增压泵在油田注水中的应用

随着油田的不断开发,老油田在注水过程中的地层污染使部分水井的压力不断上升,因此需要压力更高、更先进的增压设备进行补充注水。本文主要对增压泵的结构、特点、性能以及现场应用效果等情况进行了分析和论述。实践证明,应用卧式增压注水泵比注水系统整体升压改造节约投资,可实现利用有限的资金,提高注水压力。     

增压泵恒压注水自动控制系统的开发与应用

根据油田恒压注水工艺要求，开发出一种增压泵恒压注水自动控制系统，该系统为闭环自动控制系统，利用变频调速技术，压力检测技术，自动跟踪调节电动机转速，改变增压泵的排量，使注水压力保持在设定的压力范围以内，以满足现场恒压注水工艺的要求。     

一控二泵控泵注水泵站系统的研究与应用

国内陆上油田进入了高含水开发阶段,注水电耗已占原油生产总用电的33%~56%,注水节能成为油田降低生产成本的重要途径。基于泵控泵(PCP)技术的一控二泵控泵注水泵站系统,综合应用摘段调节、变速调节和泵的串联改变注水系统的特性曲线,使大功率多级高压离心泵始终在高效区工作,并实现注水泵输出压力和流量可调,能达到节能降耗的目的。实际应用表明,该一控二PCP系统通过调节前置增压泵转速来调节注水泵输出压力和流量,降低了泵管压差和注水电耗,提高了注水效率,有效地解决了油田注水电耗大的问题。     

注水前置泵变频调速技术

前置泵低压变频系统由1台注水泵、1台增压泵、注水泵驱动电机、增压泵驱动电机、变频器及保障运行的各种控制设备和辅助系统组成。当注水泵运行压力大于管压时,根据泵实际情况,拆级后再与单级前置泵串联,保证注水泵运行在高效区,并利用变频技术调节前置泵出口压力降低泵管压差。计算机控制系统对前置泵实行变频调速优化控制,进行注水泵压力闭环和流量闭环控制,控制小功率增压泵变频运行,确保注水泵运行在安全、合理的状态下。经变频技术改造后,1号注水站1#注水泵平均泵水单耗下降了0.63 kW·h/m,5号注水站3#注水泵平均泵水单耗下降了0.2 kW·h/m3。     

基于水力压差驱动的注水增压泵研制

为了解决油田注水系统中低压注水井与高压注水井共存,造成能源浪费的问题,研制了水力压差驱动往复式增压泵。这种泵在不改变原注水工艺的情况下,利用管网来水与高、低压注水井间的压力差,实现了管网来水压力低于高压注水井配注压力的注水工艺。阐述了增压泵总体结构、增压原理和工作过程,以及主要液力部件换向阀和增压缸的设计方法及设计依据。应用实践表明,该泵运行无噪声,操作简单,且现场测试泵效率在90%以上,换向电机日耗电量不足2 k W,因此该泵的研制成功对油田注水系统节能降耗具有现实意义。     

节能注水增压泵的研究与应用

针对目前油田注水增压设备能耗高、注水压力不能合理调配等问题,设计了节能注水增压泵。该装置通过机械换向阀来控制活塞左右行程,从而控制装置内部液流流向,通过双作用柱塞增压泵对液流进行增压。通过活塞结构受力分析,将活塞的运动分为2个阶段,第1个阶段为加速阶段,第2个阶段为匀速阶段,计算了活塞运动速度、运动时间和有效功率,利用ANSYS软件对活塞缸和活塞进行有限元仿真计算,证明其结构强度满足要求。在胜利油田对2口高压井进行增压,增压1.5MPa,能够满足注入压力和日配注量要求,完成增注任务;并且低压出口的压力和排量可以满足1~2口低压井的注水要求。     

海上注水油田多压力注水系统可行性分析

注水开发是海上油田开发的重要手段! 尤其对于进入中高含水期的老油田,注水关系到了油田的稳产与增产。但是注水系统也是海上油田的耗能大户,占到了海上油田总能耗的30%~40%。目前国家对节能减排的要求越来越高,同时海上众多老油田由于电力紧张限制了产能的提高。目前海上注水开发油田一般仅设置一个
压力等级的注水系统,对于注入压力低的注水井在井口对高压水源进行节流注入,造成了注水系统的大量能耗损失。文章从压力分配、能耗分析与经济对比等方面进行综合分析,论证多压力注水的可行性。     

节能调控技术在双联高压注水系统的应用

根据双河联合站高压注水系统存在的系统效率低、参数调整困难等问题,对系统进行了Cs控制技术改造。实施后系统达到了计算机监测和调控、减少机组故障、节能降本、提高注水质量和管理水平的目的。注水泵的泵效提高2.12％,注水单耗下降0.52 kW·h/m~3,年创经济效益192万元。     

膜过滤技术在油田注水中的应用

针对祝庄油田注水层位岩石孔喉粒径较小、对注入水水中杂质颗粒直径要求较高的特点，在现场采用了膜过滤技术对注入水进行处理。试验证明，膜过滤装置在低渗油藏注水中具有十分明显的效果。     

JB型阶梯柱塞节能注水增压泵的应用

针对油田注水中干线压力随着注水管网距注水泵站距离的延长而降低 ,特别是注水管网末端和低压区的压力难以保证注水井需要的难题 ,开发了JB型阶梯柱塞节能注水增压泵。该型泵采用阶梯柱塞及双腔工作原理 ,曲柄旋转 36 0°时 ,单根柱塞完成两次吸液和排液 ,实现单行程双作用 ,充分有效地将进液压力转化为动力 ,彻底解决了柱塞泵动力端的平衡问题 ;利用直联传动减小了泵体积 ,比三角胶带传动的机械效率至少提高 3%。室内试验和现场试用表明 ,与同规格的单作用泵相比 ,新型注水增压泵节省动力约 1 2 %。     

国内分层注水技术新进展及发展趋势

注水是实现油田开发长期高产和稳产的重要技术手段。论述了注水技术的发展历程,总结了国内注水技术现状及最新进展,分析了目前注水工程存在的问题及面临的技术挑战,提出注水技术发展对策和管理措施,对未来注水技术进行了展望,对注水技术应用、油田现场注水技术管理和科技攻关具有一定的指导意义。     

一维岩心管内CO_2驱油及质量浓度分布特征

CO2混相驱是一项具有广阔前景的提高采收率技术,在生产实际中已经得到成功应用,但是由于其混相过程复杂,涉及驱动、混合、溶解等作用,使得驱替过程中沿程物质质量浓度分布研究比较困难。为此,从数值模拟的角度出发,建立了经典对流-扩散模型,用该模型讨论了一维CO2混相驱替过程中的物质质量浓度分布关系,并通过分析得出驱替速度主要影响混相段推进速度、弥散系数主要影响混相段内的物质质量浓度分布等结论,为实际生产提供了理论依据。     

预测水驱油田含水率的新模型及应用

含水率是评价水驱油田开发效果和分析油田生产动态的关键参数。传统的含水率预测方法建立的是含水率与采出程度的关系,与油田开发时间无关,且存在一定的局限性。文中依据含水率与开发时间之间的内在关系,在前人研究的基础上建立了一种随开发时间变化的含水率预测模型,该模型表达式简单,预测精度较高。2个油藏实例表明,新模型预测水驱油田含水上升规律与实际情况吻合程度高,符合油田的实际开发情况,且具有一定的实用性和有效性。     

水驱油田开发效果影响因素分析及措施

通61断块为强边水多层系油藏，目前采用水驱方式开发。运用数值模拟研究方法，对该断块影响注水开发效果的因素进行详细的分析，并结合特高含水开发后期剩余油的分布规律，提出挖潜措施，取得了较好的效果。     

基于系统稳定性的水驱曲线合理直线段选取新方法

准确选取水驱曲线合理直线段对于运用水驱曲线法正确预测油藏开发指标具有重要意义。根据稳定渗流理论,推导了体积波及系数与含水率、累计产液量之间的数学模型,提出了基于油藏系统稳定性的水驱曲线合理直线段选取新方法。当含水率函数与累计产液量的双对数曲线呈现斜率为-1的直线时,油藏即处于稳定水驱阶段,该阶段即为水驱曲线的合理直线段。在渤海SZ油田进行了实际应用,结果表明,该方法能够直观、定量判断水驱曲线合理直线段,从而避免了直线段选取时的主观性和随意性,预测结果更为客观可靠,具有推广应用价值。     

基于毛细管模型的纳米聚合物微球深部调驱机理

常规粒径匹配理论认为,聚合物微球能否进入地层孔隙并向深部运移,取决于粒径和地层孔喉直径的匹配关系,但无法充分解释纳米聚合物微球粒径越小、调驱效果越好的现象。文中根据微观实验明确了纳米聚合物微球在地层中的主要作用形式,建立了纳米聚合物微球沉积调控关键渗流参数数学模型,同时建立了2种基于毛细管模型的聚合物微球调驱数学模型,并通过算例对模型验证。研究结果表明:纳米聚合物微球在孔隙中的作用形式主要为沉积,通过沉积使得液流部分转向,进而达到扩大波及体积的目的;纳米聚合物微球调控储层渗透率的作用机理,是沉积后改变了孔隙的比表面积;算例表明,纳米聚合物微球通过沉积调驱的效果优于常规微球的封堵作用,也与数学模型及现场使用结果相符。该研究揭示了纳米聚合物微球深部调驱机理,为现场使用提供了理论依据。     

油田注水机组节能优化的指标及数学模型

油田注水是采油生产的重要手段。然而,油田注水系统的耗电量巨大,因此,开发注水系统节能技术是油田节能工作的重点,其中注水机组的节能优化是注水系统节能的基础。文章阐述了油田注水机组节能优化的指标,建立了注水机组节能优化的数学模型。     

聚合物驱油开发指标预测模型

根据聚合物驱油机理,综合应用聚合物驱开发输入输出指标历史数据以及数学建模方法,建立了聚合物驱开发指标动态规律数学模型,分析了描述聚合物驱本质的油田开发动态特征。应用该模型,对大庆油田聚合物驱区块开发指标进行的预测结果比较理想。     

基于支持向量机的早期聚合物驱动态预测研究

海上稠油油田由于受到开采时间的限制,一般在含水率达到40%之前进行聚合物驱,以提高油藏采油速度和开发效果,开发动态与陆上油田高含水期聚合物驱存在较大差异。文中应用统计方法,分析海上稠油油田早期聚合物驱的生产动态,从数据序列分析的角度研究其动态规律,认识不同动态参数之间的内在联系;基于支持向量机方法,建立时间与含水率、采出程度等动态参数之间的变化关系,并根据实际动态资料及时修正,进而建立能够反映早期注聚合物规律的预测方法。利用建立的预测模型,对渤海油田典型聚合物驱油藏进行实例计算分析。结果表明,建立的模型能够实现时间序列的多步预测,且预测结果满足精度要求,为早期聚合物驱开发指标预测和动态适时调控提供了一种有效的方法。     

海上油田聚合物驱后提高采收率技术

中国海上油田中有3个油田实施了聚合物驱开采技术,且取得了较好的增油控水效果,但聚合物驱后进一步提高采收率技术将成为一个亟待解决的问题。为了研究海上油田聚合物驱后提高采收率的合理接替技术,在调研总结中外聚合物驱后提高采收率技术的基础上,从工业化应用规模、矿场试验效果和驱油机理等方面进行分析,针对海上油田的特点和条件,筛选出适合海上油田聚合物驱后提高采收率的接替技术。结合室内物理模拟实验,对残留聚合物的分布特点和聚合物驱后接替技术进行了分析,对比了聚合物驱后二元复合驱与絮凝剂驱提高采收率的效果。研究结果表明,海上油田聚合物驱后可采用二元复合驱和聚合物再利用等提高采收率技术进一步开发;聚合物驱结束时,残留聚合物主要分布在主流线上;聚合物驱结束后进一步提高采收率的时机越早越好;二元复合驱油体系增油降水效果及注入性均优于絮凝剂驱。