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海上油田稳压增产 海水得这么注

有了这一技术 再也不用担心海上水驱用水问题

为提高原油产量,初次开采过程中通过向储层中注入海水来保持地层压力,从而提高采油效率;而在二次开采过程中,利用纳米过滤(NF)或反过滤(RO)技术对海水进行处理,再采用先进的驱油技术进而提高采收率。为了能更好地满足海上作业的要求,需研发出更精细、更先进的实验设备系统。因此,设备制造商和系统供应商将成为未来油气发展的领军者。

石油的一个重要来源是由地下富含烃类的多孔地层或裂缝地层所形成的油藏。这些油藏被封闭在断层内,并受到上覆岩层压力的作用,其中上覆岩层压力是由油藏上部岩层的重力引起的。

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一旦油气层被钻开并投入开采,油气层内的压力平衡状态将会被打破,地层压力逐渐下降。当地层压力大于井底液柱压力时,原油由储层中自流至井筒,该过程称为初次开采。然而,随着地层压力的下降,原油自由流动的能量也会随之减少。在某些井中,当储层压力下降至泡点压力,溶解气便会从流体中解析出来,并伴随原油向上运移,从而使得储层流至井筒的烃类量降低。

提高储层压力来提高采收率

通过泵举或气举等方式可提高储层内烃类的初次采收率。除此之外,还可通过注气(例如CO2、N2或液化石油气[LPG])或注液(通常是某种形式的水)等方法,可以使储层压力保持在一个最佳状态。对于海上作业,通常注入含或不含添加剂的海水来维持地层压力。

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在许多情况下,简单的重复加压操作往往是不够的。理想的情况是注入的介质可驱动原油向生产井方向运移,并能削弱岩石对原油的吸附作用。然而,储层的非均质性使该过程变得异常复杂。通常,储层内部发育着大量的断层或裂缝,使其内部高、低渗透区域交叉分布。特别指出,注入介质总是趋向于沿着阻力最小的路径运移,则当注入点与生产井之间有捷径或短路时,注入介质可能会直接冲破地层而进入生产井。因此,虽然海上布置加密井的费用十分昂贵,但有时也是会采用的。

由于注入介质会与地层内原始存在的水和气体进行混合,因此生产井中会产出水和气体。这些采出的水和气体需经处理后再进行循环利用或排放出去。

虽然各储层特性不尽相同,但从油田生产概况一览表中可知,随着油田逐步被开发,其产量也逐渐增加。先进的生产设备和注水井的部署促使油井产量逐渐增加,直至达到一个最佳产量状态。

起初,由注水而产生的采出水量往往很低或可忽略不计,但随后采出水量逐渐增加。同时,生产一段时间之后储层的最佳产量也开始下降。最后,采出水或气体产量可能会超过原油产量。由于采出水和气体回注或处理的成本费用等,原油产出比使其收益率降低至边缘状态,使得生产商不得不分析研究生产井持续生产的可行性。

二次开采技术有哪些?

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为了减小储层产量的下降速度,工程师研发了气驱、水驱或提高采收率(EOR)等二次开采技术。其中,EOR是指通过采用先进的技术改变原油的基本特性来达到提高原油采收率的目的。EOR主要包括三种驱油类型,分别为化学驱油(碱驱或胶束聚合物驱)、混相驱油(CO2注入或烃类注入)和热力采油(蒸汽驱或火烧油层)。

相关技术如下:

-水气交替注入(WAG)可扩大可动用储层,改善水驱效果;
-CO2和蒸汽注入改变储层的酸碱度和温度;
-蒸汽与溶剂混合;
-低盐度海水;
-微生物提高采收率技术(MEOR);
-泡沫驱;
-表面活性剂驱;
-聚合物驱;
-多技术混合,例如泡沫辅助水气交替注入。

有了这一技术 再也不用担心海上水驱用水问题

由于地质勘探作业可为储层提供一个更加清晰的地质描述,因此新井眼也可设计为多个注入点与采出点。

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根据油藏特性与地层特征像地层孔隙大小、化学性质和原油密度等选择注入海水的性质。因此,海水过滤的工艺流程是从最基本的过滤方法到纳滤(NF)和反渗透工艺(RO)。其中,纳滤工艺可以减少硫酸盐的注入,从而降低因硫酸盐与钡和锶发生化学反应而引起的剥落以及因硫酸盐还原菌大量繁殖而引起的变质。而反渗透工艺常用于低盐度的注入系统,低盐水可使储层黏土颗粒表面的双电层发生膨胀,带负电荷的黏土颗粒表面会吸引一价阳离子来替换吸附在碳氢化合物上的二价阳离子,使得它们与黏土表面分离而进入地层水中。

海水过滤系统

纳滤膜和反渗透膜系统的设计以及它们本身的预处理都对诸如介质或超滤膜等有所要求,使其需要提供合适的增量输出模块。同时,其设计的吞吐量大小主要取决于预设注入的最大需求量。

增量模块作为该系统中吞吐量的一部分,其大小主要受到油藏的注入梯度、下流喷射泵的流量范围、冷却装置、可用的设备及空间等因素的影响。

滤膜系统的使用周期为三年,且这三年是标准滤膜的保修期。因此,自过滤膜投入使用的三年期间,其水质明显优于规定的实际品质。

为了避免该过程中带入氧气例如在诱导气浮选(IGF)分离器中,所以一般都采用回注气。然而,注入水通常都来自周围环境,如脱气的海水。

整套过滤设备采用了气提系统、真空系统和脱气膜系统。然而,简单可靠的脱气塔却是又大又重。因此为更适用于海上作业,应在滤膜系统的体积和重量上予以改善。同时,有史以来真空系统的应用越来越普遍。然而,膜系统的设计及其与下游系统的关系上例如泵的有效净吸入压头(NPSHA)和系统材质等方面,应反复完善,使应用优势达到最大化。

典型的生产曲线表明,与注入处理系统相关的产品应能够灵活地满足低于或高于预期注入量的需求,防止注入水处理系统效率低或者遇到生产瓶颈状态。通常,生产井的产出液由原油、天然气、水和固体物质混合而成,因此其需要经过加工分离等流程。在一些设备中,分离出的原油中混有低盐度水(脱盐作用),使原油在进入下一步分离器前更具有价值。因此,分离流程的效率深远地影响着原油的价值。之后,从原油中分离出的废水将被回注或排放到周围环境中。

无论如何,废水都需经进一步的处理。通常,回注对废水处理的要求是最严格的。传统的分离设备与处理方法有溶气浮选法(DAF)、诱导气浮选(IGF)、波纹板拦截器(CPI)、分离器和其他浮选设备、分离鼓、水力旋流器与介质(包括核桃壳过滤器)。陶瓷膜是废水三级处理过程中的一项新技术,但其效率相对较高。

在资本和运营中,水处理系统是一笔相当大的投入,因此应对这些系统进行持续地优化。为满足行业需求,某公司将膜过滤元件放置在同一个容器中作为纳滤系统与反渗滤系统而研发出一个体积较小的系统。这个优化设计系统有着最小的体积和最轻的重量。

现如今,涌现出的多种技术都是为了满足提高采油效益的需求。这些技术的持续发展将促使更多的油气从储层中被开发出来。由此可见,设备制造商与系统供应商将一直引领油气行业朝着利益最大化的方向发展。

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