三次采油的技术原理

三次采油的技术原理
三次采油的技术原理

三次采油技术原理

一、三次采油概况和基本原理

石油是一种非再生的能源,石油采收率不仅是石油工业界,而且是整个社会关心的问题。由于石油是一种流体矿藏而带来独特开采方式。

石油开采分为三个阶段。一次采油是依靠地层能量进行自喷开采,约占蕴藏量15~20%。在天然能量枯竭以后用人工注水或注气,增补油藏能量使原油得到连续开采,称之二次采油,其采收率为15-20%。当二次采油开展几十年后,剩余油以不连续的油块被圈捕在油藏砂岩孔隙中,此时采出液中含水80~90%,有的甚至高达98%,这时开采已没有经济效益。为此约有储量60~70%的原油,只能依靠其他物理和化学方法进行开采。这样的开采称之三次采油,国外亦称EOR(Enhanced Oil Recovery)技术。

据我国对十三个主要油田的82个注水开发区,进行系统的筛选和科学潜力分析,结果表明,通过三次采油方法能提高采收率12.4%,增加的可采储量相当全国目前剩余储量的56%[1]。当然是说,若把这种潜力都挖掘出来,我国的可采储量可以增加一半以上,为此发展三次采油是必经之路。通常提高采收率有三类。第一类为热力法,如火烧地层,注入过热蒸气;第二类为混相驱,即注入CO2气到原油中进行开采;第三类为化学驱,如碱水驱、微乳液驱和三元复合驱等。这次重点是介绍化学驱。

1.注水开采后,原油为何大量留在地层。

(1)油藏岩石的非均质性。例如在庆油田葡萄花油层属于正韵律沉积,下粗上细。下部的渗透率高于上部,在注水驱时往往沿着油层下部推进,而上部油层则继续留下大量未被驱扫的原油。这说明水不能被波及到低渗透油层。由于油藏岩石非均质性,阻止水的波及系数的提高。

(2)油层岩石的润湿性

岩石为水润性,注水能把岩石表面的原油冲刷下来。反之,岩石为油润性,注水只能冲刷一部分原油。这种驱出原油的量,称之洗油效率。洗液效率=(注水波及到油区所采出的油容积)/(整个波及油区储量油的容积)

(3)毛细管的液阻效应

当驱动原油在毛细孔中运移到达喉道时,原油块要发生变形,产生附加压力,用Laplace方程计算。ΔP=P1-P2=2δ(1/R1-1/R);式中:δ为油水界面张力,R1为油滴细端的半径,R2为油滴粗端的半径。

附加压力ΔP,是阻止原油向油井井底运行,必然影响到采油效率。为此剩余油是以不连续的油块,被圈捕在水所波及到的油藏中。

(4)原油采收率:采收率=波及系数×洗油效率

2.提高采收率的途径

(1)提高波及系数,降低水油流度比(M),减少驱油体系的指进现象,达到波及系数的提高。W=(K W/U W)/(K O/U O);式中,K W,U W为水体系在地层中有效渗透率,和水体系的粘度;K O,U O为原油在地层中有效渗透率和原油的粘度。

(2)增加毛管数

注水开采后,剩余油以不连续油块被圈捕在岩石孔隙中,此时每个油块受到两个主要作用力(粘滞力和驱动力)。Melrose和Taber等人,用一个无因次准数Ne(毛管数),表征上述两种作用力之比。

Ne=(U O V O/δ)=(ΔP/Lδ)式中:Ne为毛管数;原U。为油粘度;V O为原油流动速度;δ水和原油之间界面张力;ΔP/L—表示被圈捕油珠,通过毛细孔喉道所需压力梯度。

实验发现原油采收率与毛管数之间关系:当毛管数(Ne)超过某一值时,采收率(η)将急剧上升。原油、水岩石体系的不同,要求Ne数值也不同,一般是不同的数值、但是这种关系是普遍存在的。注水开采之后,一般地层的毛管数为10-6左右,为了继续采油、要求Ne增加到10-3~10-2左右。

从Ne表达式可知,要提高其值,可调参数有两个:一是提高原油的流动速度,或者提高压力梯度,(ΔP/L)。据有人对岩心分析,得出毛细孔喉道平均值,即R1=9×10-4cm,R2=4×10-3cm。若油珠通过喉道,从计算可知,则需克服附加压力梯度为ΔP/L=1Mpa。但是用目前最大的机械泵,传入到地层毛细孔道约为0.02~0.04Mpa.这说明通过调整ΔP/L值,或油流速度是很难达到上述要求.二是降低原油和水的界面张力。通常是加表面活性剂。从实验可知,微乳液的形成,其油水界面张力可达到10-3mN.M-1(称超低界面张力)、为此微乳液体系受到人们的青睐。总之,要提高洗油效率,就要提高毛管数,而改善界面张力是最有

效的途径。

二、碱驱

碱驱是将注入水的pH值控制在12~13左右,一般加入1~5%(wt.)NaOH即可实现[2]。在碱水驱油过程中,水相中的碱与原油中的石油酸相互作用,生成表面活性剂,并被吸附在岩石表面和油/水界面上,改变了油层岩石的润湿性,降低了界面张力,提高了原油采收率。

常有的碱剂除NaOH处,还有原硅酸钠(Na4SiO4)、NH4OH、KOH、

Na2CO3、Na2SiO3等其它碱。

碱驱看起来简单,但驱油机理相当复杂,一般认为碱驱有六种机理[2]、[3]、[4]。

1)碱水降低了油/水界面张力,使毛管数值从10-6增至10-4~10-2[16 1]

2)碱水驱使油层岩石的润湿性由亲油转变为亲水[5]。此时油和水的相对渗透率朝着有利于提高采收率的方向变化。

3)油层岩石的润湿性由亲水变为亲油[6]。当油层内的不连续非润湿残余石油,在碱的作用下转变为连续的润湿相,可为其它的圈捕的石油提供流动通道。

4)乳化和圈捕作用。界面张力足够低时,在亲水岩石中的残余油将被乳化,随压力流向生产井。若在流动过程中遇到比乳状液粒径还小的孔隙喉道时,乳状液将被重新圈捕。从另一个角度,它能改善了流度化。为此碱驱提高了波及系数和洗油效率。

5)乳化与夹带[8]。碱性物质使岩石表面为润湿,则防止原油吸附于砂粒表面。油层中的残余油,被乳化并夹带进入连续流动的碱水相中。

6)能增溶油/水界面处抽象性薄膜。在驱油过程中,如果在原油液滴的界面形成刚性薄膜,不利于液滴的变形,往往在喉道口圈捕。而碱可以破坏这种刚性薄膜[9、10],并增溶之,使残余油可以流动通过喉道。

碱驱的优点是简便易行、成本价廉,但实际上很多油层并不适于水碱[11,12]。岩石性质是重要的制约因素[16,17]。束缚水的二价离子。以及油层中的石膏或无水石膏[18],都会与碱作用生成氢氧化物沉淀。另外离子交换能力强的粘土也会使碱水中的Na+交换成Ca++等。这些作用都会消耗NaOH,使碱段塞破坏。对于存在裂缝、漏失层、气顶、高温、高

凝的原油,不适于碱水驱。对酸值小于0.5mgKOH/g原油不适于碱水驱的.盐度也有影响,它能抑制碱的浓度,还可促使油表岩表面从亲水变为亲油,加速W/O乳状液形成,不利于碱驱的驱油的作用.

总之,由于碱驱在现场使用的失败,目前都不单独所用。

三、聚合物驱

聚合物驱主要是向注入水中添加增稠剂,提高水的粘度。选择水溶性聚合物,并在0.1%浓度时,也具有很高的粘度.因此注入聚合物可降低水的流度,增大波及系数,扩大波及体积,改善驱油效率。

目前常用的聚合物是聚丙烯酰胺和生物聚合物[19][20]。

聚丙烯酰胺(PAM)的重复单元是丙烯酰胺,其平均分子量变化范围为百万到一千万不等。聚丙烯酰胺与碱反应会发生水解:即羧基取代一部分酰胺基。该反应开始时反应速度比较高,随反应进行而减缓,这是由于开始是相邻的酰胺基团起催化作用,而后来因羧基基负电荷与OH-间的库仓静电排斥作用而减缓。通常用水解度表示酰胺基变为羧基的百分数,水解度以30%左右为好。由于酰胺基和羧基均为极性基团,所以PAM易溶于水而不易溶于油。它易受机械破坏和剪切降解。

生物聚合物常用黄原胶。生物聚合物是在微生物表面形成的一种多孔微粒物质。

生物聚合物的这种结构,能有效地抗剪切降解。黄原胶对二价阳离子不太敏感[24],但易受细菌的破坏。国此常与杀菌剂和除氧剂配合使用。

在非均质油层条件下,流度比(M)决定着采收率。当M≤1时,水驱是有效的。M>1时,水将以指进状进入油层,发生水窜。聚合物的作用是提高驱替液的有效粘度,以获得较低的流度比。

聚合度溶液通常为假塑性流体。

盐度、聚合物分子量及浓度、水解度等因素都可能影响其粘度特性[47-50],温度也会影响稳定性[25]。针对我国油田的具体情况[1]:1陆相非均质沉积,渗透率变异系数一般大于0.5;2东部油田原油粘度,一般在5~40mpa·s之间。这些条件适于发展聚合物驱。大庆、辽河、大港等油田地层油度为45~60℃,胜利油田的孤岛、孤东油田地层温度

60~70℃。这样温度,聚合物也不致于发生降解。目前从大庆和大港的先导性试验来睦,每注1吨聚合物,可增产原油209吨至445吨,提高采收率8.8-14%.

四、表面活性剂驱

表面活性剂驱,是指向地层注入表面活性剂段塞,使残油发生注动,达到提高采收率。表面活性剂驱通常包括胶束驱、微乳液驱、乳状液驱、泡沫驱等。

早在二十年代末De Groot在发明专利中[22,22],曾提出水溶性表面活性剂,有利于提高石油的采收率。一般为25-1000mg·L-1的多环磺化物和木质素亚硫酸废液,聚氧乙烯类化合物等溶液,也能提高石油采收率。这些技术导致了低张力驱的产生。而后Gogary等人[24][25][29]提出采用微乳液进行新混相型采油,以及中相微乳液的非混相驱驱油。在一定的表面活性剂醇油盐水体系中存在着两个超低界面张力(IET)区[26],一个在低浓度区(0.1-0.2%),即表面活性剂胶束驱,另一个在高浓度(4-10%)、此时为三相体系,其中包括中相微乳液与过剩盐水和油平衡。

胶束驱一般注入低浓度表面活性剂溶液,采用大段塞,(为孔隙体积的15~60%),通过表面活性剂溶液的作用,原油可能聚集起来形成油墙。而微乳液驱(浓体系),采用小段塞(为孔隙体积的3-20%)的微乳液。注入的段塞由三种物质组成:烃、表面活性剂和水。有时还包括表面活笥剂(醇),有机盐电解质。这种体系主要特点,段塞与油和水都达到超低界面张力。现场实验表明,用高浓度、小段塞的微乳液驱,比相应的活性剂用量的胶束驱,能获得更高的石油采收率。

1.微乳液分类

微乳液是由一定比例的表面活性剂,助表面活性剂,油和水所形成具有各向同性、透明的、和热力学稳定性的分散体系。微乳液液滴直径在10~几十个nm范围内。液滴被表面活性剂和助表面活性剂组成的混合面膜所稳定。

微乳液可分为单相微乳液和多相微乳液。前者是指微乳液是一个相;后者则指微乳液不能单独存在,必须与油相或水相,甚至两个相同时存在。即Winsor Ⅰ型,下相微乳液与剩余油二相平衡;Winsor Ⅲ型,中相微乳液与剩余油和剩余水三相平衡;Winsoe Ⅱ型,上相微乳液与剩余二相平衡。

当研究体系油,水,表面活性剂,助表面活性剂比例一定,随着NaCl浓度增加,体系相态从Winsor Ⅰ→Winsor Ⅲ →Winsor Ⅱ型转变。这种NaCl浓度改变称之盐度扫描。

2.微乳液的形成和特性

1943年Hoar和Schulman提出微乳液形成的基本条件是[3]:(1)较高的表面活性剂浓度;(2)存在短链醇、脂肪酸、烷基胺或其它不离解的两亲物质,其摩尔分数大于表面活性剂。若是O/W型乳化液,其水池(water pool)半径γ的计算办法:

γ=3(水的体积)/(油水界面的面积)

水滴半径加上表面活性剂和醇的界面膜厚度,得到分散液滴总的半径。

在高浓度低界面张力区(4%左右),中间相微乳液与过剩的油和盐水相平衡[28,29]。当含盐度增加时,表面活性剂自下相向中相直至上相微乳液中转移。在中相微乳液中,增溶等体积的油和盐水时的含盐度,定义为最佳含盐度[28]。增溶量越大,则在油/微乳液或盐水/微乳液界面上的界面张力降低得越多[30-32]。

油在微乳液中的增溶能数Vo/Vs(增溶油的体积与微乳液相中表面活笥剂体积之比)随盐度增加而升高,而水在微乳液中的增溶参数

Vw/Vs增溶的体积(增溶水的体积与微乳液相中表面活性剂体积之比)随盐度增加而降低[33]。对于中相微乳液形成的机理[34],一般认为在含低盐度时,形成下相微乳液与油相的二相平衡。当含盐度增加时,胶束增溶油量增加,压缩胶束周围双电层厚度、电斥力降低,因而胶束彼此相互接近和聚结。同于密度差的增加,引起富集相从下相微乳液中分离出来,得到中相微乳液、水相和油相的三相平衡。当体系中盐度增加到一定浓度时,又逼使表面活性剂向油相转移。即随着NaCl的量继续增加,中相微乳液中的表面活性剂逐渐减少,直到其遭到破坏,而呈现上相微乳液和剩余水相的二相平衡。

影响油/盐水/表面活性剂/醇体系相态的因素很多:(1)含盐度增加;(2)降低油的碳链长度;(3)降低醇的浓度(C4,C5,C6,为4,5,6个碳的醇);(4)降低温度;(5)增加总的表面活性剂浓度;(6)增加盐水/油比值;(7)增加表面活性剂溶液/油的比值。

在最佳含盐度时,体系中剩余水相和油相体积相等,此时中相微乳液和剩余水相;中相微乳液和剩余油相的两个界面张力,几乎相等,同时达到超低界面张力。若此时中相微乳液的体积越大,反映对油和水增溶参数越大。界面张力和增溶参数决定该体系驱油效率和驱油成本。

3.存在的问题,微乳液驱油体系,即高浓度表面活性剂体系,在室内模拟驱油试验中能得到100%驱油效率。但是表面活性剂价格较贵,而原油价格下跌,为此经济效益不高。

五、三元复合驱

三元复合驱,(包括表面活性剂、碱、聚合物),经研究能够达到中相微乳液驱的驱油效率,而成本仅为后者的1/3。

1.复合驱体系中碱、表面活性剂、聚合物三者相互作用。

表面活性剂、碱、聚合物是注入段塞的主要组分。由于不同的化学试剂在油层中混合,其作用有互补性和复配增效性,有利于提高驱油独立自主率[36-39]。

P.H.Krumrine和J.S.F.alcone选用PAM和生物聚合物,活性物含量为60%的石油磺酸盐,还有氢氧化钠、碳酸钠、硅酰钠等碱剂,对于它们之间搭配作用进行研究。

1对于单独进行使用时,发现硅酸钠(模比3.2)对界面影响不在,聚合物几乎无影响。而表面活性剂可以显著降低界面张力。其它条件相同时,在硬水中的界面张力均比在软水中高。

2表活剂、聚合物、碱三者配合时,对硬水、软水都能显著降低界面张力。对于高酸值原油,碱剂的加入使其石油酸的皂化成为表面活性剂。几种聚合物和碱配合使用时,界面张力值显示出,加入聚合物并不干扰碱与原油的皂化作用,即能达到降低界面的作和。

2.对粘度的影响

1无论将碱还是表面活性剂加入聚合物中,都会使粘度提高约

10%~25%。而加入表面活性剂的量则对粘度几乎无影响。

2一般来说,表面活性剂、聚合物、碱组合时的粘度高于单纯聚合物粘度。但对于聚丙烯酰胺,三元组合时的粘度小于聚合物与表面活性剂组合或者碱与聚合物组合时的数值。硬离子存在时的粘度高于在淡水中的。

3固定聚合物浓度,开展该体系的盐度、硬度、碱度扫描研究,表明显示体系中,含盐度、硬度增加会使聚合物溶液的粘度降低。在低含盐度下加入碱会抑制粘度的降低;盐度高时加碱会出现聚合物絮凝现象。生物聚合物对盐和硬度不敏感,只有在10,000mg-1CaCl2时,加入碱才使粘度下降,发生沉淀和絮凝。

4低碱浓度时,各种组合随硬度增加其粘度损失基本不变,碱浓度

高时,随硬度增加在趋势上呈现一些差别,可能是碱起到保护聚合物的作用。原硅酸钠抗硬离子能力最强,其次是硅酸钠,再次是氢氧化钠。

3.岩芯驱替实验

把聚合物和碱组合的段塞,其流度得到很好的控制,否则会象碱驱出现指进现象。

使用Cyanatrol聚丙烯酰胺时,碱驱之后用聚合物驱的采收率,高于聚合物驱后用碱驱的采收率。这可能是由于碱与原油作用,生产少量的天然表面活性剂,有利于降低残余油的界面张力,便于其启动。碱、聚合物混合驱,对于酸值高的原油,其采收率明显提高。

使用生物聚合物,若添加煤油的办法降低原油粘度,碱驱效率明显提高。

以上说明聚合物和碱两组发混合用具有协同效应,聚合物可提供驱油段塞需要的流度,而碱又可以保护聚合物而维持其粘度。若在上述体系加入表面活性剂,使驱油段塞的界面张力大幅度降低,其驱油效率显著提高。总之,须精心设计段塞的组成,既要从降低界面张力和提高粘度的作用,又要考虑碱的损耗和段塞组成的色谱分离。

2.相态特性

在三元复合驱中,由于表面活性剂浓度较低(一般1%左右),当三元复合体系的水溶液和朱油混合时,往往是形成乳状和剩余水相,或者与剩余油相达到平衡,有时也出现三相。

French[39]等人在前人工作基础上,对其三相态提出下列判断标准。

乳化等级标准

0未见乳化

1中相黑色乳状液

2中相为棕色乳状,在搅劝下,变为黑

3中相为棕色乳状液,在搅动下也为棕

色。

4中相为棕色乳状液,在乳状液中含有

90%的原油。

乳化等级越高,相应的界面活性越高和越接近最佳状态。

3.粘度特性

1)一般情况,聚合物溶液在低剪切速率下呈牛顿特性[40];在高剪切速度下呈幂律特点。聚合物质粘度是温度的复杂函数。因为溶液粘度随溶液温度升高而降低,然而对于聚丙烯酰胺来说,其水解度也会随温度升高而增大,聚合物链上负电荷增多,则静电排斥作用会使其粘度增大。

2)在一定剪切速率下,聚合物溶液的表观粘度随盐的浓度增加而减小,从牛顿流体向剪切变稀过渡,其临界剪切速率则随盐浓度的增加而增加。这是由于电荷屏蔽效应改变了聚合物分子链的卷曲程度,水力学半径变小,链的缠绕度降低,致使聚合物溶液粘度降低。同时导致临界剪切速率增加。

3)只有当阳离子电解质浓度低于4%时,才反映粘度剪切速度的变化。浓度大时,粘度变化不大,反映不敏感。这是由于阳离子对粘度降低影响更大。高价阳离子效果更显著。高正电荷的离子可以更有效地屏蔽聚合物链上的负电荷,以较低盐浓度使聚合物链卷曲,其粘度降到最低,再加盐则影响就不在。对于每个给定的聚合物浓度时,其幂律指数随浓度呈指数关系变化。

4)碱对于聚合物溶液粘度的影响较复杂。一方面,碱本身是电解质,为聚合物溶液起到压缩双电层作用,起到降低降合物溶液粘度。另一方面,碱对于聚合物链上的水解作用,使聚合物链上羧酸盐基团数增加,导致静电斥力增大,链尺寸增加,从而提高了聚合物的粘度。一般在低NaOH浓度下,可观察到由于聚合物水解引起的粘度增大。而在较高NaOH浓度下,电荷屏蔽作用会抵消水解作用粘度的影响,其表观粘度几乎不变。碱型不同影响粘度程度不同的变化。

4.界面张力和波及系数

实验表明,[42]当碱浓度一定时,油/水界面张力随盐度增加而降低。但当盐度达一定值时,界面张力值一般不再变化。对于某一特定的盐浓度,碱增加会导致油/水界面张力的降低。也就是说,高pH值的表面活性剂/碱混合溶液会使界面张力值降得更低。

一般认为界面张力低于0,2mN、m-1启动油藏中毛细管孔隙中的大多数原油,如果低于0.001mN、-1,则可有效地驱替原油。实际上影响油水间界面张力的因素很多,诸如表面活性剂的种类、浓度、分子量,盐浓度及碱性添加剂的存在等。

盐度往往对保持油/水界面两侧的离子环境很重要,它影响表面活性剂的分配。若原油酸值不高的原油,影响不大。

界面张力的测定对于初步筛选、确定最佳盐度和最适宜的表面活性剂以及碱的浓度都有意义,它可减少驱油试验的次数。

在表面活性剂溶液中加入碱剂,可以提高井网驱替的横向和纵向波及效率,并降低表面活性剂在地层中的滞留,提高采收率[43-46]。某些碱剂不可以降低原油采出之后高渗透层的渗透率,改善多种渗透率不连通层的开采情况。加入的碱阴离子可与溶液中多价金属离子反应生成胶状颗粒或沉淀,也可以与岩石和粘土表面活性剂氧化点上的离子反应,被捕集在粘土或岩石表面上的多价金属离子,将不会流动和堵塞下游孔道,另外它能减缓离子交换过程,使表面对表面活性剂分子的吸引力降低。

五、展望

由于三次采汪技术的复杂性,以及油价和表面活性剂用量等问题,大大影响三次采油技术的推广。但应当看到三次采油的巨大潜力和广阔的应用前景。一要从降低成本,继续进行廉价高效的表面活性剂的研制和开发,开拓新的高效、价廉、低耗的复合驱体系。例如工业上的废液,下脚料均可作为复合驱的表面活性剂,变废为宝,还可解决环境污染问题。二是从驱油机理上进一步深入研究。三元复合驱的驱油机理更加复杂。可利用近代化测试手段,数学模拟等方法,深入研究各种物理化学技术的驱油机理。这样我们才能进一步完善三次采油技术,提高采收率。

目前,我国十分重视三次采油技术的研究和试验、‘七五’‘八五’期间,各大油田、许多大学的研究所都承担了三次采油国家攻关的有关课题。十几年的努力,从总体来看,我国在三次采油技术方面,达到了世界先进水平,这将在日后石油三次开采中奠定了基础。(参考文献略)

附录 各国提高采收率驱油体系中所用的表面活性剂

来源驱油形式表面活性剂配方备注

GB 2136855(1983胶束段塞110~20℃的烯烃磺酸盐

其中含有1/5的二磺酸盐

用于盐度范围

GB 2174438(1985胶束段塞R1-CH(OR

2

)-(CH2)-n SO3X

n=0~5;X.碱金属 R1,R2~12碳烷基

JP 58062286 (1981)胶束段塞1α-烯烃(15~20个碳)磺酸盐对高稠油有效 22-乙基已醇

JP 58160491 (1982)微乳液1聚氧乙烯烷基醚

R2- -O-(CH2CH2O)4~8-H

R2 10~4个碳烃基

2二甘醇甲基醚

US 4316809 (1979)胶束1石油磺酸钠

2烷基硫化醇

低含盐量储油

US 4502540 (1983)胶束1两性表面活性剂

R1(R2)R3NSO3Na,R1=12C

R2,R3都是低烷基

25~10的醇

高含盐量储油

CN 8510624 (1985)微乳液1烷基苯磺酸盐

2乙氧基化醇

美UOP公司1979溶致液晶2原油

3盐水

5%

5~10%

DE3208208 1982微乳液1羧基甲基氧乙基表面活性剂

R-(OCH2CH2)3-OCH2-COOM

其中M为Na或

NH4,R-12C~14C

DC 3025387 1980微乳液1三甲铵乙内酯

2环烷酸聚氧乙烯醚(2000左右)

EP 80855 1981微乳液1烷基聚氧乙烯单糖科生物(半乳糖、甘露糖)

2山梨糖醇衍生物

EP 264867

1986

微乳液苯乙烯芳氧基醚磺酸盐

EP 293912 1987微乳液磺化甜菜碱(利用环烷酸氨基酸制备)

EP279686

1989

微乳液烷氧基烷基酚磺酸盐

GB 2168095 1984微乳液RO-(C

3

H6O)x R1SO3-M

R=10~20R1=1~5x=15~20

SU 1161696 1984微乳液1烷基磺酸盐65% 1000m3

2烷基酚磺酸盐25% 油层

3聚乙二醇二叔丁基苯酚醚10%

可采1500~现场使用的驱油体系

配方,为上述 2000吨石油混合

物的1%和5~20HCl%水溶液。

US 4561501 1983微乳液1带支链羧酸钠5% 化学驱油采

收率

2戊醇 4~5% 收率为72% 形成

上相微乳液作为驱油体系。

US 4739040 1986木屑和水体系,在200℃ 100磅/英寸2压力下,用CO或H2将木质素

US 4787454 1987微乳液通过烷基化、磺化为表面活性剂配制相应的微乳液。

US 4836281微乳液羟基苯磺酸盐

SPE 21027 1991AS驱10.1%Petrostep B-100(58.7%活性物)

20.34mol[Na2CO3/NaOH(1:1)]

SEP/DOF 20238 1990ASP10.095M Na

2

HCO3

20.095M Na2CO3

30.3% 生物聚合物(黄原胶)

40.1% 石油磺酸盐

SPE 1753810.8% Na

2

CO3

20.1%石油磺酸盐(ptrostep B-

100)

30.105%PAM(Pusher-700)

SPE/DOF20224 1990ASP12% Na

2

CO3

20.4% 石油磺酸盐(ptrostep

B-100)η=45.3%

30.5%STPP(三聚磷酸钠) 40.12% PAM (Pusher 700E)

SPE 13575 1985ASP12% 石油磺酸盐(Exxom 914-221)

2硅酸钠(SiO2:Na2O=3.2:1

mol:mol) η=60%

孤东油田1993ASP(三个

配方)

1)1%

(Na2CO3+NaHCO31:1)+0.3%ween-

80+0.1% 3530S

2)1.5%Na2CO3+0.2%OP-10-

0.2%CY-1(石油磺酸钠)(三个配

方)0.1530S(聚丙烯酰胺)

3)0.7%

(Na2CO3+Na2CO31:1)+0.5%SDC-3

(天然羧酸盐)+0.15305

克拉玛依油田1993ASP11.4% Na

2

CO3

20.1%多聚磷酸钠

30.3%KPS-C-J2(石没磺酸盐)

40.18 MO-3000H-SF(聚丙烯酰

胺)

大庆油田1994ASP10.3%B-100(石油磺酸盐,美国产品)

21.25% Na2CO3

30.12% 1275 A(聚丙烯酰胺,日

本产品)

ASP石油羧酸盐0.25%石油羧酸盐

(9301)

ASP天然

羧酸盐

2% NaOH

0.10%聚丙烯酰胺

1.2% [Na2CO3+NaHCO31:1]

0.6% SDC-5(天然羧酸盐)

0.5% 植物胶

《采油工程原理与设计》复习思考题与习题答案

采油工程作业计划第1章:1.1;1.3;1.5;1.6;1.9 第2章:2.1;2.5;2.7 第3章:3.1;3.6;3.7;3.8 第5章:5.1;5.2 第6章:6.2;6.8 第7章:7.1;7.2 采油工程作业答案题1.1 解: 由上表数据做IPR曲线如下图1-1(a): 图1-1(a) 由IPR曲线可以看出,该IPR曲线符合线性规律,令该直线函数为b = KQ P+

则由给定的测试数据得: 98.154 52.1237.1491.1611.20=+++=p 1.454 4 .621.535.404.24=+++= q 2 2222 )98.1552.12()98.1537.14()98.1591.16()98.1511.20()(-+-+-+-=-=∑p P S wfi qq 4855.32=qq S 427 .162)1.454.62()98.1552.12()1.451.53()98.1537.14()1.455.40()98.1591.16()1.454.24()98.1511.20()()(0-=-?-+-?-+ -?-+-?-=--=∑q Q p P S i wfi pq 2.0427 .1624855 .32-=-= = pq qq S S K 25=-=q K p b 所以252.0+-=Q P )./(81.5860 1000 5)./(52.0113MPa d m MPa d t K J =?==--=-= 25|0===Q r P P (MPa) 油井位于矩形泻油面积中心,矩形长宽比为2:1,井径0.1米,由此可得: 14171 .045000 668.0668.02 1 =?== w r A X 由) 4 3 (ln 2000s X B ha k J +-= μπ可得 a s X B J h k πμ2)43 (ln 000+- = 0μ=4mPa.s ,0B =1.2,a =86.4,s =2,代入上式可得: m m h k .437.020μ= 注:本题也可以在坐标纸上根据测试数据通过描点绘制IPR 曲线(直线),

采油一区计量站流程图

油藏经营管理一区1# 计量站工艺流程图 FI 水套炉 干燥器 文101外输干线 文10外输干线 1#计量站外输总阀门 汇管排污 1#计量站副线阀门 来 油 管 线 副线流程外输流程 不加热计量流程 加热计量流程天然气管线 FI 阀门压力表流量计测气仪安全阀图 例 过滤器 Φ800分离器 Φ600分离器

油藏经营管理一区2#计量站工艺流程图 FI 水套炉 Φ1200分离器 Φ800分离器 2#计量站外输阀门 汇管排污 来 油 管 线 副线流程外输流程 不加热计量流程 加热计量流程天然气管线 FI 阀门压力表流量计测气仪安全阀图 例 过滤器

油藏经营管理一区3# 计量站工艺流程图 图 例 副线流程外输流程天然气管线 阀门压力表安全阀 分离器副 线 干燥器 排污池 放空 来 油 管 线 放空 来 油 管 线 外输阀组 不加热进口阀门 加热进口阀门 加热进口阀门 不加热进口阀门 外输 副线3#、16#站文101外输连通 水套炉 安全阀 大盘管进口 直通 大盘管出口 排污池

FI Φ800 分离器 17#计量站外输阀门 17#计量站外输总阀门 17#计量站副线阀门 汇管排污 油藏经营管理一区17#计量站工艺流程图 来 油 管 线 副线流程外输流程 不加热计量流程 加热计量流程天然气管线 FI 阀门压力表流量计测气仪安全阀图 例 过滤器

FI 水套炉 20#计量站回水连通阀门 20#计量站外输总阀门 20#计量站副线阀门 汇管排污 油藏经营管理一区20#计量站工艺流程图 来 油 管 线 来 油 管 线 副线流程外输流程 不加热计量流程 加热计量流程天然气管线 FI 阀门压力表流量计测气仪安全阀图 例 过滤器 Φ800分离器 Φ800分离器

采油工程

《采油工程原理与设计》试卷 一、填空题:(每题1分,共30分) 1、试油资料包括、压力数据、和温度数据。 2、是油田开发总体建设方案实施的核心,是实现方案目标的重要。 3、采油工程配套工艺包括解堵工艺措施、、防蜡工艺方案、油井堵水工艺方案、等。 4、油气层敏感性评价实验有、水敏、盐敏、、酸敏评价实验,以及钻井液、完井液、压裂液损害评价实验等。 5、完井工程和完井对油井生产能否达到预期指标和油田开发的经济效益,又决定性的影响。 6、防砂管柱的设计包括缝隙尺寸设计、、筛管长度设计、、光管的设计和扶正器设计。 7、碳酸盐岩油层的酸化常用的酸有、、多组分酸、乳化酸、稠化酸、泡沫酸和土酸。 8、酸处理效果与许多因素有关,诸如、选用适宜的酸化技术、及施工质量等。 9、压裂液类型有、、泡沫压裂液等。 10、双液法可使用的堵剂有、凝胶型堵剂、、胶体分散体型堵剂。 11、按实测井口压力绘制的,不仅反映油层情况,而且还 与井下配水工具的有关。 12、注水井调剖封堵高渗透层的方法有和。 13、分层吸水能力可用、、视吸水指数等指标表示,还可以用相对吸水量来表示。 14、水力活塞泵井下机组主要是由液马达、和三个部分组成。 15、当潜油离心泵的所需功率确定后,选择电机功率时,还应考虑和的机械损耗功率。 二、名词解释:(每题4分,共24 分) 1、示踪剂: 2、注水井调剖: 3、泡沫流体: 4、抽汲 5、替喷法: 6、酸敏性: 三、简答题:(每题6分,共36分)。 1、Vogel方法对油气两相的流入动态曲线的计算时的假设要求是什么? 2、气举法排液的方式有哪几种? 3、采油工程方案编制的要求是什么? 4、采油工程方案的基本内容有哪些? 5、射孔液选择的要求是什么? 6、PKN模型的基本假设是什么? 四、计算题:(10分) 某注水井分三个层段注水,已测得层段指示曲线。正常注水井口压力为8.5MPa,目前全井注水量为230m3/d,三个层段目前的日注水量的分配如下:层段 1 2 3 4 注水量/(m3.d-1) 88 51 81.5 220.5 ㎡相对注水量/% 39.9 23.1 37.0 100 试求每段层的注水量。

工程流体力学

《工程流体力学》课程标准 课程名称:工程流体力学 适用专业:石油工程技术 计划学时:64 一、课程性质 《工程流体力学》课程是石油工程技术专业的一门有特色的必修专业基础课程,也是一门知识性、技能性和实践性要求很强的课程。流体力学课程是学生理解掌握现代化石油勘探、设计、运行与管理的知识基础,也是学生继续深造及将来从事研究工作的重要工具,为今后的专业学习和工作实践奠定基础。本课程是石油工程技术专业一门必修的专业基础课程,具有较强的实际应用性,在学生职业能力培养和职业素质养成两个方面起支撑和促进作用。 二、培养目标 《工程流体力学》课程立足于高职院校的人才培养目标,培养拥护党的基本路线,适应社会主义市场经济需要,德、智、体、美全面发展,面向石油工业生产、管理和服务第一线,牢固掌握石化职业岗位(群)所需的基础理论知识和专业知识,重点掌握从事石化领域实际工作的基本能力利基本技能,具有良好的职业道德、创业精神和健全体魄的高等技术应用型专门人才。 按照职业岗位标准和工作内容的要求,通过对本课程的学习,使学生掌握化学分析中、高级工的应知理论、应会技能和必备的职业素养。成为满足石化企业分析检验岗位对所需人才知识、能力、素质要求的高技能人才。 通过项目导向,教学探究型的教学,加强学生实践技能的培养,培养学生的综合职业能力和职业素养、独立学习及获取新知识、新技能、新方法的能力和与人交往、沟通及合作等方面的态度和能力。 通过本课程的实践教学,使学生毕业后可胜任流体力学学科或相邻学科的教学、科研、技术开发与维护工作,能够解决能源化工等工程中遇到的流体力学问题,从而实现本专业的培养目标。 2.1知识目标

采油工程理论试题(技术员)-B

2010年度采油工程技术员组竞赛试题 (第一赛段基础知识B卷) 一、填空题(每空0.5分,共20分) 1、稠油是指地层粘度大于 50mPa.s 、20℃时相对密度大于0.920的原油;高凝油是指凝固点在 40℃以上的原油。 2、某抽油井产量逐渐下降,经多次测试,泵的沉没度500米左右变化不大,示功 图饱满正常,抽油机负荷,井口压力,含水比都正常,分析原因是油管漏失而引起的。 3、举出说明钻井液的两个作用:携带岩屑、冷却与润滑钻头、冲洗井底等。 4、代号为Y211-114的封隔器,其分隔件为压缩式,支撑方式为单向卡瓦,坐封方式为提放管柱,解封方式为提放管柱,钢体最大外径为114mm。 5、作为储油层必须具备两个基本条件:一是必须有一定的储集空间,二是岩石孔隙之间必须具有一定的连通性。 6、游梁式抽油机通常采用三轴二级减速方式,抽油机曲柄键安装在减速箱的输出轴上,抽油机最常用的平衡方式是曲柄平衡。 7、油田注水开发过程中三大矛盾是:层内矛盾、层间矛盾、平面矛盾。 8、爆炸分化学反应爆炸和物理爆炸两大类。 9、在聚合物驱油中应优先选择五点法井网,该井网注采井数比为1:1。 10、常用的井筒降粘技术主要包括热力降粘、化学降粘。 11、常见的化学驱的方式有聚合物驱、碱驱、表面活性剂驱和复 合驱 . 12、油井化学堵水就是在地面向出水层位注入化学堵剂,利用其发生的物理、化学反应及堵剂与油层发生的物理、化学反应的产物封堵出水层位的方法。 13、一般认为,表面活性剂驱中,驱油剂和原油的界面张力越低,驱油剂的洗油效率越高。 14、油田水处理常用到的药剂有除油剂、絮凝剂、防垢剂、缓蚀剂以及杀菌剂等。 15、注汽井井下高温四参数测试主要是指井下注入蒸汽的温度、压力、流量、干度等。 16、压裂形成的裂缝有两类:水平裂缝和垂直裂缝。 二、选择题(每题1分,共25分) 1.采油井动态资料有:产能资料,压力资料,( C )。 (A)油、气、水物性资料,水淹资料 (B)水淹资料,井下作业资料 (C)油、气、水物性资料,水淹资料,井下作业资料 (D)油、气、水物性资料,井下作业资料 2.油井基本资料有射开层位、( D )、上下油层与邻井的连通情况、储量、层系划分、井下技术状况等。 (A)各层的厚度(B)各层的厚度、孔隙度 (C)渗透率、孔隙度(D)各层的厚度、渗透率

采油工艺流程图及各分工艺流程图(精)

管理控制 技术要领 井口憋压 单量(单量车单量 1、从井口考克泄完压力,排完残液; 2、倒好正确流程;连接好单量输油管线,丝扣不斜,对接严实,不刺不漏; 3、检查电缆是否完好无损; 4、启动离心泵时是否顺时针转动; 5、检查液位计和温度计显示是否有效; 6、准确记录单量时间和流量计底数; 7、检查加温口温度是否正常; 8、单量过程中记准瞬时流量。 1、单量前检查单量设备; 2、防止电路或液位计等出现故障而发生溢流等事故; 3、电路故障必须由专业电工维修; 4、抽油机开抽1小时后计单量数量,单量时间段必须百分之百准确,单量计算数据准确无误; 5、各单井每月定期至少完成3次以上的单量; 6、做好单量详细记录。

1、蹩压过程中应严格控制井口压力; 2、不正常井,根据情况加密憋压次数; 3、如果上冲程时油压增高而下冲程时油压稍稳定,或略有下降,说明泵工作正常,油管无渗漏; 4、如果蹩压开始时压力上升快,而后缓慢上升、待十多分钟(或更长后压力又 上升,甚至达到1兆帕以上时,说明油井是间歇出油: 5、如果油压开始上升缓慢,经十多分钟时间油压的数值仍然上升,甚至又回降,则说明油管漏失,油管上部漏失的功图宽于油管下部漏失的功图 6、有详细的憋压记录(憋压日期、憋压时间、憋压井号、憋压结果; 管理控制 1、憋压时选用合适的压力表,并经校验合格; 2、采油树各部位不渗不漏,阀门灵活好用; 3、憋压时间不少于10min ; 4、拆装压力表时操作要缓慢、平稳; 5、憋压压力的下限值应高于本井组回压,最高值控制在高于本井组回压2Mpa 以内; 6、憋压值不得超过压力表量程的2/3; 7、读压力值时,眼睛、指针、刻度成一条垂直于表盘的直线。 日常工作单井 录取抽油机井口油、套压

采油工程综合复习资料全

采油工程综合复习资料 一.名词解释 1.油井流入动态:指油井产量与井底流压的关系。表示油藏向该井供油的能力。 2.吸水指数:单位压差下的日注水量。 3.蜡的初始结晶温度:由于温度降低油气井开始结蜡时所对应的井底温度。 4.气举采油法:利用从地面注入高压气体将井原油举升到地面的一种人工采油方法。 5.等值扭矩:就是用一个不变化的固定扭矩代替变化的实际扭矩,两种扭矩下电动机的发热 条件相同,此固定扭矩即为实际变化的扭矩的等值扭矩。 6.气液滑脱现象:在气液两相流动中,由于气液密度差,产生气体流速超过液体流速的现 象。 7.扭矩因素:对扭矩的各种影响因素。 8.配注误差:配注误差等于实际注水量与设计配注量之差同设计配注量比值的百分数. 9.填砂裂缝的导流能力:流体通过裂缝的流动能力。 10.气举启动压力:在气举采油过程中,压缩机所对应的最大功率。 11.采油指数:单位生产压差下的产量。 12.注水指示曲线:表示注入压力与注入量的关系曲线。 13.冲程损失:抽油杆因弹性变性而引起的变化量。 14.余隙比:泵为充满的体积与整个泵体积之比。 15.流动效率:油井的理想生产压差与实际生产压差之比。 16.酸的有效作用距离:酸液由活性酸变为残酸之前所流经裂缝的距离。 17.面容比:表面积与体积的比值。 二:填空题 1.自喷井井筒气液两相管流过程中可能出现的流型有(纯油流),(泡流),(段塞流),(环流),(雾流)。 2.气举采油法根据其供液方式的不同分为(自喷)和(人工举升)两种类型。 3.表皮系数S与流动效率FE的关系判断:S>0时,FE(<)1;S=0时,FE(=)1;S<0时,FE(>)0 4.抽油机型号CYJ3-1.2-7HB中,“3”代表(悬点载荷30KN),“1.2”代表(最大冲程长度1.2米),“7”代表(减速箱额定扭矩7KN.M)和“B”代表(曲柄平衡)。 5.常规有杆抽油泵的组成包括(工作筒)(活塞)(阀)三部分。 6.我国研究地层分层吸水能力的方法主要有两大类,一类是(早期注水),另一类是(注水井调剖)。 7.影响酸岩福相反应速度的因素有(面容比)(流速)(酸液类型)(盐酸质量分数)(温度)。8.为了获得更好的压裂效果对支撑剂的性能要求包括(粒度均匀密度小)(强度大)(破碎率小)(圆度和球度高)(杂质含量少)。 9.测量动液面深度的仪器为(回声仪),测量抽油机井地面示功图的仪器为(示功仪)10.目前常用的防砂方法主要有(冲砂)和(捞砂)两大类。 11.根据压裂过程中作用不同,压裂液可分为(前置液)(携砂液)(顶替液)。12.抽油机悬点所承受的动载荷包括(惯性载荷)(振动载荷)和摩擦载荷。 13.压裂液滤失于地层主要受三种机理的控制:(压裂液粘度)(油藏中岩石和流体的压缩性)(压裂液的造壁性)。 14.自喷井生产过程中,原油由地层流至地面分离器一般要经过四个基本流动过程是(油层中的渗流)(井筒中的流动)(嘴流)(地面上的管流)。 15.目前常用的采油方式包括(自喷采油)(气举采油)(电潜泵采油)(水利活塞泵采油)(水利射流泵采油)。 16.常规注入水水质处理措施包括(沉淀)(过滤)(杀菌)(脱氧)(暴晒)。 17.根据化学剂对油层和水层的堵塞作用而实施的化学堵水课分为(非选择性堵水)和

采油工程原理与设计复习思考题与习题答案

采油工程作业计划 第1章:;;;; 第2章:;; 第3章:;;; 第5章:; 第6章:; 第7章:; 采油工程作业答案 题 解: 由上表数据做IPR 曲线如下图1-1(a): 图1-1(a) 由IPR 曲线可以看出,该IPR 曲线符合线性规律, 令该直线函数为b KQ P += 则由给定的测试数据得: 98.154 52 .1237.1491.1611.20=+++= p 1.454 4 .621.535.404.24=+++= q 2 2222 )98.1552.12()98.1537.14()98.1591.16()98.1511.20()(-+-+-+-=-=∑p P S wfi qq 4855.32=qq S

427 .162)1.454.62()98.1552.12()1.451.53()98.1537.14()1.455.40()98.1591.16()1.454.24()98.1511.20()()(0-=-?-+-?-+ -?-+-?-=--=∑q Q p P S i wfi pq 2.0427 .1624855 .32-=-= = pq qq S S K 25=-=q K p b 所以252.0+-=Q P )./(81.5860 10005)./(52.0113MPa d m MPa d t K J =?==--=- = 25|0===Q r P P (MPa) 油井位于矩形泻油面积中心,矩形长宽比为2:1,井径0.1米,由此可得: 14171 .045000 668.0668.02 1 =?== w r A X 由) 4 3(ln 2000s X B ha k J +-= μπ可得 a s X B J h k πμ2)43 (ln 000+- = 0μ=,0B =,a =,s =2,代入上式可得: m m h k .437.020μ= 注:本题也可以在坐标纸上根据测试数据通过描点绘制IPR 曲线(直线),根据直线斜率的负倒数等于J 求得采油指数,如图1-1(b )。 图1-1(b) 题 解:由Vogel 方程得:

《采油工艺技术》课程标准

《采油工艺技术》课程标准 课程名称: 采油工艺技术 适用专业: 三年制高职油气开采技术专业 建议学时: 1 课程定位与设计思路 1.1 课程定位 本课程是石油工程专业的一门专业核心课,注重理论教学与工程实践应用紧密结合。在学习本课程之前,应具备工程图的识读与绘制、电工维修、石油地质基础、流体流动规律、油层物理等基础知识和基本技能。其任务是使学生掌握油气开采中各项工程技术措施的基本原理、工程设计方法及实施技术,了解采油工程新技术及发展动向,掌握油气开采过程中油水井操作、管理和作业施工的主要工艺技术和设备、工具的操作和使用,同时和其他协作部门配合,解释采油井在生产过程中及注入井在注入过程中所出现的异常情况,对油水井的生产动态进行分析、预测和判断,控制油井含水过快上升,减少油田开采过程中出现的层间矛盾、层内矛盾和平面矛盾,以最大限度地提高油田的开发效率及其经济效益,同时避免油水井在生产过程中故障或事故的发生,为适应采油工艺和技术的发展,合理的开发好油田打下基础。 1.2 设计思路 经过新疆克拉玛依油田和塔里木油田等各大油田现场调研,针对学生今后的工作岗位和生产实际需要,同时为适应采油技术、工艺、设备的发展需要,以采油工职业岗位需求为出发点,以油水井生产过程为导向,以项目和任务为主要载体,参照采油工职业资格标准,分析采油工艺技术的行动领域,对采油工艺技术的学习情境和实习实训环节进行课程整体设计,实现理论与实践的一体化。 本课程的的教学内容主要分为三大块:自喷井的生产与管理(含气举采油基础知识);抽油机的相关知识;注水;压裂和酸化等增产措施;防砂、水、蜡。 2 工作任务与课程目标 2.1 工作任务 本课程主要为采油工岗位服务,所以开展教学活动的场所是采油实训基地、采油实训室、仿真模拟室和多媒体教室。 实施教学的场所必须配备以下硬件设备: 电脑及多媒体投影设备、自喷井井口设备实物、有杆泵采油井井口设备实物、计量站及其相应的设备实物、水套炉等设备实物、井场流程图和计量站流程图。

采油工程期末考试复习资料

名词解释 1油井流入动态:油井产量与井底流动压力的关系,它反映了油藏向该井供油的能力。 2滑脱损失:由于油井井筒流体间密度差异,在混合物向上流动过程中,小密度流体流速大于大密度流体流速,引起的小密度流体超越大密度流体上升而引起的压力损失。 3气举启动压力:气举井启动过程中,当环形空间内的液面将最终达到管鞋处时的井口注入压力。 4扭矩因数:悬点载荷在曲柄轴上造成的扭矩与悬点载荷的比值。 5速敏:在流体与地层无任何物理化学作用的前提下,当液体在地层中流动时,会引起颗粒运移并堵塞孔隙和喉道,引起地层渗透率下降的现象。 6基质酸化:在低于岩石破裂压力下将酸注入地层,依靠酸液的溶蚀作用恢复或提高井筒附近油层渗透性的工艺。 7吸水剖面:一定注入压力下各层段的吸水量的分布。 8填砂裂缝的导流能力:油层条件下填砂裂缝渗透率与裂缝宽度的乘积。 9酸压裂缝的有效长度:酸压过程中,由于裂缝壁面被酸不均匀溶蚀,施工结束后仍具有相当导流能力的裂缝长度。 10蜡的初始结晶温度:当温度降到某一数值时,原油中溶解的蜡开始析出时的温度。 11:采油指数:是指单位压差下的油井产量,反映了油层性质、流体物性、完井条件及泄油面积等与产量的关系。 12气举采油:是指人为地从地面将高压气体注入停喷的油井中,以降低举升管中的流压梯度,利用气体的能量举升液体的人工举升方法。 13吸水指数:表示注水井在单位井底压差下的日注水量。 14沉没度:泵下入动液面以下深度位置。 15原油的密闭集输:在原油的集输过程中,原油所经过的整个系统都是密闭的,既不与大气接触。 16滤失系数:压裂液在每一分钟内通过裂缝壁面1m^3面积的滤失量, 17滑脱现象:气液混流时,由于气相密度明显小于液相密度,在上升流动中,轻质气相其运动速度会快于重质液相,这种由于两相间物性差异所产生的气相超越液相流动。 18酸液有效作用距离:当酸液浓度降低到一定程度后(一般为初始浓度的10%),酸液变为残酸,酸液由活性酸变为残酸之前所流经裂缝的距离。 19破裂压力梯度:地层破裂压力与地层深度的比值。************************* 7分析常规有杆泵生产过程中抽油杆柱下端受压的主要原因。 答:(1)柱塞与泵筒的摩擦力;(2)抽油杆下端处流体的压强产生的作用力;(3)流体通过游动阀孔产生的阻力;(4)抽油杆柱与井筒流体的摩擦力;(5)抽油杆柱与油管间的摩擦力;(6)抽油杆柱和井筒流体的惯性力和振动力等。 8作出自喷井油层-油管-油嘴三种流动的协调曲线,并说明各曲线的名称,标出该油井生产时的协调点及地层渗流和油管中多相管流造成的压力损失。 答:自喷井油层-油管-油嘴三种流动的协调曲线: 曲线A:流入动态曲线;表示地层渗流压力损失,为地层静压; 曲线B:满足油嘴临界流动的井口油压与产量关系曲线;表示油管中多相管流造成的压力损失,为井底压力; 曲线C:嘴流特性曲线;表示井口压力。 曲线B与曲线C的交点G为协调点

采油工艺

第二部分采油工艺 一、填空题: 1、有杆泵深抽工艺设计要求采用____________________的 抽汲方式。(长冲程低冲次) 2、八区乌尔禾系抽油系统优化设计以 ____________________的协调为基础,应用__________方法进行有杆抽油系统的设计。(油层—井筒—抽油设备(机—杆—泵)、节点分析) 3、在油井条件一定的情况下,系统效率主要受__________、 __________以及__________三方面的影响。(技术装备、机—杆—泵的设计、管理工作水平) 4、合理选择机抽系统中的抽汲参数,使之在技术上_____、 经济上_____、工艺上_____。(合理、合算、可行) 5、《机抽系统校核与设计软件》主要内容包括原有机抽参数 的校核计算、__________、__________、__________以及__________。(机抽井系统参数优化设计、机抽井故障诊断、机抽井管理、机抽井经济评价) 6、上冲程时,丛式井悬点负荷比竖直井__________,下冲程 时,丛式井悬点负荷比竖直井__________。(大、小)7、丛式井抽油杆柱最明显的特点是____________________, 因此,必须在抽油杆柱上装______。(杆柱与油管摩擦阻力大、扶正器) 24

8、油井调参顺序应采用先_____后_____,地面先_____后 _____,在地面设备允许情况下合理调整__________。(地面、地下、冲程、冲次、地下参数) 9、闭式采油技术不适合气油比__________的井,并不能用测 液仪测抽油井真实__________。(大于350、动液面)10、在有杆抽油过程中,抽油杆和油管的弹性伸缩对活塞冲 程影响的结果是_________________。(活塞冲程小于光杆冲程,造成泵效小于100%) 11、隔水抽油技术成功应用的关键是____。(找准出水层位) 12、微生物采油技术是____________________的技术,包括 __________、__________、__________等多项技术。(利用微生物来提高原油采收率、微生物单井吞吐、微生物驱油、清蜡降粘) 13、我厂近几年试验使用的电加热采油工艺技术有 __________、__________、__________三种。(GPS井下电磁加热器采油技术、空心杆电加热采油技术、油管电加热装置采油技术) 14、玻璃钢杆杆体两端因为用环氧脂粘接剂与钢接头内腔数 级锥面连接,只能承受__________负荷。(拉伸) 15、玻璃钢杆与普通抽杆相比具有________、________、 ________等特点。(质量轻、弹性好、耐腐蚀) 16、玻璃钢杆较低的__________为井下柱塞超冲程的实现提 供了可能。(弹性模量) 25

《采油工程原理与设计》复习思考题与习题答案

采油工程作业计划 第1章:1.1;1.3;1.5;1.6;1.9 第2章:2.1;2.5;2.7 第3章:3.1;3.6;3.7;3.8 第5章:5.1;5.2 第6章:6.2;6.8 第7章:7.1;7.2 采油工程作业答案 题1.1 解: Pwf(MPa)20.11 16.91 14.37 12.52 Q0(t/d)24.4 40.5 53.1 62.4 由上表数据做IPR曲线如下图1-1(a): 图1-1(a) 由IPR曲线可以看出,该IPR曲线符合线性规律, 令该直线函数为b = KQ P+

则由给定的测试数据得: 98.154 52.1237.1491.1611.20=+++=p 1.454 4 .621.535.404.24=+++= q 2 2222 )98.1552.12()98.1537.14()98.1591.16()98.1511.20()(-+-+-+-=-=∑p P S wfi qq 4855.32=qq S 427 .162)1.454.62()98.1552.12()1.451.53()98.1537.14()1.455.40()98.1591.16()1.454.24()98.1511.20()()(0-=-?-+-?-+ -?-+-?-=--=∑q Q p P S i wfi pq 2.0427 .1624855 .32-=-= = pq qq S S K 25=-=q K p b 所以252.0+-=Q P )./(81.5860 10005)./(52.0113MPa d m MPa d t K J =?==--=-= 25|0===Q r P P (MPa) 油井位于矩形泻油面积中心,矩形长宽比为2:1,井径0.1米,由此可得: 14171 .045000 668.0668.02 1 =?== w r A X 由) 4 3(ln 2000s X B ha k J +-= μπ可得 a s X B J h k πμ2)43 (ln 000+- = 0μ=4mPa.s ,0B =1.2,a =86.4,s =2,代入上式可得: m m h k .437.020μ= 注:本题也可以在坐标纸上根据测试数据通过描点绘制IPR 曲线(直线),

浅析油气集输工艺流程

浅析油气集输工艺流程 郑伟 长城钻探钻具公司辽宁盘锦124010 【摘要】本文介绍了油气集输的发展历史,通过油气集输方法介绍和对比研究,深入分析各种方式的优缺点,根据各地的不同特点,总结出最适合自己的油气集输方案,在油田的开发中,能够最大化地利用资源,并油田的发展和国家建设提供强有力的能源支持。 【关键词】油气集输工艺采油技术设计原则 1 油气集输地位与历史 油气集输即将各油井生产的原油和天然气进行收集、计量、输送和初加工的全过程的顺序。 1.1 油气集输的地位 当油气的开采价值和地点确定下来,在油田地面上需建设各种生产设施、辅助生产设施和附属设施,以满足油气开采和储运的要求。建设工程量和投资一般占整个地面工程的40%-50%,是整个地面工程的核心和龙头。它能保持油气开采与销售之间的平衡,使原油、天然气、液化石油气、天然汽油产品质量合格。油田所采用的油气集输流程及工程建设规模及总体布局,都会对油田的可靠生产、建设水平、生产效益起到关键性的作用。 1.2 发展历史 油气集输和储运技术随着油气的开发应运而生。早在中国汉代,蜀中人民就采用当地盛产的竹子为原料,去节打通,外用麻布缠绕涂以桐油,连接成“笕”,就是我们现在铺设的输气管线。到了19世纪中叶以后,四川地区的这些管线总长达二三百里,专门从事管道建设的工人就有一万多人。在当时的自流井地区,绵延交织的管线翻越丘陵,穿过沟涧,形成输气网络,使天然气的应用从井的附近延伸到远距离的盐灶,推动了气田的开发,使当时的天然气年产达到7000多万立方米。直到20世纪末期,各油田相继进入高含水采油期,各油田在开采的同时开始注意节能降耗的问题,一批世界先进水平的高效节能油气集输工艺流程相继研发成功,使我国在油气集输方面进入了高效时期。 2 油气集输系统的工作内容与分类: 2.1 油气集输工作步骤 (1)油井计量; (2)集油、集气; (3)将井流分离成原油、天然气、采出水; (4)脱除原油内易挥发成分,使原油饱和蒸汽压等于或低于商品原油规定的标准;将符合商品原油标准的原油储存在矿场原油库中,以调节原油生产和销售间的不平衡; (5)天然气净化,对分离出的天然气进行进一步的脱水,脱酸,脱氢等处理。使其符合商品天然气中含量指标的严格规定; (6)含油污水处理

《采油工程》考试改革课堂考核环节试题第一次采油大作业答案.

第一题 生产初期假设该井可以自喷生产,井筒中的流动可以分为两段。下部分泡点压力以下为纯液流,上端低于泡点压力之后为气液两相流。忽略加速度压力梯度部分。 为了简化计算,大概确定摩阻压力梯度的比例,讲井筒管流分为两部分,纯液流和气液两相流。以第一组数据为例,根据混合液的密度可以得到液柱高600.92m ,气液混合物高度899.08m 。 (1) 纯液柱段摩阻压降和总压降计算: 油藏条件下的原油密度: o a s g oi o R B ρργρ+= 根据油层物理第一章的内容,我们可以得到油藏条件下的溶解气油比 33 25.94/s R m m = 于是可得油藏条件下的原油密度: 3 831.88/oi kg m ρ= 原油析出气体前可忽略压力所引起的密度变化,因此该段原油密度可近似取原始条件下的原油密度。于是该段的平均密度: 3(110%)10%848.7/m oi w kg m ρρρ=-+?= 重力压力梯度: /h m dp dh g ρ=? 原油流速: ()/86400 m o o w w q q B q B =+ 雷诺数: Re m m m Dv N ρμ= 其中粘度为油水的体积加权平均值,原油的粘度根据油层物理学中相关公式得到。 根据雷诺数的大小,所给四组生产条件下的流动皆为水力光滑区。故有: 14 Re 0.3164 f N = 摩擦损失梯度: 2 /2m m f v dp dh f D ρ= (2) 气液共存段摩阻压降及总压降计算: 为简化运算,气液共存段不分段,使用Orkiszewski 方法进行计算。该段平均压力为:(9+0.1)/2=4.505MPa ,按照温度梯度计算中点温度值作为该段平均温度。

抽油机平衡扭矩与功率计算

第三节抽油机平衡、扭矩与功率计算 一、教学目的 掌握抽油机的平衡原理、平衡方式;熟悉机械平衡的计算方法、抽油机平衡的检验方法以及曲柄轴扭矩计算及分析方法;根据电动机的功率计算合理选用电动机。 二、教学重点、难点 教学重点: 1、抽油机平衡的原理及其计算方法; 2、曲柄轴扭矩的计算及分析。 教学难点: 1、扭矩因数的计算; 2、电动机功率的计算及选择。 三、教法说明 课堂讲授并辅助以多媒体课件展示相关的图形和曲线。 四、教学内容 本节主要介绍三个方面的问题: 1.抽油机平衡计算. 2.曲柄轴扭矩计算及分析. 3.电动机的选择和功率计算. (一)抽油机平衡计算 不平衡原因: 上下冲程中悬点载荷不同,造成电动机在上、下冲程中所做的功

不相等。 不平衡造成的后果: ①上冲程中电动机承受着极大的负荷,下冲程中抽油机带着电动机运转,造成功率的浪费,降低电动机的效率和寿命; 1

2、平衡方式 3、平衡计算 1)复合平衡 平衡半径公式: ()cb c c cb b ub cb l r W W R W r b c W X W r b a W W R -+-??? ? ?'+'=2 2)曲柄平衡

ub r b X c a W W W -' +'=)2(1 4、抽油机平衡检验方法 1)测量驴头上、下冲程的时间 平衡条件下上、下冲程所用的时间基本相等。

如果上冲程快,下冲程慢,说明平衡过量。 2)测量上、下冲程中的电流 平衡条件下上、下冲程的电流峰值相等。 如果上冲程的电流峰值大于下冲程的电流峰值,说明平衡不够。 1ψ 图3-23 抽油机几何尺寸与曲销受力图 复合平衡抽油机:φβ α θsin sin sin )](cos ['r W r g a a c W b c P b a M c A b com ---= 曲柄平衡抽油机:φβ α sin sin sin r W r P b a M c cr '-= 游梁平衡抽油机:βα θsin sin )](cos [r g a a c W b c P b a M A b wb --=

采油工艺技术讲座

最新釆油工艺技术交波

汇报提纲 —、采油采气 二、措施三、生产测试四、堵水调剖五、地面工程

采油采气 双作用泵系 为了二次采油井大排量采液及深井生产的需要,美国连续油管公司研发了一种应用双作用泵的人工举升新方法。其应用普通的游梁式抽油机,用连续油管做抽油杆柱,井下泵柱塞做往复运动,抽油机的上下冲程运动都被利用起来从井下举升液体。如图所示,在下冲程时,生产流体经连续油管到达地面。上冲程时,流体经连续油管和生产油管之间的环形空间到达地面。 抽油过程:上冲程时,下腔室充液;泵筒固定凡尔打开; 柱塞游动凡尔关闭;浮动游动凡尔打开;环空固定凡尔关闭; 流体通过浮动游动凡尔被驱到油管和连续油管之间的环形空间。下冲程时,上腔室充液;泵筒固定凡尔关闭;柱塞游动凡尔打开;浮动游动凡尔关闭;环空固定凡尔打开;流体通 E 3 过连续油管由下腔室被驱到地面。

采油采气 抽油过程:上冲程时,下腔室充液;泵筒固定凡尔 打开;柱塞游动凡尔关闭;浮动游动凡尔打开;环空固 定凡尔关闭;流体通过浮动游动凡尔被驱到油管和连续 油管之间的环形空间。下冲程时,上腔室充液;泵筒固 定凡尔关闭;柱塞游动凡尔打开;浮动游动凡尔关闭; 环空固定凡尔打开;流体通过连续油管由下腔室被驱到 地面。 泵的设计为一个柱塞/泵筒结构,具有两套独立的 游动凡尔和两套固定凡尔。由于充分利用泵的上下冲程, 每冲程可以多产液80%,使得该系统成为二次采油井中 电潜泵和螺杆泵的一个有力竞争者。除具备针对二次采 油井的目的外,该系统还可以解决深井中与油杆柱有关 的问题,在相同的产量下,可使用小直径柱塞,这样就 减小了流体重量作用在杆柱上的应力。 双作用泵系 Upstroke CT Tubing Ports 0 TV valves ◎ STD valves ? Plunger 0 Barrel □□crn Downstroke

采油工程

采油的基本任务就是在经济条件许可的情况下,最大限度地把原油从地层中采到地面上来。采油方法通常是指将流到井底的原油采到地面上所采用的方法。常规的采油方法:自喷采油法,深井泵采油法,气举采油法。自喷采油法:如果油层具有的能量足以把油从油层驱至井底,并从井底把油举出井口,这种依靠油层自然能量采油的方法称为自喷采油法,这种井称为自喷井。动力来源于油层压力。是最经济、最简单的采油方法,可以节省大量的动力设备和维修管理费用。一般自喷井井口流程有以下的作用:(1)控制和调节油井的产量; (2)录取油井的动态资料,如记录油、套压,计量油、气产量,井口取样等;(3)对油井产物和井口设备进行加热保温。 井口装置是井口流程的主要设备之一。它一般由套管头、油管头和采油树三部分组成。节流阀其作用是控制自喷井的产量,有可调式节流阀(针形阀)和固定式节流阀(油嘴)两种。一般采气树上装可调式节流阀,采油树上装固定节流阀(油嘴)。常用的卡扣式油嘴。 根据油井生产过程中,油气的流动主要有四个流动过程:1 油层到井底的流动—油层中的渗流;2 从井底到井口的流动—井筒中的流动(井筒多相管流);3原油到井口后,通过油嘴的流动——嘴流。4 从井口到分离器—在地面管线中的水平或倾斜管流。 (1)四种流动过程同处于一个动力系统中 既遵循自身特有的流动规律,又相互联系,又相互制约关系;联系:从各流动过程的压力概念及实质讲。制约:一点的压力变化,会引起各处的压力变化。 例:从油层流到井底的剩余压力称为井底压力(或井底流动压力,简称流压)。把油气推举到井口后剩余的压力称为井口油管压力(简称油压)。 提问:如何改变自喷井的工作制度?什么叫生产压差?如何改变它? 压力的损失:是指某一流动过程中,克服其中沿程阻力损失,而使其压力下降值。 总压降:流体从油层流至分离器总压力损失。 ①地层渗流:单相流动:多相渗流:压力的损失:占总压降的10%~15%。动力:油层压力(或气体的膨胀能);阻力:渗流阻力; 提问:为何在油井生产管理中尽量控制井底压力实现在油层中为单相流动? ②油井垂直管流:单相流动:当井口油压高于饱和压力时(很少);多相渗流:?当井口油压低于饱和压力时。压力损失占总压降的30%~80%。动力:井底流压和气体的膨胀能。阻力:(含重力损失、摩擦损失和滑脱损失)③嘴流: 油气通过油嘴节流后的压力损失一般占总压力损失的5%~30%; 动力:井口油压;阻力:节流损失; ④出油管线流动:压力损失一般占总压力损失的5%~10%; 动力:井口回压(下游压力对上游压力的反作用力);(能量来源于井口回压和气体的膨胀能。)阻力:沿程阻力损失;(主要是摩擦损失和气流速度变化引起的动能损失)分析四种流动过程的能量损失发现了什么? 引入:采油工作者最关心什么?利用最少的投资,获得最大的油气产量。 油井产量的大小与哪些因素有关呢?能否利用相对简单方法就能分析其影响产量的因素,并制定出切实可行方法,达到预期的目的呢? 其中油井产量与井底流动压力的关系即油井流入动态,是进行油井设计和动态分析的基础。油井流入动态:是指油井产量与井底流动压力的关系,它反映了油藏向该井供油能力的大小。流入动态曲线:表示产量与流压关系的曲线(Inflow Performance Relationship);简称IPR曲线。IPR曲线的基本形状与油藏驱动类型有关。它既是确定油井工作方式的依据,也是分析油井动态的基础。单相流体的流入动态 定律,圆形地层中心一口井的产量公式为:

2020年中国石油大学(北京)采油工程基础与方法考试大纲

2020年中国石油大学(北京)采油工程基础与方法考试大纲 《采油工程基础与方法》考试的课程包括《油层物理》和《采油工程》两门课,要求掌握基本概念和相关原理、基本计算(公式)和基本方程的推导,同时能应用书本理论知识对工程实际问题进行综合分析。每门课的适用专业、参考书及考试内容如下: 《油层物理》考试大纲(75分) 课程名称:《油层物理》 适用专业:油气田开发工程 参考书:1、《油层物理学》,杨胜来、魏俊之,石油工业出版社,2004 2、《油层物理学》,秦积舜,石油大学出版社,2001 考试内容: 第一章油气藏流体的化学组成与物理性质

第一节石油的化学组成 第二节石油的物理性质 第三节地层水的化学组成 第二章天然气的高压物理性质 第一节天然气的化学组成、视分子量和密度第二节天然气的状态方程和对比状态原理第三节天然气的高压物性 第四节湿天然气和天然气水合物 第三章油气藏烃类的相态和汽液平衡 第一节油气藏烃类的相态特征 第二节汽-液相平衡

第三节油气体系中气体的溶解与分离 第四节用相态方程求解油气分离问题的实例第四章地层流体的高压物性 第一节地层油的高压物性 第二节地层水的高压物性 第五章储层多孔介质的几何特性 第一节砂岩的构成 第二节储层岩石的孔隙性、储层岩石的孔隙度第三节储层岩石的压缩性 第四节储层岩石流体饱和度 第六章储层岩石的渗透性

第一节达西定律及岩石绝对渗透率 第二节气测渗透率及气体滑动效应 第三节影响岩石渗透率的因素 第四节裂缝性、溶孔性岩石的渗透率 第五节岩石结构的理想模型及应用 第六节储层岩石的敏感性 第七章储层岩石的其它物理性质(不在考试范围内)第八章界面现象与岩石的润湿性 第一节储层流体的相间界面张力 第二节界面吸附现象 第三节储层岩石的润湿性

《采油工艺原理》习题

《采油工艺原理》习题 第一、二章 油井流入动态、自喷和气举 1-1-1 A 井位于面积A=45000米2的矩形泄油面积中心,矩形的长宽比为2:1,r w =0.1, B o =1.2,μo =4毫帕·秒,地面原油密度o ρ=0.86吨/米3,S=+2。试根据下列测试资料绘制IPR 曲线,并求采油指数J 及油层参数(kh )和推算油藏压力。 A 井测试数据 流压(兆帕)20.1116.9114.3712.52产量(吨/日) 24.4 40.5 53.1 62.4 1-1-2 B 井位于面积A=14400米2的正方形泄油面积中心,r w =0.1米,B o =1.4,μo =2毫 帕·秒,地面原油密度o ρ=850公斤/米3,S=-3,油层为胶结砂岩。试根据下列测试资料用二项式求油层渗透率及有效厚度。测试所得油藏平均压力r P =400*102千帕。(计算中要注意压力及产量单位!) B 井测试数据 产量(米3/日) 60 120 180 240 流压(102千帕) 342.2 283.6 224.2 163.9 1-1-3 某溶解气压驱油藏的C 井测试得r P =21.0兆帕,P wf =12.0兆帕,产量q o =60吨/日, FE=0.9。试根据standing 方法,利用V ogel 方程计算和绘制该井的IPR 曲线。 1-1-4 D 井r P =20.0兆帕,P b =15.0兆帕,测试得q 0=30吨/日时的井底流压p wf =13兆帕, FE=1,试计算和绘制该井的IPR 曲线。 1-2-1 试画出按压力增量迭代计算多相垂直管流压力分布的程序框图。 1-2-2 某井地面测试产量q o =30吨/日,q w =20吨/日,生产油气比R p =100米3/吨,天然气比 重g γ=0.7,地面脱气原油密度o ρ=850公斤/米3,水的密度w ρ=1050公斤/米3。试计算压力P =7.0MPa ,温度T =50℃,不考虑滑脱损失时混合物密度和2 1 2 ″(内径D=62毫米)中混合物的平均流速v m (米/秒)。(R s 及B o 查油层物理相关图,z 用相关式计算,取B w =1)。 1-2-3 试利用教材图1—31计算习题1-1-2,所给条件下的摩擦损失系数λ′。(计算中取 w μ=1,o μ,g μ查图1—30)。

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