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辽河油田超稠油掺活性水降粘先导性试验

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辽河 油田 超稠油掺 活性 水降粘 先导 试验
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  第 27 卷   第 4 期2006 年 7 月 石 油 学 报I 27   4J 006  基 金 项 目 :中 国 石 油 天 然 气 股 份 有 限 公 司 科 技 攻 关 项 目 (20050920121)“ 稠 油 气 驱 转 换 开 采 方 式 及 提 高 吞 吐 效 率 配 套 技 术 研 究 ” 部 分 成 果 。作 者 简 介 :尉 小 明 ,男 ,1972 年 4 月 生 ,2000 年 获 浙 江 大 学 理 学 博 士 学 位 ,2003 年 博 士 后 出 站 ,现 为 辽 河 油 田 公 司 钻 采 工 艺 研 究 院 高 级 工 程 师 ,主 要 从事 油 田 超 稠 油 开 采 工 艺 的 研 究 和 科 研 管 理 工 作 。 126. 编 号 : 02532006) 04 油 田 超 稠 油 掺 活 性 水 降 粘 先 导 性 试 验尉 小 明   刘 喜 林   郭 占 文   余 五 星(中 国 石 油 辽 河 油 田 公 司   辽 宁 盘 锦   124010)摘 要 : 针 对 目 前 辽 河 油 田 超 稠 油 井 筒 电 加 热 降 粘 工 艺 存 在 能 耗 过 高 的 问 题 ,采 用 了 井 筒 掺 活 性 水 降 粘 工 艺 。 实 验 结 果 表 明 ,该 工艺 具 有 较 高 的 超 稠 油 降 粘 率 、 自 动 破 乳 脱 水 性 能 以 及 与 联 合 站 用 破 乳 剂 良 好 的 配 伍 性 ,解 决 了 超 稠 油 乳 化 降 粘 与 破 乳 脱 水 之 间 的矛 盾 。 在 辽 河 油 田 8 口 超 稠 油 井 进 行 了 掺 活 性 水 降 粘 工 艺 先 导 性 试 验 ,结 果 表 明 掺 活 性 水 降 粘 技 术 可 以 取 代 电 加 热 降 粘 技 术 维 持正 常 生 产 。 试 验 油 井 抽 油 机 电 流 下 降 10~ 30 A、 井 口 产 出 液 粘 度 大 大 下 降 。 采 用 污 水 回 掺 工 艺 流 程 实 现 了 污 水 循 环 往 复 使 用 ,节约 了 大 量 的 清 水 资 源 。 采 用 掺 活 性 水 降 粘 技 术 后 原 油 举 升 成 本 平 均 下 降 381 56 元 / t ,年 节 约 能 耗 168189 万 元 。关 键 词 : 辽 河 油 田 ;超 稠 油 ;井 筒 掺 活 性 水 降 粘 工 艺 ;先 导 性 试 验 ;经 济 效 益中 图 分 类 号 :       文 献 标 识 码 : of by il f d 24010 , in in by of of in % 2 5 ℃ . of % a 104 % 2 5 ℃ . of by in of in 0A 0A , of of by ,超 稠 油 井 筒 举 升 主 要 采 用 电 加 热 方 式 ,电 能消 耗 大 、 成 本 较 高 [ 1210 ] 。 为 此 ,选 定 辽 河 油 田 特 种 油 开发 公 司 杜 229 块 超 稠 油 开 展 了 掺 活 性 水 替 代 井 筒 电 加热 工 艺 技 术 研 究 试 验 。1   试 验 方 法111   先 导 性 试 验 工 艺 流 程 [ 11213]超 稠 油 掺 活 性 水 降 粘 工 艺 先 导 性 试 验 工 艺 流 程 见图 1。 中 心 平 台 配 制 活 性 水 ,或 者 利 用 回 掺 的 含 油 污 水补 加 少 量 的 活 性 剂 ,借 助 泵 压 通 过 掺 水 管 线 送 到 井 口 。按 照 规 定 的 流 量 通 过 空 心 杆 将 活 性 水 注 入 泵 中 ,经 搅 拌作 用 形 成 水 包 油 型 乳 状 液 ,举 升 至 井 口 再 送 到 计 量 站 。图 1   超 稠 油 掺 活 性 水 降 粘 先 导 性 试 验 工 艺 流 程 1   of by 1994    石     油     学     报 2006 年   第 27 卷  气 液 两 相 分 离 后 ,分 别 计 量 总 含 水 量 以 及 活 性 水 的 掺入 量 ,通 过 计 算 可 以 得 出 本 井 的 产 油 量 和 产 水 量 。112   污 水 回 掺 工 艺 流 程污 水 回 掺 工 艺 流 程 如 图 2 所 示 。 其 工 作 原 理 是 :采 用 地 面 1 号 及 2 号 储 药 罐 配 制 质 量 分 数 为 01 2 %的活 性 水 ,通 过 空 心 杆 泵 上 掺 药 方 式 将 活 性 水 泵 入 井 筒 。图 2   污 水 回 掺 工 艺 流 程 2   of 度 产 出 液 进 入 4 号 及 5 号 油 罐 中 沉 降 后 ,脱 出 的底 部 污 水 通 过 U 形 管 流 入 3 号 水 罐 中 再 沉 降 后 ,其 底部 污 水 依 靠 液 位 差 压 入 1 号 和 2 号 药 罐 中 ,从 而 实 现污 水 循 环 往 复 使 用 。 4 号 和 5 号 油 罐 中 污 水 层 以 上 油水 乳 化 液 管 输 至 联 合 站 进 行 正 常 破 乳 脱 水 。2   先 导 性 试 验掺 活 性 水 替 代 井 筒 电 加 热 降 粘 技 术 现 场 试 验 于2002 年 9 月 10 日 在 特 油 杜 229 块 10 号 中 心 平 台 进 行 。该 平 台 包 括 8 口 油 井 。 原 油 物 性 差 ,其 中 原 油 密 度(20 ℃ )为 11005~ 1101 g/ 原 油 粘 度 (50 ℃ ) 为 514 ×104~ 712 × 104 s。 平 面 变 化 大 ,断 块 主 体 部 位 原 油粘 度 为 518 × 104~ 611 × 104 s ,北 部 及 油 水 界 面 附近 ,粘 度 一 般 都 大 于 15 × 104 s ,最 高 达 26 × 104s。 油 层 温 度 为 4812 ℃ (深 度 为 945 m) ,地 温 梯 度 为4131 ℃ / 油 层 压 力 为 9156 压 力 系 数 为 11012。211   井 筒 掺 活 性 水 降 粘 试 验降 粘 率 的 计 算 式 为η = μ 0 - μμ0× 100 %式 中   μ 0 为 掺 活 性 水 前 超 稠 油 粘 度 ,s ;μ 为 掺 活性 水 后 乳 化 液 粘 度 ,s。采 用 标 准 算 回 掺 污 水 含 油 率 。采 用 标 准 算 回 掺 污 水 含 机 杂 率 。 试验 平 台 8 口 油 井 掺 活 性 水 降 粘 前 后 主 要 运 行 参 数 变 化见 表 1。 由 表 1 可 看 出 :采 用 掺 活 性 水 降 粘 工 艺 后 ,抽油 机 电 流 平 均 下 降 了 10~ 34 A ,井 口 产 出 液 温 度 平 均下 降 了 14~ 30 ℃ ,产 出 液 粘 度 平 均 降 低 99 %以 上 。以 杜 229 块 5430 井 为 例 ,掺 活 性 水 降 粘 工 艺 前 后抽 油 机 电 流 和 产 出 液 粘 度 变 化 情 况 见 图 3 和 图 4。图 3   5430 井 采 用 两 种 降 粘 工 艺 抽 油 机 电 流 变 化 曲 线 3   of of 430   5430 井 两 种 降 粘 工 艺 日 产 油 变 化 曲 线 4   of of 430 污 水 回 掺 工 艺 试 验为 了 节 约 清 水 资 源 和 减 轻 联 合 站 污 水 处 理 负 担 ,表 1   两 种 降 粘 工 艺 主 要 运 行 参 数 变 化 情 况   of of of 号 抽 油 机 平 均 电 流 (上 行 / 下 行 ) / A 井 口 产 出 液 平 均 温 度 / ℃ 产 出 液 平 均 粘 度μ 50/ (s)电 加 热 掺 活 性 水 电 加 热 掺 活 性 水 电 加 热 掺 活 性 水 掺 活 性 水 降 粘 率 / %5630 66/ 44 39/ 37 75 48 57 324 225 991 65632 43/ 47 36/ 44 70 46 55 713 243 991 55634 40/ 30 26/ 24 78 52 53 288 238 991 55434 28/ 31 27/ 21 69 46 62 874 214 991 65430 43/ 54 33/ 40 78 55 59 766 396 991 35432 31/ 43 28/ 34 72 56 54 386 185 991 65234 39/ 44 37/ 34 76 62 51 738 226 991 55230 48/ 54 39/ 35 78 58 56 320 232 991 6© 1994   第 4 期 尉 小 明 等 :辽 河 油 田 超 稠 油 掺 活 性 水 降 粘 先 导 性 试 验 121  进 行 了 污 水 回 掺 工 艺 试 验 。 自 2002 年 10 月 20 日 起跟 踪 评 价 了 3 号 水 罐 流 出 污 水 含 油 情 况 及 含 机 杂 情况 ,跟 踪 曲 线 见 图 5 和 图 6。 由 图 5 和 图 6 可 看 出 :污水 含 油 浓 度 低 于 800 L ,污 水 含 机 杂 浓 度 低 于 8 000L ,两 项 指 标 都 满 足 回 掺 要 求 。图 5   回 掺 污 水 含 油 变 化 跟 踪 曲 线 5   of   回 掺 污 水 含 机 杂 变 化 跟 踪 曲 线 6   经 济 效 益掺 活 性 水 降 粘 工 艺 先 导 性 试 验 成 功 地 实 现 了 取 消电 加 热 降 粘 工 艺 ,而 采 用 掺 活 性 水 降 粘 工 艺 进 行 超 稠 油的 正 常 生 产 。 采 用 掺 活 性 水 降 粘 工 艺 后 ,抽 油 机 电 流 、井 口 产 出 液 温 度 及 粘 度 都 大 幅 下 降 ,节 约 了 大 量 电 能 。表 2 为 2002 年 9 月 10 日 至 2003 年 9 月 10 日 对辽 河 油 田 特 种 油 开 发 公 司 采 油 作 业 三 区 8口 超 稠 油 井表 2   掺 活 性 水 降 粘 工 艺 先 导 性 试 验 实 施 效 果   of by 目 原 油 降 粘 费 用 / (元 · )井 筒 电 加 热 掺 活 性 水容 量 费 71 16 2125电   费 35142 12168电 缆 租 赁 费 14169 0起 下 电 杆 服 务 费 51 36 0维 护 及 修 理 费 11 95 1172药 剂 费 0 9137实 施 井 筒 电 加 热 降 粘 工 艺 所 发 生 的 平 均 费 用 与 实 施 掺活 性 水 降 粘 工 艺 所 发 生 的 平 均 费 用 的 对 照 。 其 中 ,2002年 药 剂 价 格 为 8 790 元 / t ,电 费 为 0146 元 / (h) 。 由表 2 可 看 出 :采 用 掺 活 性 水 降 粘 工 艺 平 均 吨 油 举 升 成 本降 低 38156 元 。 从 2002 年 9 月 10 日 至 2003 年 9 月 10日 已 累 计 生 产 原 油 43 800 t ,累 计 降 低 成 本 168189 万 元 。掺 活 性 水 降 粘 工 艺 需 要 在 以 下 几 个 方 面 进 一 步 完善 :污 水 回 掺 工 艺 的 进 一 步 简 化 、 优 化 和 规 模 化 ;规 模实 施 中 不 同 平 台 、 不 同 油 井 掺 药 量 的 宏 观 和 微 观 自 动调 控 ;地 面 及 井 筒 掺 药 工 艺 条 件 的 进 一 步 改 进 和 优 化 。4   结   论(1) 研 制 开 发 的 超 稠 油 水 基 降 粘 剂 具 有 理 想 的 降粘 效 果 ,50 ℃ 条 件 下 超 稠 油 降 粘 率 高 达 991 99 % ;具 有自 动 破 乳 脱 水 功 能 ,85 ℃ 自 然 沉 降 72 h 后 ,净 化 油 含水 降 至 4 %以 下 。(2) 超 稠 油 掺 活 性 水 降 粘 工 艺 技 术 与 联 合 站 脱 水工 艺 具 有 良 好 的 配 伍 性 ,加 入 01 04 %破 乳 剂 ,85 ℃ 自然 沉 降 72 h 后 ,净 化 油 含 水 可 降 至 1 % ,解 决 了 多 年 来一 直 存 在 的 超 稠 油 化 学 降 粘 工 艺 与 脱 水 工 艺 之 间 的矛 盾 。(3) 采 用 掺 活 性 水 降 粘 技 术 达 到 了 超 稠 油 降 粘 率不 低 于 99 %、 降 阻 率 不 低 于 90 %的 效 果 。(4) 采 用 回 采 污 水 配 制 的 降 粘 剂 水 溶 液 不 影 响 该技 术 的 降 粘 及 破 乳 效 果 ,为 实 现 污 水 回 掺 工 艺 提 供 了依 据 和 保 障 。参 考 文 献[1 ]   邵 先 杰 ,汤 达 祯 ,樊 中 海 ,等 . 河 南 油 田 浅 薄 层 稠 油 开 发 技 术 试 验研 究 [J ] . 石 油 学 报 ,2004 ,25 (2) :762 ]   蒋 昌 启 ,朱 建 华 ,刘 红 研 ,等 . 超 稠 油 化 学 降 粘 脱 水 技 术 [J ] . 青 岛科 技 大 学 学 报 ,2005 ,26 (2) :1093 ]   张 国 忠 ,马 志 祥 . 热 油 管 道 安 全 经 济 输 油 温 度 研 究 [J ] . 石 油 学报 ,2004 ,25 (1) :1064 ]   李 玉 凤 ,张 劲 军 ,黄 启 玉 . 剪 切 作 用 与 加 剂 原 油 粘 度 关 系 的 数 学模 型 [J ] . 石 油 学 报 ,2004 ,25 (4) :1095 ]   王 为 民 ,李 恩 田 ,申 龙 涉 . 辽 河 油 田 含 水 超 稠 油 流 变 特 性 研 究[J ] . 石 油 化 工 高 等 学 校 学 报 ,2003 ,16 (2) :696 ]   宁 甲 清 ,李 泽 勤 ,宋 迎 来 . 曙 一 区 超 稠 原 油 室 内 脱 水 工 艺 技 术[J ] . 油 气 田 地 面 工 程 ,1997 ,16 (6) :347 ]   李 国 珍 ,肖 华 ,董 守 平 . 油 水 分 离 技 术 及 其 新 进 展 [J ] . 油 气 田 地面 工 程 ,2001 ,20 (2) :78 ]   宁 甲 清 ,郭 鹏 宇 ,宋 迎 来 . 超 稠 油 掺 稀 释 剂 脱 水 实 验 研 究 [J ] . 特种 油 气 藏 ,1998 ,5 (3) :609 ]   李 春 年 . 渣 油 加 工 工 艺 [ M ] . 北 京 :中 国 石 化 出 版 社 ,2002 :81 10 ]   廖 克 俭 ,孙 大 权 ,闫 峰 . 辽 河 油 田 曙 一 区 超 稠 原 油 综 合 评 价 [J ] 化 工 高 等 学 校 学 报 ,1999 ,12 (4) :5 11 ]   王 鸿 膺 ,李 玉 星 ,陆 新 东 . 超 稠 油 降 粘 输 送 试 验 研 究 [J ] . 油 气 田地 面 工 程 ,2004 ,23 (9) :20 12 ]   尉 小 明 ,刘 喜 林 ,王 卫 东 ,等 . 稠 油 降 粘 方 法 概 述 [J ] . 精 细 石 油 化工 ,2002 ,110 (5) :45 13 ]   尉 小 明 ,刘 喜 林 ,张 建 英 ,等 . 稠 油 乳 化 降 粘 开 采 用 表 面 活 性 剂 的筛 选 [J ] . 日 用 化 学 工 业 ,2002 ,32 (4) :40收 稿 日 期 2005 改 回 日 期 2006 编 辑   黄 小 娟 )© 1994
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