海上油田加快疏水缔合聚合物溶解方法研究

因为疏水侧基的存在,具有优异性能的疏水缔合聚合物溶解性较差,成为海上油田聚合物驱技术大规模应用的瓶颈,因而有必要对加速疏水缔合聚合物的溶解方法进行研究。室内实验证实疏水缔合聚合物的溶胀与溶解有明显的界限。疏水缔合聚合物干粉溶解的关键在于加速溶胀胶团中的疏水缔合聚合物分子向溶剂水中的分子扩散运动。由费克定律可知,对疏水缔合聚合物来说,溶解速度主要由固液比界面所支配,缩小溶胀胶团尺寸,就可以成指数倍增加溶胀胶团的表面积。所以溶胀胶团的尺寸越小,溶解越快。在室内通过使溶胀胶团在一定流动压差下强制过筛网,即用机械方法缩小溶胀胶团的尺寸,可以显著加快其溶解速度,使溶解时间缩短,这为海上油田矿场进行疏水缔合聚合物配制工艺的改进提供了依据。     

海上油田聚合物驱降压增注技术

针对海上油田聚合物驱注入压力太高而影响开发效果的问题,提出了海上油田聚合物驱降压增注技术,优选了NPC-10表面活性剂作为海上油田聚合物驱的降压增注剂。在多孔介质中的降压增注试验研究表明,降压增注剂可有效降低注聚压力,地层渗透率得以恢复,且降压增注的效果与地层初始渗透率有一定的关系。产出聚合物质量浓度分析表明,降压增注剂可有效抑制注聚过程中疏水缔合聚合物分子在岩心孔隙中的堵塞。表面活性剂降压增注的原理是主要依靠对聚合物的解缔合作用、对聚合物在岩石表面的解吸作用和对稠油的洗油作用3个方面达到降压增注的目的。     

用于海上油田化学驱的聚合物研究

根据渤海绥中36-1油田油藏特性和聚合物结构设计原理,结合海上平台特点,从功能单体设计出发,研制出具有速溶、高效增粘、较好的抗剪切性、良好流动性和驱油效果的耐盐型疏水缔合聚合物AP-P4。该聚合物首次用于海上油田单井聚合物驱先导试验见到了显著的增油降水效果,正在进行中的井组聚合物驱试验也已初步显示出增产效果,表明疏水缔合聚合物AP-P4作为绥中36-1油田的驱油剂在技术上是可行的,在海上类似油田聚合物驱技术中具有广阔的应用前景。     

海上采油平台三相超重力脱硫技术的应用

某平台液化气脱硫塔和天然气脱硫塔进口H2S质量分数出现异常,分别升高到600μg／g和1100μg／g,急需采取高效脱硫措施以保证混输海管的安全。将超重力技术应用于海上平台脱硫实验,研究了超重力机不同转速、加药量、温度、加药位置以及活化剂等因素对脱硫效果的影响。试验结果表明,超重力配合脱硫药剂技术能满足海上平台脱硫的现场要求,可将油气水三相中的硫化氢质量分数降至15μg／g以下。     

海上平台驱油聚合物加速溶解装置研究与性能评价

针对海上平台驱油所用聚合物溶解时间长,配注系统体积大,与海上平台承重及空间有限相矛盾的问题,设计了基于强制拉伸作用的海上平台驱油聚合物加速溶解装置。通过两级速溶环相对运动使聚合物溶胀颗粒表层的溶胀层被剥离,内部未溶胀部分快速的与水接触,增加与水接触的比表面积,提高水聚双向渗透速度,从而缩短聚合物溶解时间。运用Fluent数值模拟研究了装置内部流体流动规律和压力分布情况。在单一过流通道中,越贴近壁面,速度矢量就越大,切应力越强,对聚合物溶胀颗粒的横向拉伸作用越强;在下定齿与动齿之间的活动间隙处,静压损失最高,装置动压达到最大值,对聚合物溶胀颗粒强制拉伸,加速聚合物溶解。现场测试结果表明,经过速溶装置后,聚合物AP-P4的基本溶解时间由80 min缩短至40 min左右,黏度保留率达90%以上,且基本溶解时溶液黏度相差不大。     

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。     

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。     

化学方法加速疏水缔合聚合物的溶解

疏水缔合聚合物由于疏水基团间的相互作用,缓慢的溶解速度制约了其在油田上的大规模应用。已有的物理加速溶解方法会造成缔合聚合物溶液的黏度产生不可恢复的损失。基于疏水基团与环糊精的包合作用,在缔合聚合物溶解过程中加入环糊精,研究了环糊精对疏水缔合聚合物溶解性和流变性的影响。结果表明,利用环糊精对疏水基团的包合作用,加速了缔合聚合物的溶解,且避免了溶液黏度的损失。环糊精对疏水基团的包合改善了缔合聚合物与溶剂的相互作用。随环糊精与疏水基团物质的量之比的增加,缔合聚合物溶解时间呈指数下降。利用环糊精对客体分子的竞争包合特性,通过向缔合聚合物溶液中添加适量的与环糊精具有更强亲和力的非离子表面活性剂可以完全恢复溶液的流变性能。     

渤海油田聚合物驱提高采收率技术研究及应用

在我国海上油田实施聚合物驱提高采收率是一项具有战略意义的举措,对于海洋石油的发展具有重要意义。在海上油田实施聚合物驱技术面临三大挑战:缺乏淡水资源,常规聚合物不能满足要求;海上平台空间有限,对注聚设备有特殊要求;井网、井距和层系调整困难。文中介绍了针对渤海绥中36-1油田开展的聚合物驱室内研究和矿场试验的情况和效果。聚合物驱技术在绥中36-1油田的成功实施实现了三个重要突破:①首次在国内海上油田开展了聚合物驱矿场试验;②率先以疏水缔合聚合物作为驱油剂进行矿场使用;③取得了单井聚合物驱试验显著的增油效果。实践表明该项技术在海上油田目前生产条件下实施是可行的,对于海上油田聚合物驱技术的应用和推广具有重要的指导意义。     

海上油田井下液控解码技术

海上油田开发以水平井大斜度井居多,开发井层数多,层间矛盾大,需要对层间生产动态进行实时控制。井下液压分层控制方式具有可靠性高、动作力大的特点,但受管线数量影响,工艺适用层数受限。通过井下解码技术减少了多层控制管线数量,提高液控工艺适用性。研制的井下解码器采用滑阀结构形式,通过不同管线压力序列,实现了层位的识别和压力液的引导,利用3条管线可以实现井下6个层位的控制,满足了分层精细化控制的需求。实验结果表明,在指定的管线接入顺序下,解码器只能在指定的压力序列下打开,保证层间互不干扰。同时对液压油传导时间进行了实验验证,在20 ℃环境下,采用壳牌得力士22号液压油,在3 000 m长,直径6.35 mm液控管线中,5 MPa液压油传导至末端时间约为240 s,为井下液控滑套的控制提供了理论基础。     

海上油田防砂管柱打捞关键技术

现有的防砂管柱打捞技术对割点位置、井斜和钻具组合对切割作业的影响考虑较少。从打捞防砂管柱的关键环节切割和套铣入手,确定了水力机械切割点位置,对切割时刀片受力进行了计算,并对切割影响因素进行了分析,阐明了套铣防砂管柱的关键技术。研究表明:井斜小于12°,应适当增加钻铤数量来提高钻具旋转稳定性;井斜在12°~55°之间,应减小切割压力、增加钻铤数量、延长切割时间来保障切割作业;井斜大于55°,选择减小切割压力、减少钻铤数量、增加扶正器或者减扭器来提高切割成功率。应用该技术在渤海油田辽东、渤南、渤西区块共进行60余井次防砂管柱打捞作业,大幅度提高了防砂管柱打捞效率和大修作业时效。     

海上油田透平烟气余热循环利用技术

为了解决海上油田透平烟气余热回收和含聚原油脱水加热的问题,采用透平烟气余热循环利用技术对透平高温烟气余热进行循环利用:利用热管蒸汽发生器将透平高温烟气余热与水进行热交换,产生低压饱和蒸汽;再利用相变掺热器将高温低压饱和蒸汽直接掺混加热含聚原油,使含聚原油达到脱水温度要求。该技术在SZ36-1油田进行示范应用,取得良好的效果,每年节约标准煤8060.5t,减少CO_2排放量20150t。采用蒸汽直接掺混加热含聚原油,替代传统的管壳式换热器加热方式,避免了结垢和结焦严重问题的出现,换热效率提高20%～30%。     

海上C-AICD+抑制体智能控水技术研究与应用

为了解决边/底水油藏水平井边底水锥进,油水界面逐年抬升,控水困难以及传统的ICD、AICD智能控水技术无法满足整个开发过程中的控水要求等难题,充分发挥水平井产能优势,高效开发边底水油藏,提出了C-AICD+抑制体新型智能控水技术.C-AICD结合了ICD早期平衡油水界面和AICD晚期抑制高含水层段的优势,实现了生产过程...     

海上稠油油田复合调驱技术与应用

渤海D油田为中、高孔渗稠油油藏,经过长期注水开发,水窜大孔道发育,单一的调驱措施效果逐渐变差。针对平台作业空间狭小、储层调驱效果弱化的问题,进行"凝胶+聚合物微球"复合调驱技术研究,开展了复合调驱体系评价室内研究,筛选并优化体系配方,通过非均质岩心驱替实验表明复合技术比单项技术采收率增幅提高10.5%。矿场应用结果表明:"凝胶+聚合物微球"复合调驱技术有效抑制了注入水延高渗带的突进,井组含水上升趋势得到明显抑制,阶段累计增油超过6×10^3m^3并持续有效,为老油田深部挖潜、提高调驱效果提供了新思路,对海上注水开发油田稳油控水工艺具有示范意义。     

聚合物驱在线混合调剖技术在海上油田的应用

调剖作为一种常规的控水技术,在水驱和聚驱油田广泛应用,但在海上油田由于平台空间限制,常规的调剖设备无法摆放,不能正常实施。为此,开展了利用聚合物驱流程实现在线混合调剖及地面配注工艺的研究,解决了常规调剖设备占地面积大的问题,并在渤海JZ9-3油田实施了单井先导性试验。结果表明:海上聚驱在线混合调剖技术工艺简单,占地面积小,安全可靠,解决聚窜问题,并取得了显著的增油减水效果,为同类聚驱封窜提供了可借鉴的方法。     

我国海上低渗油田分类标准研究

在分析低渗油田国家分类标准的基础上,基于低渗油田启动压力梯度和岩心应力敏感性实验,形成了我国海上低渗油田分类标准:渗透率在10～50 mD的油田为一般低渗透油田,此类油田储层可忽略启动压力梯度和压敏效应;渗透率在5～10 mD的油田为特低渗透油田,此类油田储层存在启动压力梯度,但压敏效应可忽略;渗透率低于5 mD的油田为超低渗透油田,此类油田储层同时存在启动压力梯度和压敏效应.根据这一分类标准,可以较好地梳理中国近海低渗油田的油气资源,筛选出在目前技术和经济条件下适合开采的低渗油田.     

海上油田规模化多元热流体吞吐关键装备与技术

随着海上南堡35-2油田B平台稠油热采规模化开发,单井注热作业与生产平台的增产增注措施以及常规修井作业交叉,同时受平台甲板面积、外输能力以及生活支持等因素制约,使得目前作业模式难以满足海上稠油热采开发需求,迫切需要一种新的热采开发模式。通过利用生产平台现有的热采资源,同时对LIFTBOAT进行适应性改造,优化注热设备内部结构,合理布局设备摆放格局,改进注热管线连接方式,对多元热流体注热装备所需的场地、水、电、油等进行了合理的配置和优化,基于LIFTBOAT为作业主体设计了一套较为完善的工艺流程,解决了导致南堡35-2油田南区热采作业时效降低问题及多项作业的生活支持问题,满足了海上热采作业的生产和安全需求,为该油田南区高效、经济开采开辟了一个新的开发模式,同时也为渤海湾的中小平台稠油油田开发提供了宝贵经验。     

海上油田大斜度井同心双管注水技术

目前海上同心双管注水工艺存在着安全控制不可靠、内外管分层容易失效、封隔器解封不彻底等问题,造成洗井困难且影响油田正常生产。为此研究了新型同心双管注水工艺技术,该技术注水管柱相互独立,施工相对简单,外管附加载荷大大降低,注水三通道都能实现单独的安全控制。环空安全阀采用柱塞坐封方式并有备用注水通道,提高了安全阀的可靠性及使用寿命;内外管的分层采用组合盘根的形式,在容易失效部位采用组合盘根和内胶筒的双级密封方式,密封效果更加可靠;洗井则采用地面单独控制洗井滑套的方式,能够避免地层压差带来的洗井活塞自行开关,而且满足海上大排量反洗井的需求。该技术已在胜利海上油田成功应用10余口井,适用最大井斜为74.18°,层间最大压差为10.5 MPa,有效解决了大压差油层、大斜度井的有效分层注水难题。     

海上低幅背斜砂岩油田挖潜稳产技术

南海已开发低幅背斜砂岩油田有20余个,可采储量约占南海已开发油田可采储量的80%;目前这些油田中有相当一部分采出程度已超过35%并进入中高含水期,产量递减明显,挖潜稳产越来越受到重视,其余或正在建设或刚投产。总结提出了海上低幅背斜砂岩油田挖潜稳产技术,其要点:应用开发地震技术,精细构造研究,发现、落实微构造(珠江口盆地西部油田采用高分辨率地震可识别出幅度为8m的微构造);加强地质油藏研究,确定出剩余油富集区;应用水平井技术提高产能;采用先进钻采技术及工艺实现低成本采油,提高整体开发效益。该项技术用于文昌13-2油田挖潜稳产取得了良好效果。