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海上油田聚合物驱平台配注工艺技术

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海上 油田 聚合物 平台 工艺技术
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第22卷 第4期201(】年8月中国海上油气CHlNA()FFSH(】RE()IL AND GASV01.22 No.4Aug.2(J10海上油田聚合物驱平台配注工艺技术*刘 敏 邹明华 吴华晓 邹万勤 赵伯兴(中海油能源发展股份有限公司采油技术服务分公司)摘 要 受平台空间、作业环境及吊装能力等限制,海上平台不适合建立专门的大型注聚工作站和摆放庞大的配注设备。为此,开发出了适合于海上油田聚合物驱的平台配注工艺系统,并研制了相应的单井和井组的配注设备。渤海油田现场应用表明,所开发的海上油田聚合物驱平台配注工艺系统由于采用了橇装化设计和PI。C自动控制系统,既可以降低劳动强度和人为操作失误产生的风险,减少“鱼眼”,降低过滤器堵塞频率,又方便了吊装和安装,节省了平台空间,为聚合物驱在海上油田的推广与应用提供了技术保障。关键词 海上油田 聚合物驱 平台配注 工艺 橇装化设计 PLC自动控制海上油田由于受平台空间、作业环境及吊装能力等限制,不可能像陆地油田那样建立专门的大型注聚工作站和摆放大型的配注设备,因此,陆地油田广泛应用的成熟的聚合物配注工艺技术与设备难以在海上平台应用和推广。为实现海上油田的注聚,经过几年的研究和实践,开发出了具有海t平台特点的配注工艺技术,设计并制造了单井和井组注聚的配注设备。该配注工艺系统采用橇装化设计,装备高度集成,可满足在海上平台小空间内操作的要求,并采用PI。C自动控制系统,实现了注聚设备的.全自动化,减少了现场作业强度,满足了长期稳定的作业要求。1工艺流程与特点1.1工艺流程海上注聚平台配注系统采用聚合物母液间歇配制、目标液分井注入的工艺,流程如图1所示。聚合物干粉经上料器进入料槽,通过螺旋给料机定量输送到喷射器,鼓风机产生的风力把喷射器里的干粉送至水粉混合头,与定量的平台低压供水充分接触润湿后进入溶解罐初步混合搅拌,然后经输送泵提升送至熟化器;在熟化器内不断搅拌至设定的熟化时间,使聚合物完全溶胀和熟化,形成聚合物母液;开启熟化器出口电动阀组,启动喂入泵。母液经1一料槽;2一鼓风机;3一喷射器;4.螺旋给料机;5一电动上料装置;6一水粉混合器;7一溶解罐;8一搅拌机;9输送泵;10、11一搅拌机;12、13一熟化器;14一喂入泵;1 5一注聚泵;16一混合器。图l 海上油田聚合物配注工艺流程图*国家科技重大专项“海I:稠油化学驱油技术”(编号;2 o()8Zx05n57一f】4)部分研究成果。第一作者简介:刘敏.高级工程师,1993年毕业于原西南石油学院机械系,目前主要从事海上油田采油工艺配套技术开发工作。地址:天津市塘沽区渤海6油路688号501信箱(邮编:30(J452)。万方数据中国海上油气过过滤器后喂人到高压注聚泵进行增压;增压后的聚合物母液按照目标井的母液分配量与相对应的一定量的平台高压注水在静态混合器内充分混合后入井。该工艺过程不需单独建立注入工作站,简化了工作流程,集成度高,便于实现计算机控制和自动化运行。1.2工艺特点(1)采用间歇配液工艺,可保证聚合物溶液均匀熟化,满足熟化时间要求;(2)采用电动上料装置,可减小海上平台作业人员劳动强度;(3)通过下料量变频调节和平台低压供水PID闭环调节,可保证聚合物母液配液浓度精度;(4)采用风送式分散溶解系统,可消除“鱼眼”和团块;(5)采用低剪切螺杆泵,完成聚合物母液的输送和喂人,可降低聚合物溶液的剪切;(6)注入系统中采用螺旋静态混合器使母液和平台高压水充分混合,可降低聚合物目标液剪切程度;(7)采用聚合物流量分配器实现分井注入工艺,可节约海上平台空间。2系统组成、功能与特点海上油田聚合物驱平台配注工艺流程借鉴了陆地油田聚合物驱注聚系统的设计理念,吸收了相关设备的特点,结合了海上油田平台作业的实际情况,使聚合物驱平台配注工艺技术具备了一些特性。2.1 系统组成与功能海上油田聚合物驱平台配注系统主要由4个系统组成,即分散溶解系统、熟化系统、注入系统和自动化控制系统。按照系统划分进行橇装化设计,形成了配液间、控制间、熟化器组等几大橇装模块,每个橇块模块高度集成。2.1.1 配液间配液间内集成了上料器、料槽、螺旋给料器、鼓风机、喷射器、水粉混合器、溶解罐、输送泵,喂人泵及配套管道;配液间外预留了与熟化器和注入系统及平台供水连接的接口,可实现快速连接。在配液间内,可实现以下功能:(1)通过电动上料器、料槽、螺旋给料机、鼓风机、喷射器及料位开关控制实现聚合物干粉自动、定量投加;(2)通过供水管路、供水流量计、供水调节阀实现供水的定量调节;(3)通过水粉混合器实现水与聚合物干粉的快速分散;(4)利用溶解罐及安装于罐上的搅拌器使聚合物快速初步溶解;(5)通过输送泵将混配好的聚合物溶液输送至熟化器;(6)通过喂入泵将熟化后聚合物母液输送至注入系统。2.1.2 熟化器组熟化器组集成了熟化器、低剪切搅拌器、温度计、液位计、液位开关、黏度检测仪、关断阀组等,不仅具备实现聚合物溶液均匀熟化的功能,同时可对液位、温度、熟化时间进行监测。2.1.3控制间控制间集成了电气控制开关柜、变频控制柜、PLC控制柜、应急电源、值班房。控制间预留了电气、仪表进出线接口,可实现从配液系统到注入系统的整个聚合物配注的自动化控制。控制间通过控制软件对各系统的电气设备、阀门开度进行控制,对各种流量、压力、液位、温度进行数据检测和处理,以及注聚过程中的数据记录、处理、存储等,并以数据报表和曲线的形式显示、回放历史注聚数据等,可实现注聚工艺参数的在线监测和有效控制。电气间采用正压防爆设计,满足海上平台作业安全要求。2.2 系统特点(1)橇装化设计海上油田聚合物驱平台配注系统采用橇装化设计,把几个系统分为了几个橇块,橇块之间可快速连接,只需平台提供低、高压来水和电源,设备就位即可完成聚合物干粉的分散溶解、输送、熟化、喂入、稀释混合及注入的整套配注流程。(2)结构轻巧设备尺寸最大程度缩小,单个橇装设备重量基本控制在9 t以下,满足海上平台吊装的要求。(3)布置紧凑对装备采用集中、立体设计,布置紧凑,有利于现场连接和维护,并且运移、安装施工方便,符合平台节约空间的原则。(4)自动化程度高万方数据第22卷第4期 刘 敏等:海上油田聚合物驱平台配注工艺技术 261整个配注系统实现自动化控制,使得注聚现场实施的作业人员最大程度的减少,节约了人工成本。2.3系统性能海上油田聚合物驱平台配注工艺技术可满足海上平台单井和井组的注聚作业,系统的性能参数如下:最大日配注量3 500 m3,额定配液速度5()m3/h(可调),母液浓度5 000 mg/L,目标液浓度1 500~2 000 mg/L,注入压力≤16 MPa,适用井数1~8口井。3现场应用效果2003年首次在SZ36—1油田开展了聚合物驱单井注入试验,海上油田聚合物驱平台配注工艺技术初次应用到现场,日配注量400 m3,配注浓度1 75()mg/I。。注入压力<16 MPa。在熟化时间1 h的情况下,母液浓度5 0()0 mg/L,粘度达到10 000m Pa·s以上。单井注入试验经历5()()多天,配注系统稳定运行,并在单井试验后取得良好的效果。2()f)5年和2006年分别开展了井组和新油田早期注聚试验。至2007年底,海上油田聚合物驱平台配注工艺技术分别应用到Sz36—1、I.D1()一1、JZ9—3油田井组注聚,其中JZ9—3油田的聚合物驱平台配注工艺系统可满足8口井的注入能力,日配注能力达3 5【J()m3。2()09年,井组注聚规模进一步扩大。历经6年的应用和改进后,海上油田聚合物驱平台配注工艺技术已逐渐成熟,可满足海上平台注聚配注的要求。另外,橇装化设计也使得置换下来的注聚装备可重复利用,如2008年LDl()一1油田置换下来的注聚设备又应用于LD5—2和NB35—2油田调驱,顺利地完成了现场作业并取得了较好效果。4结论(1)针对海上平台空间、作业环境特点,开发出的海上油田聚合物驱平台配注工艺技术和设计制造的单井和井组注聚配注设备,在渤海油田取得了成功应用。(2)海上油田聚合物驱平台配注工艺系统采用橇装化设计,结构轻巧,布置紧凑,设计合理,功能齐全,适应于海上平台作业条件,并可实现设备的重复利用。收稿日期:2010—05—21 改回日期:2010一06—29(编辑:孙丰成)Injection distribution technique蚰platformfor offshore polymer fl伽IdingLiu Min Zou Minghua Wu HuaxiaoZou Wanqin Zhao Boxing(CN()I[)C E竹Prgy丁_f^行oZog了&SPr到ifP—oiZ,iPZd了_f^行oZogy S口r础icPs c0.,Jri口可i行,300452)Abstract:For the limitation of pIatform space,op—eration environment and lifting ability, the hugepolymer injecting workstation and injection distri—bution equipment are not allowed to set on the off—shore platform. So, a new injection distributionsystem on platform has been deVeloped for polymerflooding in offshore oilfield,and injecting equip—ment for single well and well group has been de—signed. The onsite app【ications of the technique inBohai oilfield show that,because of the skid designand PLC automatic control system, the polymerinjection distribution system can not only decreasethe labor intensity,misoperation risk,“fish—eyes"and filter blocking,but also be installed eas订y andsave platform space,so that to proVide the techni—cal support for polymer flooding in offshore oil—field.Key words:offshore oilfield;polymer flooding;in—jecting; technique; skid design; PLC automaticcontr01万方数据海上油田聚合物驱平台配注工艺技术作者: 刘敏, 邹明华, 吴华晓, 邹万勤, 赵伯兴, Liu Min, Zou Minghua, Wu Huaxiao,Zou Wanqin, Zhao Boxing作者单位: 中海油能源发展股份有限公司采油技术服务分公司刊名: 中国海上油气英文刊名: CHINA OFFSHORE OIL AND GAS年,卷(期): 2010,22(4)被引用次数: 0次相似文献(10条)1.会议论文 向问陶.韩明.张健.姜伟.孙福街 渤海稠油油田聚合物驱高效开采技术 2005通过十五863的艰苦攻关和渤海油田第一次聚合物驱矿场试验,海上油田聚合物驱油技术已取得了突破性的进展.研究和试验表明,海上常规稠油油田聚合物驱提高采收率是可行的.但是,海上油田具有不同于陆地油田的特点:海上油田注聚油层厚度大,采取先期砾石充填防砂完井,反九点井网、井距大,注入水Ca2+、Mg2+离子的含量高,平台空间有限,这些都是海上实施聚合物驱替技术不利的一面.使得海上油田聚合物驱技术存在驱替周期过长、笼统注入条件下的剖面调整能力不佳、以及对聚合物的溶解、熟化和稳定性要求高等问题,针对海上油藏、工程、工艺条件,提出了下一步海上注聚技术需继续深入研究的课题,包括:新型抗盐聚合物驱机理研究,改进聚合物驱处理技术,聚合物驱在线熟化装置设计与应用,海上稠油油田聚合物驱产出液处理工艺技术、海上稠油油田聚合物驱潜力评价等.本课题的研究是在十五863成果基础上的进一步发展,该研究将为聚合物驱提高采收率技术在海上油田的推广应用打下良好基础,为缓解国家油气资源短缺作出贡献.2.期刊论文 于波.王传飞.赵辉.YU Bo.WANG Chuan-fei.ZHAO Hui 海上油田聚合物驱经济评价软件的研制与应用 -内蒙古石油化工2010,36(7)针对海上油田聚合物驱经济评价与陆上油田不同的特点,综合考虑海上油田聚合物驱经济评价要素,建立了用于海上油田聚合物驱经济评价的"增量法".在此基础上,研制了相应的海上油田聚合物驱经济评价软件.渤海油田某区块的应用实例表明,该软件界面友好、用户操作方便,可为海上油田聚合物驱经济评价提供有效的工具.3.期刊论文 张波.由庆.张健.向问陶.赵福麟.Zhang Bo.You Qing.Zhang Jian.Xiang Wentao.Zhao Fulin 海上油田聚合物驱降压增注技术 -断块油气田2010,17(5)针对海上油田聚合物驱注入压力太高而影响开发效果的问题,提出了海上油田聚合物驱降压增注技术,优选了NPC-10表面活性剂作为海上油田聚合物驱的降压增注剂.在多孔介质中的降压增注试验研究表明,降压增注剂可有效降低注聚压力,地层渗透率得以恢复,且降压增注的效果与地层初始渗透率有一定的关系.产出聚合物质量浓度分析表明,降压增注剂可有效抑制注聚过程中疏水缔合聚合物分子在岩心孔隙中的堵塞.表面活性剂降压增注的原理是主要依靠对聚合物的解缔合作用、对聚合物在岩石表面的解吸作用和对稠油的洗油作用3个方面达到降压增注的目的.4.会议论文 张贤松 提高采收率技术国内外现状及海上油田应用潜力和发展方向 2009不同类型油藏具有不同的地质开发条件,所适宜的提高原油采收率技术有所不同。本文综合分析了包括化学驱、注气混相和非混相驱、蒸汽驱以及微生物驱等提高采收率技术国内外现状和应用条件,指出油藏地质特点和注剂来源是选择EOR方法的基础,油藏深度、油藏温度、原油粘度为选择提高采收率方法的主要技术参数。结合渤海油区油藏地质和开采特征,通过与国内外已实施提高采收率区块类比,确定渤海油区海上油田各类提高采收率方法的技术潜力。渤海油田大多为非均质性严重,且原油粘度较高,适宜聚合物驱技术,并具有较大的应用潜力和前景。研究结果为海上油田提高采收率发展方向和应用提供技术依据。5.会议论文 赵文森.张健.向问陶.叶仲斌 绥中36-1油田聚合物驱井组试验效果分析 2007海上油田开采时间受平台使用年限的限制,决定了海上油田的开采不能沿用陆上油田的开发模式。在中海油总公司提出的高效开发新模式指导下,渤海绥中36-1油田在2005年11月开展了海上油田井组聚合物驱先导试验。本文通过对注聚井注入压力、油井产出水矿化度和开采曲线等资料的分析,并结合室内聚合物驱实验结果,对注聚井组的聚合物驱效果进行分析。分析认为井组注聚试验已显现出了较好的效果。井组聚合物驱试验证明了聚合物驱油提高采收率技术在海上油田的应用是可行的,并为渤海稠油油藏提高采收率提供了一套切实可行的应用技术。6.会议论文 张健.韩明.向问陶.孙福街.姜伟 海上稠油油田聚合物驱产出物处理技术研究 2005本文在深入调研国内外聚合物驱油产出物处理技术研究与应用状况的基础上,总结了聚合物对产出物处理带来的突出问题和一些有效的解决方法.针对渤海SZ36-1油田J3井聚合物驱先导试验产出物和模拟产出物,对照陆地类似油田的聚驱产出物,开展了大量探索研究,结果表明:现有处理剂不能适应含聚合物产出物的处理,以及含聚产出物将会给处理流程及混合水回注造成严重影响,海上稠油油田聚合物驱产出物的处理问题比陆地油田更加棘手.因此,提出了亟带解决的问题,开展"海上稠油油田聚合物驱产出物处理技术研究"课题的主要内容包括:聚合物驱原油破乳技术研究、含聚合物污水处理技术研究、聚合物驱污水与水源井水混合回注技术研究,并预测了研究成果的潜在价值与重要意义.7.期刊论文 邓常红.DENG Chang-hong 聚合物驱在旅大油田的应用 -内蒙古石油化工2007,34(2)渤海旅大油田为提高海上油田采收率,开展油田开发早期注聚的生产思路,扩大聚合物驱应用规模,决定在LD10-1油田A23井进行聚合物驱先导性试验.海上油田聚合物驱油从2003年在绥中36-1油田开始先导性试验,取得了良好的增油效果,适时推广到旅大油田.本文对聚合物驱在旅大油田现场工艺实施及配套应用进行了论述,并总结了实施过程中应注意的问题.8.学位论文 于海洋 绥中36-1油田聚合物驱深部液流转向技术研究 2009为提高采收率,可利用堵水调剖、深部调剖(调驱)技术改善水驱开发效果。渤海绥中36-1油田井距大,油层厚,非均质性严重,大孔道现象突出,聚合物溶液沿高渗透层窜入油井,导致波及系数不高,影响了聚合物驱开发效果。针对绥中36-1油田,本文研究了两种深部液流转向剂,包括冻胶型深部液流转向剂和冻胶分散体型深部液流转向剂,封堵高渗透层大孔道,在地层深部实现液流转向,增大波及系数,提高采收率。选用现场应用的疏水缔合聚合物AP-P4,以酚醛树脂预聚体为交联剂研究了长成冻时间的深部液流转向剂,对其成冻因素进行了考察。用物模试验评价了酚醛树脂预聚体型冻胶的应用性能,试验表明酚醛树脂预聚体冻胶具有良好的注入性、封堵性和稳定性,能明显的提高原油采收率。冻胶分散体型深部液流转向剂依据制备的要求选用聚合物AP-P4和交联剂Cr(AC)3作为冻胶分散体配方,通过剪切交联制得。表征了冻胶分散体的微观形貌和粒度分布,评价了冻胶分散体的应用性能。试验表明,冻胶分散体具有良好的注入性,封堵性,并具有一定的抗盐能力。针对绥中36-1油田,设计并研究了深部液流转向技术的配套工作液,包括降压增注剂和破胶剂。上述研究解决了海上油田聚合物驱深部液流转向技术的关键问题,形成了海上油田聚合物驱深部液流转向提高采收率技术。9.期刊论文 郑旭.赵春明.王世民.雷源 渤海锦州9-3油田注聚动态分析及优化调整技术研究 -石油地质与工程2010,24(2) 渤海锦州9-3油田经过近两年的工业性聚合物驱矿场试验,目前已经初步见到降水增油的良好效果.借鉴陆地油田注聚区块经验,对聚合物驱试验以来油水井动态变化特征进行分析总结,建立了适合海上油田特点的注聚前期油井见效标准,并对见效井特征进行了分析与评价.在此基础上提出了改善注聚效果的优化配套措施,为建立海上油田优化注聚模式做出了有益摸索.10.期刊论文 山金成.刘义刚.卢祥国.Shan Jincheng.Liu Yigang.Lu Xiangguo 聚合物驱在渤海旅大10-1油田的应用 -海洋石油2009,29(1)海上油田开发具有勘探投入大、采油平台使用寿命短、生产操作费用高和水驱采收率低等特点,如何提高采收率是油田开发面临的重大技术难题.从海上油田LD10-1开发实际需求出发,结合油藏地质特征和流体性质特点,利用理论分析和室内评价实验,开展了早期聚合物凝胶和聚合物驱增油效果及其影响因素实验研究.结果表明,早期实施聚合物驱不仅大大缩短油田开发时间、节省操作费用,而且最终采收率也比中后期实施时高.在化学药剂费用相同条件下,"聚合物凝胶+聚合物"段塞组合驱的增油效果要好于单纯聚合物驱.A23井单井组聚合物驱矿场试验于2006年3月23日开始,矿场监测结果表明,注入压力大幅度提高,吸液剖面明显改善,部分油井已陆续见到"增油降水"效果.本文链接:http://d.g.wanfangdata.com.cn/Periodical_zghsyq-gc201004011.aspx授权使用:吉黑销售区(wfjihei),授权号:3bb37401-416f-4238-8160-9e9601887d0f下载时间:2011年2月26日
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