• / 5
  • 下载费用:5 下载币  

海上油田污水回注技术与应用

关 键 词:
海上 油田 污水 技术 应用
资源描述:
 [ 收稿日期 ]2014-03-10[ 作者简介 ] 何芬 (1980-), 女 , 工程师 , 现主要从事油气田开发管理方面的研究工作 。海上油田污水回注技术与应用何芬( 中海石油 ( 中国 ) 有限公司天津分公司 , 天津300452)李涛( 中石油大港油田分公司勘探开发研究院 , 天津300280)马奎前 , 张建民 , 蔡晖( 中海石油 ( 中国 ) 有限公司天律分公司 , 天津300452)[摘要 ]海上油气随着开采进行 ,产出污水量会不断增加 ,甚至可能超出平台已有的污水处理能力 ,这就迫切需要增加污水回注井 ,将生产污水经平台简单处理后 ,回注进地层 ,以满足环保的要求 。以 BZ26-2油田为例 ,提出了海上油田污水回注研究思路与方法 :通过静态 、油藏工程 、油藏数值模拟方法 ,首先探讨了通过库伦-摩尔滑动准则精确计算出断层活化的压力的方法 ,然后针对油田断层分布情况 、储层发育特点以及实际污水回注需求量 ,优化设计污水回注井位 ,预测出地层压力变化 ,确保安全生产 。该方法为安全污水回注提供了理论依据 ,目前在渤海油田已经推广和应用 。[关键词 ]污水回注 ;断层 ;封闭性 ;活化 ;地层压力[中图分类号 ]X730.1;TE992.2[文献标志码 ]A  [文章编号 ]1673-1409(2014)26-0118-04随着油田开发进行 ,在生产过程中油气藏会伴随大量的地层污水产出 ,随着人类环保意识的不断加强 ,为了防止生产水污染和解决产出污水不断增加的问题 ,产出污水回注到地层[1]已经被越来越多的油气田所采用 。国内外许多油田开发管理工作者曾进行了污水回注研究 ,大多都是对已有的污水回注井进行注入水配伍性 、酸化解堵 、管柱工艺等方面 ,针对如何提高回注井的运行效果 ,降低注水井注入压力进行研究[2-3]。随着注水时间 、污水回注总量的不断增加 ,地层压力会随之产生变化 ,必须严格控制地层压力低于通天断层活化的压力 ,才能确保不出现注入水外溢[4],即因为断层活化 ,引起的断层封闭性变差 ,导致注入水先侧向进入断层 ,然后沿断面垂直上升 ,发生注入水外溢现象 。通过研究 ,达到科学合理设计污水回注井井位 ,确保油田安全生产的目的 。为此 ,笔者以渤海BZ26-2油田为例 ,进行了海上油田污水回注研究 。BZ26-2油田位于渤海南部海域 ,是在潜山披覆构造背景上形成的复合油气藏 ,油田主力含油层段为馆陶组 (Ng)、东营组 (Ed)及太古界潜山 ,开采层位主要是馆陶组 。馆陶组为构造层状油藏 ,边 、底水发育 ,天然能量非常充足 。油田于2004年投入开发 ,馆陶组地层压力略有降低 。1 断层封闭性原始断层的封闭性在空间上表现为2个方面 :①断层的侧向封堵性 ,即断层面在测向上阻止流体穿越断层运移的能力 ;②断层的垂向封闭性 ,即断裂物质阻止流体沿断裂带纵向运移的能力 。而随着污水回注的进行 ,地层压力会发生变化 ,当地层压力增加到一定程度 ,通天断层就会出现活化现象 ,断层的封堵性变差 ,断层附近的注水井注入的污水就侧向进入断层 ,顺着断面垂向上升 ,发生外溢 。如果发现不及时 ,继续注水 ,就会发展成严重的海底溢出事件 。因此 ,断层封堵性研究[5-6],主要是对油田内部是否存在大的通天断层进行摸排 ,然后针对通天断层计算出对应的断层失稳压力 ,也就是活化需要达到的压力 。“通天 ”断层 ,即断至平原组的断层 。通过三维地震资料解释 、相干分析及地层对比 ,落实油田内部通天断层及与通天断层搭界的断层分布范围 ,是污水回注研究的关键 。通过馆陶组构造图可知 ,在BZ26-2油田周边断裂系统比较发育 ,共解释出5条断层 。从过南北向地·811·长江大学学报 ( 自科版 )2014年 9月号石油中旬刊 第 11卷 第 26期Journal of Yangtze University(Nat Sci Edit)Sep.2014,Vol.11No.26震剖面 (见图1),可以看出其中F1、F5为通天断层 ,F3、F4为与通天断层搭接的大断层 ,F2为次生小断层 。图 1断层分布示意图图 2库伦-摩尔滑动准则示意图2 断层失稳压力计算2.1 库伦-摩尔滑动准则目前业界已经开始将岩土力学基本的库伦-摩尔屈服准则理论应用到断层稳定性研究中 。笔者就如何计算断层活化的临界压力作为研究重点 。对于巨型岩体 ,当断层断至海底时 (内聚力为0),库伦滑动准则可以用于工区断层稳定性分析 (见图2)。断层在形成过程中 ,一般受到正应力和剪应力2种作用[7],计算公式如下 :σn=(σ1+σ3)-(σ1-σ3)cos2α2(1)τ=(σ1-σ3)sin2α2(2)式中 ,σn为正应力 ,MPa;τ为剪应力 ,MPa;σ1为最大水平主应力 ,MPa;σ3为最小水平主应力 ,MPa;α为断面倾角 。根据库伦滑动准则 ,断层沿着断面开始滑动应满足下式 :τ=τ0+μ(σn-P0) (3)当断层断至海底时 ,内聚力τ0视为0,即τ0 =0,依据库伦滑动准则 :τ=μ(σn-P0) (4)式中 ,μ为摩擦系数 ;P0为临界地层压力 ,MPa。·911·第 11卷 第 26期 何芬 : 海上油田污水回注技术与应用则临界失稳压力ΔP:ΔP=P0-Pp=σn-τμ-Pp(5)式中 ,Pp为地层压力 ,MPa。2.2 计算参数的选取图 3BZ26-2-1井声波测井曲线要通过库仑-莫尔滑动准则 计 算 断 层 失 稳 压 力 ,需确定其他几项参数 。1)断层倾角 、摩擦系数通 过 地 震 资 料 解 释 ,很容易得到断层倾角[8]、摩擦系数 。根据渤海油田实际情况选取经验值0.6。2)断层最大 、最小水平主应力首先通过对整个渤海湾盆地选取具有代表性的蓬莱19-3油田的岩样做构造地层应力分析实验 ,从而得到构造应力系数[9-10]。然 后 通 过BZ26-2油田探井的横 、纵声波测井[11](见图3),分别计算出BZ26-2油田不同深度对应的最大水平主应力和最小水平主应力 。计算出油田馆陶组地层深度2435m,对 应 最 大 水 平 主 应 力 为50MPa,最 小 水 平 主 应 力为39MPa。2.3 计算结果表 1馆陶组断层失稳压力计算表断层断面倾角/(°)最大水平主应力 /MPa最小水平主应力 /MPa临界地层压/MPa失稳压力/MPaF1  56  50  39  39.1  15.5F3  56  39.1  15.5F4  56  39.1  15.5F5  58  39.7  16.0分别将确定的上述计算参数 ,代入式(1)、(2)、(4),通过计算得到4条断层在馆陶组的临界地层压力最小39.1MPa,最大39.7MPa(见表1),馆陶组原始地层压力为23.6MPa,通过式 (5)计算出 ,馆陶组地层F1、F3和F4这3条断层的失稳压力为15.5MPa,F5断 层 的 失 稳 压 力 为16.0MPa。结 果 表 明 ,一旦地层压力比原始地层压力高15.5MPa,F1、F3、F4这3条断层就可能活化 ,断层附近污水回注井的注入水外溢 ,注入污水侧向进入断层 ,然后沿着断面垂向上升 ,达到一定量后就从海底溢出 。因此 ,设计污水回注井时 ,必须遵循的原则就是设计井位必须远离F1、F3、F4、F5断层 ,同时污水注入地层后 ,地层压力要严格控制 ,绝对不能达到使断层活化的失稳压力值 ,以确保安全生产 。3 应用效果BZ26-2油田馆陶组天然能量非常充足 ,目前地层压降0.7MPa,通过物资平衡法计算水体倍数为320。目前已有1口污水回注井A7井 ,回注层位为馆陶组地层 ,该井距离F3断层只有150m,日注污·021·石油中旬刊*油气田开发工程 2014年 9月水量750m3。A7井日注水量已经接近饱和 ,井口压力高达到11.5MPa,通过酸化解堵[7]后仍不能解决井口压力高的问题 。并且随着相邻4个油田日产水量不断增加 ,该井设计最大回注量远不能满足油田群长期安全生产需求 ,预计油田群日产水量高峰值将达到1278m3。通过污水回注研究发现 ,A7井距离F3断层较近 ,如果再继续加大注水 ,存在风险 。综合地质油藏研究 ,A7井停止污水回注 ,考虑在油田内部新增加1口污水回注井A1S1。图 4馆陶组地层压力预测馆陶组储层稳定发育 ,为油田主要生产层位 ,设计A1S1井回注层位仍然为馆陶组 ,实现有采有注 ,尽量 降 低 风 险 ;设 计 井 位 远 离F1、F3、F4、F5这4条断层 。通过论证 ,采用A7井实际米吸水指数0.92m3/(MPa·d·m),A1S1井最大日注污水能力达3500m3,完全能满足油田群未来20a生产需求量 。通过油藏数值模拟方法 ,预测出随着油田开发进行 ,馆陶组地层压力的变化情况 。研究表明 ,馆 陶 组 生 产 层 位 原 始 地 层 压 力 为21.6MPa,2013年测地层压力为20.9MPa,目前地层压 降 为0.7MPa。污 水 回 注 井A1S1井 生 产 至2031年 ,地层压力达到23.02MPa,与原始静压相比上升1.42MPa(见图4),远小于通天断层失稳压力15.5MPa。该井投产后 ,能确保安全生产 ,同时能满足油田群生产需要 。目前A1S1井已经顺利实施 。4 结论1)污水回注研究的关键是随着注入时间 、注入总量的增加 ,地层压力会发生变化 ,要避免断层活化 ,注入水外溢发生 。2)对油田内部断层封堵性的研究是至关重要的 ,利用库伦-摩尔滑动准则计算断层活化的失稳压力是科学合理的 。3)污水回注井应远离通天断层和与通天断层搭接的断层 ,尽量实现储层内有注有采 ,避免出现注入水外溢 。必须对污水回注井井口压力以及地层压力做好动态监测工作 ,地层压力要严格控制 ,绝对不能达到使断层活化的失稳压力值 ,以确保安全生产 。4)目前该研究方法 ,在渤海油田已经被推广应用 ,效果显著 。[参考文献 ][1]张安 ,程汉东.环保注水 -油田污水治理的新途径[J].安全与环境工程,2003,10(4):28-30.[2]王蓓蕾 ,吴新民 ,张喜凤.五里湾一区回注水与储层配伍性研究[J].断块油气田,2009,16(2):106-108.[3]刘 鹏 ,何彦君 ,胡均志 ,等.污水回注井 DL-C2井运行效果评价[J].石油化工应用,2012,31(8):106-109.[4]窦松江 ,赵平起.断层封闭性在油田开发中的应用[J].断块油气田,2010,17(1):28-30.[5]曾红 ,仵永强 ,杨小波 ,等.胡状集油田断层封闭性研究[J].资源调查与环境,2009,30(4):255-262.[6]张新顺 ,王建平 ,李亚晶 ,等.断层封闭性研究方法评述[J].岩性油气藏,2013,25(2):123-128.[7]王恩营 ,邵强 ,韩松林.正断层形成的力学分析及其对构造煤的控制[J].煤炭科学技术,2009,3(9):104-109.[8]徐振中 ,成敏.地层倾角资料在石油地质中的应用研究[J].内蒙古石油化工,2010(6):111-112.[9]李虎 ,秦启荣 ,姚江 ,等.基于测井资料的地应力算法分析[J].石油工业计算机应用,2011,10(1):29-32.[10]王喜双 ,宋惠珍 ,刘洁.塔里木盆地构造应力场的数值模拟及其对油气聚集的意义[J].地震地质,1999,21(3):268-273.[11]李静 ,查明 ,刘震.基于声波测井资料的地应力分布研究———以饶阳凹陷任北奥陶系潜山为例 [J].岩土力学,2011,32(9):2766-2770.[ 编辑 ]辛长静·121·第 11卷 第 26期 何芬 : 海上油田污水回注技术与应用84 Comparison and Analysis of Three Calculation Methods of Reservoir PermeabilityVariation CoefficientGUI Dong-xu  (Research Institute of Exploration and Development,Daqing Oilfield Co.Ltd.,PetroChina,Daqing163712)Abstract:Reservoir permeability variation coeficient is one of the important parameters for describing reservoir heterogeneity.Thethree methods of calculating it are studied in detail,which include the formula of statistics and the definition of Dykstra-Parsons and the coefficient of Lorenz.The advantages and shortcomings and applied scope of every method are discussedby comparison of their calculating steps and principle.The results indicate that the values of using the formula of statistics andthe definition of Dykstra-Parsons differ a little from practical geological understanding,but they are consistent with thevalue of Lorenz coefficient.The method of Lorenz coefficient is recommended as the calculation method of permeabilityvariation coefficient through the comparison and analysis of theory and practice.Keywords:permeability;variation coefficient;calculation method106 Mechanism and Limitation of Policyfor Liquid Extraction in Waterflooded ReservoirsZHENG Jin-ding,XIE Xiang-wei,CHEN Liao,RUAN Long-fei  (Yangtze University,Wuhan 430100)Abstract:Liquid extraction is a kind of low-cost,simple and rapid measure taken for stabilizing oil production.This paperanalyzes the mechanism and opportunity of liquid extraction based on seepage flowing theory.Then combined with oil reservoir,it analyzes the influence of geological characteristics and operation parameters for stabilizing oil production throughdimensionless liquid productivity index model and dynamic analysis method.Study shows that there is a reasonable value forliquid extraction multiple,and enlargement of producing pressure drop can weaken the influence of threshold pressuregradient of percolation.What’s more,the liquid extraction opportunity is at the stage where dimensionless liquid productivityindex is sharply raised,and it widens with the increase of the limit of dimensionless liquid productivity index.Keywords:water drive reservoir;percolation mechanism;liquid-raising parameters;dimensionless liquid productionindex;sedimentary micro-facies110 Analysis of Characteristics and Oil Displacement Mechanism of New Oil Displacement Agent———Polymer SurfactantYAN Li-ping  (No.8 Oil Production Plant of Daqing Oilfield Co.Ltd.,PetroChina,Daqing163514)Abstract:The polymer surfactant that has been raised in recent years is a new type of oil displacement agent for tertiaryEOR,it contains dual properties of the polymer and surfactant along with the ability to flow control and the emulsifyingsolubilization capacity.It has great potential of application in low permeability and high water cut oilfields to furtherimprove oil recovery.To study the physical and chemical properties and oil displacement mechanism of the new oildisplacement agent,this paper systematicaly expounds the molecular structural features,the main physical and chemicalcharacteristics and the mechanism of flooding,and it summes up the unique advantages of the polymer surfactant as anew type of oil displacement agent.Keywords:the polymer surfactant;oil displacement mechanism;polymer;tertiary EOR113 The Practice of Treatment for ControlingWel Corrosion and Scalingin Zhaozhouqiao OilfieldCUI Yan-jie,WEI Na,ZHANG Yu-zhen,WU Ze-mei,SUN Yu-min  (Huabei Oilfield Company,PetroChina,Renqiu062552)Abstract:Zhaozhouqiao Oilfield is a main oilfield of No.5oil production plant of Huabei Oilfield,the corrosion and scaling arevery heavy with the watercut increasing,it affects the production serously.Based on the corrosion and scaling reasons,the applicable corrosion and scaling inhibitors are developed,then the chemical agent is added to the oil wels,the resultsof field application show that a maintenance period of pumping wels has been prolonged from 159to 446days since2011,it achives a good economic benefit.Keywords:Zhaozhouqiao Oilfield;oil wel;corrosion;scaling116 Physical Anti-scalingof GatheringPipelines in Wenmingzhai OilfieldGUO Ya-qiang,PENG He-lin,XU Gang,PENG Dai-zhong,WU Hui-qun,LI Pin,ZHOU Jie,SHI Yan  (No.3 Oil Production Plant,Zhongyuan Oilfield Company,SINOPEC,Liaocheng252429)Abstract:With the depening of exploitation in oilfield,oil contains more water and sands,so the scale formation in thesurface gathering pipelines is more and more serious,the efficiency of gathering production is reduced,it costs too muchto maintain the gathering pipelines,and the safety production is also threatened.In this article,the mechanism of scaleformation in Wenmingzhai Oilfield is analyzed.An anti-scaling technology is introduced for physical anti-scaling to test itseffect.The experimental results prove that the effect of physical anti-scaling is distinct.Keywords:Wenmingzhai Oilfield;physical;scale formation;anti-scaling118 Research and Application of Produced Water Reinjection Technologyin Offshore OilfieldsHE Fen  (Tianjin Branch,CNOOC,Tianjin300452)LI Tao  (Reseach Institute of Exploration and Develoment,Dagang Oilfield Company,PetroChina,Tianjin300280)Abstract:With the development of offshore oil field,daily sewage volume continues to increase and may even exceed theplatform’s sewage treatment capacity.There is an urgent need to increase the sewage reinjection that is simply treated onplatform.In order to meet the requirements of environmental protection,by taking BZ26-2Oilfield as an example,theresearch ideas and methods of produced water reinjection are studied.Through the numerical statics,reservoir engineer-ing,reservoir simulation method,this paper first uses Kulun Moore sliding criteria to calculate fault activation pres-sure,then based on oil field’s characteristics,reservoir development and actual produced water reinjection demond,the reinjection wel’s location is optimizated,the formation pressure change is predicted to ensure the safty in produc-tion.Research shows that with the increase of quantity of water,formation pressure changes.The formation pressureshould be strictly controled under the fault activation pressure to ensure that no water overflow is induced.The methodprovides a theoretical basis for the safety of sewage reinjection,it is popularized in Bohai Oilfield.Keywords:sewage reinjection;fault;activation;pressureTranslated &Edited bySU Kai-ke(苏开科 )Ⅳ
展开阅读全文
  石油文库所有资源均是用户自行上传分享,仅供网友学习交流,未经上传用户书面授权,请勿作他用。
0条评论

还可以输入200字符

暂无评论,赶快抢占沙发吧。

关于本文
本文标题:海上油田污水回注技术与应用
链接地址:http://www.oilwenku.com/p-18103.html
关于我们 - 网站声明 - 网站地图 - 资源地图 - 友情链接 - 网站客服客服 - 联系我们
copyright@ 2016-2020 石油文库网站版权所有
经营许可证编号:川B2-20120048,ICP备案号:蜀ICP备11026253号-10号
收起
展开