电絮凝-气浮工艺处理含聚采油污水及配聚应用试验

随着孤岛油田注聚驱规模的逐步扩大,采出液含聚合物浓度增加,致使原油脱水和污水处理难度加大。通过进行电絮凝-气浮技术处理油田含聚污水的试验与应用,利用电絮凝、电气浮原理,降低了污水中的含油量、悬浮物含量和化学需氧量,处理后配制聚合物母液经污水稀释后,聚合物溶液黏度及保留率均与清水配制污水稀释后聚合物溶液相当,完全可以替代清水。     

污水曝氧站工艺设计

聚合物驱油由于大量采用清水配制和稀释聚合物溶液,致使油田采出污水无法完全回注到地下,造成了污水大量外排及环境污染。为了应用油田采出污水配制和稀释聚合物溶液,减少油田污水外排,需要对污水进行曝氧处理以提高注入的聚合物溶液的地面粘度,同时使该溶液具有较好的抗降解性能,在污水稀释聚合物溶液时,一般要求处理后的污水含氧量要达到0.8～1.0mg/L。经大庆油田采油六厂喇十五曝氧站现场试验,在初始粘度和清水配制聚合物溶液保持一致的条件下可以达到相同的驱油效果,且降低了污水含氧量指标。近年来经不断的改进完善,曝氧工艺技术已日趋成熟。     

注聚污水曝气处理参数优化及效果

分析了河南油田古城泌123区块和下二门油田的新建注聚系统聚驱母液粘度、井口粘度偏低的原因,认为对配制聚合物溶液污水进行现场曝气处理,可以提高聚合物母液、井口粘度。通过现场试验,确定了曝气处理的参数,并对现场应用情况进行了分析,提出了聚合物溶液配制、注入提高粘度的措施。措施方案实施后取得了较好的效果。     

双河油田污水催化脱硫配聚现场试验

目前国内主要还是采用清水配置聚合物溶液或母液,这需要消耗大量的清水资源。河南双河油田通过脱出S2-来解决聚合物溶液的黏度降低问题。前期实验研究发现,通过改进的催化脱硫工艺,进口浓度为30 mg/L的S2-曝气30 min后浓度可以降低至0.2 mg/L。采用催化脱硫工艺处理双河污水,曝气时间为30 min,将处理后的污水用作聚合物母液配制及母液稀释,现场试验证明该方案可行且效果较好。以深度脱硫后的污水配制母液并稀释得到的聚合物溶液其黏度高达48.1 m Pa·s,较现有工艺黏度可提高24.9%。该方案每年可节约成本1 245.1万元,取得了巨大的经济效益和社会效益。     

稀释聚合物用含聚采出水曝氧处理工艺优化现场试验

目前油田含聚采出水中还原性物质二价铁和硫化物含量高，对聚合物分子产生严重的降解作用，造成稀释聚合物母液时聚合物溶液初始黏度下降，影响聚驱配注效果。为有效降低含聚采出水中还原性物质含量，可采用曝氧技术处理含聚采出水。曝氧工艺分两种，空压机曝氧工艺和射流器曝氧工艺，但曝氧效率低，还原性物质去除效果差；将空压机曝氧工艺改进为曝气头曝氧工艺，可提高曝氧效率；通过对空压机曝氧工艺、射流器曝氧工艺、曝气头曝氧工艺进行现场试验，对处理效果进行对比。最终结果表明，陶瓷刚玉曝气头能提高氧的利用率，陶瓷刚玉曝气头曝氧工艺比现有曝氧工艺曝氧效果更佳，在气水比0.6∶1～1.5∶1，曝氧时间3～6 h条件下，可有效降低含聚采出水中的还原性物质含量，提高稀释聚合物母液黏度。     

射流曝氧工艺氧含量影响因素分析及控制方法

在聚合物驱油工艺中,一般采用含油污水稀释聚合物母液,对稀释用含油污水进行曝氧处理,可提高含油污水水质、降低聚合物溶液黏度损失、减少聚合物干粉用量,从而提高油田的开发效益。介绍了大庆杏北油田射流曝氧工艺流程,通过试验,分析了影响曝氧效果的主要因素,得出结论:影响射流器曝氧效果的最主要因素是射流器的进出口流量和压差;曝氧污水的氧含量受温度的影响较大,在无法降低含油污水温度的情况下,可通过减少曝氧罐缓冲时间的方法降低氧含量的损失;污水水质越好,曝氧效果越好,且曝氧污水氧损失越小。     

埕东油田聚驱过程聚合物黏度影响因素

目前国内大部分油田多采用清水配制聚合物母液,污水稀释聚合物的工艺,实现部分油田采出水的资源化利用。但在实际应用过程中,无论是聚合物驱还是复合驱,由于在注入体系中引入化学剂,同时大量的各类离子、悬浮物和细菌等以不同形态存在于污水中,会对以污水为主的聚合物溶液的黏度造成不同程度的影响。污水配注聚合物黏度保留率低,大大制约了聚合物效果的发挥,影响聚合物驱油技术的应用效果。研究发现,通过控制Fe2+、SRB、H2S的含量,可以有效地降低它们对聚合物溶液黏度的影响。     

孤岛油田污水深度处理技术研究

根据孤岛油田污水的现状及污水处理面临的主要问题,提出了利用气浮和"双膜"法处理油田污水进行配聚再利用的工艺,通过现场试验分析研究了处理前后3种水的水质指标,对比了配制的聚合物溶液的初始黏度和稳定性,结果表明,采油污水经该工艺处理后完全可以替代清水配制聚合物母液,具有较好的经济及社会效益。     

含聚污水稀释聚合物影响因素研究

采用含聚污水稀释聚合物是解决目前油田含聚污水外排的最有效措施,但含聚污水深度处理技术不成熟,若直接使用含聚普通污水稀释聚合物,井口聚合物溶液黏度会大幅度降低,聚合物驱效果会受到严重影响。通过室内实验及现场试验分析表明:导致含聚污水稀释聚合物黏度大幅度下降的原因不是污水中含油、悬浮物和残余聚合物,而是含聚污水中含有Fe~(2+)、S~(2-),以及大量细菌的存在,残余聚合物反而对提高采收率有积极作用。采用二氧化氯杀菌处理技术,可以有效杀灭含聚污水中的细菌,并且可以将Fe~(2+)、S~(2-)氧化,大幅度提高含聚污水稀释聚合物溶液的黏度。     

油田污水配制聚合物的脱硫保粘研究与应用

针对因油田污水中H2S的存在而导致配制的聚合物溶液粘度损失严重的问题开展研究,采用空气氧化法,通过优化水力停留时间和气水比,实现了对污水中H2S的彻底去除,并使处理后污水所配聚合物溶液(质量浓度为1700 mg/L)粘度由处理前的5 mPa·s提高到30mPa·s以上,且具有较高的热稳定性,达到了该二元复合驱对聚合物溶液粘度的设计要求。同时,全部采用脱硫处理后污水配制的聚合物溶液(污水配制母液、污水稀释)粘度也可以达到30mPa·s以上,因此可以采用污水配制聚合物母液,节约大量清水资源和生产费用。     

射流曝气技术在FCC烟气脱硫废水处理中的应用

目前流化催化裂化(FCC)装置烟气脱硫净化基本采用钠碱湿法洗涤技术,该工艺不可避免地产生大量高化学需氧量(COD)脱硫废水。介绍了射流曝气技术在FCC烟气脱硫废水氧化中的应用,并阐述了射流曝气技术的性能特点。结合工程应用情况,分析了供气方式、工作压力、浆液池水深和布置方式等影响因素。工程应用结果显示:脱硫废水经射流曝气氧化后,COD不大于30 mg/L,COD平均去除率可达95%,远低于国家现行排放标准要求。     

组合射流PDC钻头试验研究

为了将不同射流方式应用于PDC钻头以改变井底流场,并给钻头提供设计依据,通过数值模拟和室内试验分析了反向射流对井底流场的影响规律,并对旋转射流的破岩能力进行了评价。结果表明:PDC钻头加装反向射流喷嘴之后,钻头破岩部位压力降低,并且压降随着反向射流喷嘴距钻头底部距离的增大而减小,随反向射流流量的增大而增大,上部钻井液液柱压力对压降影响不大;在相同压降或排量下,旋转射流较普通直射流有更好的破岩能力。根据试验结论研制出了反向射流与旋转射流组合的PDC钻头,并在坨747井进行现场试验。结果表明,坨747井采用组合射流PDC钻头后,与采用普通PDC钻头的邻井相比,钻速提高40%以上。这表明,将反向射流和旋转射流组合应用于PDC钻头,可以明显提高机械钻速。      

PAM对磨料浆体射流速度的影响规律研究

利用PIV测速技术对淹没条件下磨料浆体射流中,流体及磨料的速度与PAM的浓度的关系进行了系统的测量研究。研究发现,随浆体中聚合物浓度增加,射流中流体速度以及磨料颗粒的速度都相应增加,并且随聚物的浓度提高,射流的会聚性增加;磨料颗粒的粒径大小对磨料在射流中的跟随速度有重要影响。同样条件下,颗粒粒径越大在射流中的速度越低。大理石切割实验基本证明了PIV速度测量的结果。     

同心双管射流泵排采工艺参数设计及应用

要使同心双管射流泵排采技术获得较好的生产效果,还须合理配置射流泵泵芯结构参数、地面泵工作参数和井下管柱尺寸等工艺参数。鉴于此,在射流泵参数计算模型的基础上,综合考虑气井生产条件下管柱内流体流动摩阻、接箍处混合液流体压降损失、受产出气影响的油套环空井底流压及射流泵的特性方程等,建立了更加完整的同心双管射流泵排水采气工艺关键参数设计模型,并结合现场需求设计了3套参数计算方案,编制了设计软件。将计算结果与现场生产参数进行对比,并利用现场数据分析摩阻系数对计算结果的影响。计算分析结果表明,所建计算模型及设计软件可靠,计算结果与现场生产数据一致,但模拟时需根据所选泵芯有针对地选择摩阻系数,以使设计结果更加准确可靠。研究结果对于射流泵排采工艺技术的现场应用具有一定的参考价值。     

脱金属剂在原油电脱盐工艺中的应用

介绍了脱金属剂在原油电脱盐工艺中脱金属原理。考察了脱钙剂品种和浓度对原油脱金属率、电脱盐工艺中电压、电流以及对含油污水的影响。结果表明,当A型脱钙剂浓度为80mg／L时,脱钙率由11．9％提高到71．2％;电脱盐工艺中加入脱钙剂,电流下降约50％,电压上升约20％,有利于装置平稳操作,节能效果明显;A型脱钙剂对含油污水处理有明显不利影响,增加环保成本,而FT-2型脱钙剂对含油污水处理影响不大。     

含流体多孔介质的BISQ模型

BIOT流动和喷射流动是含流体多孔隙介质中固一流相互作用的两种重要力学机制,它们作为一个祸合过程同时对声波或弹性波的衰减和频散产生影响。传统方法将这两种力学机制分开、单独处理,并建立了基于宏观描述的BIOT理论和基于单个孔隙结构的喷射流动理论,这些理论在实际应用中暴露出很大的局限性。Dvorkin和Nur(1993)将BIOT流动机制和喷射流动机制综合起来,提出了统一的BISQ模型,这种BISQ模型将基于微观水平的喷射流动机制与固体和流体宏观性质联系起来,建立了弹性波相速度和衰减与固相弹性常数、孔隙率、渗透率、饱和度、流体私滞度、压缩性、频率以及特征喷射流动参数等之间的关系。对BISQ模型的综合研究表明:BISQ模型中的喷射流动机制是造成弹性波强衰减、高频散的主要原因;BISQ模型能更真实地预测波的衰减和频散,在采油动态监控和拾取渗透率等各向异性参数方面具有巨大的应用潜力,值得作进一步的研究和开发。     

可动凝胶纵向非均质物理模拟研究

由于注入水的长期冲刷,储集层的孔隙结构及物理性质发生了变化,层间和层内的非均质性加剧,影响后期开发效果。可动凝胶能调整地层的非均质性,在纵向非均质摸型上进行可动凝胶油藏物理模拟实验,通过布置高精度的压差传感器,了解可动凝胶体系调整非均质地层渗透率和压力场动态分布的能力,对比水驱、聚合物驱和可动凝胶封堵对采收率的影响。结果表明,可动凝胶封堵比水驱提高采收率8.7％,比聚合物驱提高采收率1.6％。由压力场变化分析可知:聚合物驱确实能改变油藏内流体流动方向,提高波及范围,驱替出水驱不能波及到的低渗透油藏内的油;可动凝胶成胶后,封堵高渗区,可改变油藏内流体流动方向,进一步提高采收率。图9表1参5     

可动凝胶纵向非均质物理模拟研究

由于注入水的长期冲刷,储集层的孔隙结构及物理性质发生了变化,层间和层内的非均质性加剧,影响后期开发效果.可动凝胶能调整地层的非均质性,在纵向非均质模型上进行可动凝胶油藏物理模拟实验,通过布置高精度的压差传感器,了解可动凝胶体系调整非均质地层渗透率和压力场动态分布的能力,对比水驱、聚合物驱和可动凝胶封堵对采收率的影响.结果表明,可动凝胶封堵比水驱提高采收率8.7%,比聚合物驱提高采收率1.6%.由压力场变化分析可知聚合物驱确实能改变油藏内流体流动方向,提高波及范围,驱替出水驱不能波及到的低渗透油藏内的油;可动凝胶成胶后,封堵高渗区,可改变油藏内流体流动方向,进一步提高采收率.图9表1参5     

基于SnO2/Ti阳极的难生物降解有机物电催化氧化动力学

 通过理论推导得到填充型电化学反应器出水化学需氧量(COD)的预测模型，并通过处理DSD酸生产废水进行了验证。实验结果表明，反应过程中电压和电流的关系并不完全遵循欧姆定律，添加TiO₂和曝气下进行反应能够增强处理效果；较高的电压、较大的TiO₂添加量或高曝气强度均能获得较高的反应速率常数。利用该预测模型能够较为精确地预测DSD酸生产废水处理出水的COD值。     

磨料射流切割套管技术研究及在海上弃井中的应用

为安全有效地从泥线以下切割海上废弃井套管和管桩,研究开发了磨料射流切割技术。基于高能磨料射流从套管串内部一次冲蚀切割多层管材的技术思路,设计了液压马达驱动式和水力自旋式切割装置,经过室内试验优化喷嘴、泵压、转速和磨料类型等参数,形成了配套的磨料射流切割多层套管工艺。地面综合切割试验及在曹妃甸 1-6-1 井的现场应用表明,该切割装置约在6 h内即可割断4层(φ244.5~φ762.0 mm)被水泥固为一体的套管,满足现场应用的要求,而且可利用工程船作业,能节省海洋钻机作业费用。实践证明,磨料射流切割技术具有切割能力强、效率高、环保无污染等特点,为国内海上油气田弃井作业提供了新的技术手段。