重力泄油技术(SAGD)可以作为有效的开发接替方式。针对蒸汽吞吐转SAGD的最佳时机及转SAGD后的影响因素等问题,利用热采数值模拟手段,以辽河油田馆陶组油藏地质特征为基础建立三维模型进行研究。在此基础上利用正交试验设计和方差分析方法,以采收率和累计油汽比作为评价指标,对影响SAGD开发效果的5大关键因素进行分析。结果表明:蒸汽吞吐6个周期后转直平组合SAGD的开发效果最好;对五个因素的影响程度大小进行排序,以采收率为评价指标时:注汽速度注汽干度采注比注汽压力垂向距离,以累计油汽比为评价指标时:注汽干度注汽速度注汽压力垂向距离采注比;注汽速度和注汽干度是影响SAGD阶段开发效果最重要的两大因素。为矿场开发方式的调整和优化提供了一定的理论基础。