Treatment on oil/water gel deposition behavior in non-heating gathering and transporting process with polymer flooding wells

Against a background of crude oil shortage and low-carbon economy, optimization and simplification of oil–gas gathering and transporting play an indispensable role in efficient development of oilfield. Profit from the high efficient utilization of the produced liquid self-energy, single-pipe non-heating gathering and transporting process has been recognized in polymer flooding wells of Daqing oilfield (China). However, it is also facing the challenges of deposition, partial blockage, high wellhead pressure, production fluctuation and environment management. A field investigation of the application for the non-heating process and the variation of polymer flooding wellhead pressure were recently carried out. The flow patterns of the oil, water and gas mixture in single-pipe process were identified, and the locations where the gel deposition was most likely to occur were estimated. Deposition inhibitions and removal processes were practiced, and the operation parameters under different working conditions were optimized. The results indicated that single-pipe non-heating process could reduce 20% of the investment and 30% of the running cost and could also make the wellhead pressure of some wells exceed the maximum allowable operating pressure of oil gathering pipelines. There appears to be a proportional relationship among water content, flow rate, residual polymer concentration and gel deposition behavior in a certain range of gathering radius. The gel deposition rate of the produced liquid with polymer concentration of higher than 600 mg/L and the water content of 90.5% reached 0.1154 mm/h in the coldest climate under the normal flow rate of 85 t/d, and the theoretical pigging period was <10 days. Gelation nucleation which was related to emulsification was induced by the transition and coexistence of separated flow and dispersed flow in non-heating gathering pipelines. The main deposition located on the beginning of pipelines, manifold, valve and elbow, and wellhead pressure of 350 psi was created in the test period of 20 days. Although using chemical inhibition method could still obtain a drag reduction rate of more than 25% under crude oil gelation temperature, the fact of the centralization disability of wellhead dosing facilities and the potential threat of chemical inhibitors to the environment could not be ignored. The noticeable energy consumption and potential risks of pipeline restarting may be encountered using facilities improvement and sphere pigging operation in gel deposition behavior treatment. A relation schema which could be used to predict deposition rate and extract thermal flush period according to the actual working condition was established. The successful application of the non-heating gathering and transporting process combated the traditional view that heat tracing is essential for maintaining the surface process in extremely cold area. Furthermore, the results contributed to the existing literature in establishing subsurface and surface parts integration idea for a green field development and accelerate further application of non-heating gathering and transporting process.     

Approximately-Balanced Drilling in Daqing Oilfield

The Daqing oilfield is a multilayered heterogeneous oil field where the pressure are different in the same vertical profile causing many troubles to the adjustment well drillings. The approximatelybalanced drilling technique has been developed and proved to be efficient and successful in Daqing oilfield. This paper discusses the application of approximately-balanced drilling technique under the condition of multilayered pressure in Daqing oilfield, including the prediction of fornmtion pressure, the pressure discharge technique for the drilling well and the control of the density of drilling fluid.     

胜利油田纯九区注水开发过程中无机结垢趋势预测

油田开发过程中无机盐结垢是注水开发期经常遇到的问题之一,会造成较大经济损失。随着注水强度的不断加大,注水过程中的结垢问题变得越来越严重。对无机盐结垢状况进行准确预测是解除结垢堵塞的重要前提。选用Oddo Tomson饱和指数(OSI)、Langelier饱和指数(LSI)和Ryznar稳定指数（RSI）3种结垢趋势预测模型,结合胜利油田具体注水特性,对模型作相应的修正后,研制了可以进行无机结垢预测的 “油井堵塞诊断与解堵决策系统”（Plug 1.1）工程软件。应用该软件对胜利油田纯九区块注入水和地层水进行结垢预测,在地层水与注入水之比为1∶0到2∶1的广泛范围内,预测结果均与实验结果较好吻合,为区域解堵方案的快速决策提供了科学依据。     

高矿化度矿井水结垢趋势及影响因素研究

通过对某矿区矿井水水质进行分析,利用Davis-Stiff饱和指数法对不同pH值、温度、Ca²⁺浓度以及浓缩倍数下高矿化度矿井水中碳酸钙的结垢趋势预测,并通过静态结垢实验对不同条件下模拟水样中的结垢量测定,研究了矿井水中碳酸钙的结垢规律。结果表明:研究区矿井水中主要无机结垢为碳酸钙;矿井水中碳酸钙的结垢量会随着温度、pH值、Ca²⁺、浓缩倍数的升高而增大。     

三元复合驱采出污水回注渗透率的影响因素分析

基于大庆油田三元复合驱采出污水回注对地层存在的损害现象,研究了污水回注渗透率的影响因素。采用室内水驱实验方法,对三元复合驱采出污水中悬浮物、油、碱、聚合物等因素进行了分析,阐述了各种成分对渗透率的影响机理。结果表明,悬浮物颗粒会堵塞孔隙喉道,油产生的“贾敏效应”将增大油水流动阻力,碱与岩石及黏土矿物问的物理化学作用会使地层结垢,聚合物在岩芯中的吸附和滞留共同造成地层渗透率的下降。因此,建议将三元复合驱采出污水中悬浮物、油、碱、聚合物等处理合格后再进行回注,以减轻对地层的损害。     

松辽盆地油田开发建设对地质环境的负面影响——以大庆油田为例

松辽盆地中的大庆油田是我国主要油气生产基地,不但油气资源丰富,地下水和地热资源也非常丰富.经过半个多世纪的持续高强度开发建设,油田已进入开发中后期,综合含水率已达90%以上.大庆油田的地质环境受到了严重的负面影响,具体表现在：①含水层环境的破坏污染;②土壤环境的破坏污染;③对地层原始压力的影响;④地面隆起和沉降变形;⑤热储体系和地热资源的破坏.相关部门应予以足够的重视,及时开展调查评价监测和研究工作,采取有效防治措施.     

塔河油田十区西碳酸盐岩缝洞型油藏的宏观油水分布控制因素

塔河油田奥陶系碳酸盐岩缝洞型油藏的储层非均质性强,油水分布状况复杂。弄清其在区域尺度上(10 km×10 km)的宏观油水分布规律,对于缝洞型油藏开发过程中的控水稳油意义重大。本文以塔河油田十区西为研究区,在全方位高精度三维地震数据处理、解释和反演的基础上,对岩溶古构造和开发过程中的油水动态进行综合分析,探讨研究区碳酸盐岩缝洞型油藏的油水宏观平面分布格局的控制因素。结果表明:研究区在加里东中期第I幕岩溶发生期形成了相对均匀的古岩溶含水层,在海西早期油气充注进古岩溶含水介质以后,海西晚期发生的深部热液活动对缝洞体进行了封闭定容,造成缝洞分隔,并且奠定了目前油水在平面上的宏观分布格局。     

塔河油田奥陶系油藏开发动态与地层水化学特征响应

塔河油田是塔里木盆地第一个超亿吨级的大型油田,其主力油藏为奥陶系缝洞型碳酸盐岩油藏.近年来,油田地层水的问题日益突出,严重影响了油田的开发和生产.阿克库勒凸起北部地质历史时期曾经发育间断性的大气水下渗-向心流,凸起南部斜坡区受到泥岩压实排水和粘土矿物脱水形成的离心流的影响,地层水受到一定程度的淡化.塔河油田主体部位处于越流泄水区,地层水具有明显的高矿化度和高K Na 、Cl-浓度,有利于油气聚集成藏.塔河油田奥陶系地层水动力场形成演化与油气运移、聚集密切相关.海西晚期、喜马拉雅期离心流强度大,是油气藏主要成藏期.早、晚海西运动、印支运动期间抬升剥蚀,遭受强烈的大气水下渗淋滤、生物降解,是油气藏主要破坏期.根据地层水赋存状态,区分出洞穴底部油气驱替残留水、洞穴周缘小缝洞系统驱替残留水、储层下部层间水3种不同类型.研究油井产出水矿化度、Cl-、K Na 浓度动态变化规律,总结出平稳型、起伏型、上升型和下降型4种动态类型.通过综合分析油井开发动态及油水产出特征,正确把握其变化过程,可以判断油井产水来源,从而为油田的稳油控水提供指导性建议.     

大庆长垣外围特低渗透扶杨油层CO_2非混相驱油试验研究

大庆长垣外围有3×108t特低渗透的扶杨油层储量在注水开发条件下难以有效动用,为提高这部分储量的有效动用率,开展了CO2非混相驱油试验研究。PVT测试结果表明,扶杨油层原油较稠,体积系数小,膨胀性和收缩性小,溶解系数较低;CO2驱油细管实验最小混相压力为29 MPa,比原始地层压力高8.6 MPa,现场试验为非混相驱;长岩心实验CO2驱油采收率比注水高4~6个百分点。综合室内可行性评价实验结果看,大庆长垣外围扶杨油层开展CO2驱油试验是可行的,并于2003年初在宋芳屯油田南部开辟了注气试验区,有注气井1口,采出井5口。矿场试验结果表明,CO2驱油能够使特低渗透、裂缝不发育的扶杨油层建立起有效驱动体系,从根本上改善其开发效果,该技术有望成为特低渗透扶杨油层有效动用的可行技术。     

Hydrogeochemical factors effecting the scaling problem in Balçova geothermal field,İzmir, Turkey

Reservoir fluid compositions have been assessed from analytical data on water samples collected from thermal and cold waters in Balçova geothermal field. The results of mineral equilibrium modelling indicate that the waters, with some exceptions, are systematically supersaturated with respect to calcite, aragonite, dolomite, chalcedony and quartz, but undersaturated with respect to amorphous silica, celestite, anhydrite and gypsum and undersaturated or supersaturated with respect to barite, low-albite, K-feldspar, gibbsite and Fe(OH)₃(a). Calculation of mineral saturation states and geochemical analyses of scale and field observations show that carbonate minerals (calcite, aragonite and dolomite) are most likely to be precipitated as a scale type. Besides carbonates, scale formation risk of amorphous silica, Fe(OH)₃(a), anhydrite, barite and celestite minerals should be taken into account in some wells and surface equipment. Most of the waters, with some exceptions, have carbonate scaling risk at all temperatures, whereas the other scaling risks only exist over a limited temperature range. While silica, Fe(OH)₃(a) and barite show a scaling tendency at low temperatures, anhydrite and celestite scaling occurs at higher temperatures.     

塔河油田奥陶系油田水特征离子及意义

塔河油田奥陶系油田水的可溶物质主要成分与海水一致,表明其主要为海相成因.油田水中不同的离子组成、浓度及离子参数指示特定的地质意义:塔河7号区块与其他区块处于不同的水文系统;塔河油田奥陶系碳酸盐岩层中存在着大量的粘土矿物和胶结物,造成溶液具有相对高钙和低钠现象;钠氯系数、碳酸盐平衡系数、脱硫系数等在井间分布具有一定的规律性,总体上从南东向北西方向变化,反映了油气从满加尔坳陷向塔北地区运移的趋势.     

河北保定岩溶地热结垢过程模拟及防垢对策

我国的地热发电以及部分供暖工程出现了比较严重的结垢现象,阻碍了地热能的大规模开发利用,目前地热市场急需成熟的防垢理论和工艺。地热工程的结垢现象尤以碳酸钙结垢最为普遍,为解决碳酸钙结垢问题,本文以华北保定岩溶地热井结垢为研究对象,通过理论和实验相结合的手段研究分析了垢质成分,成垢机理,结垢位置和过程以及防垢措施。研究结果表明:(1)系统降压造成的闪蒸是碳酸钙结垢的主因,液相二氧化碳逸出到气相是碳酸钙结垢的主要驱动力;(2)根据井口参数,结合质量、动量和能量守恒以及两相流压降理论,可以模拟结垢过程,确定结垢位置以及不同深度处的压力、温度、干度和二氧化碳分压等参数;(3)闪蒸造成的碳酸钙结垢,确定了闪蒸位置和闪蒸压力后,可以通过加压和加注阻垢剂的方式进行阻垢。通过模拟计算,确定了加压防垢系统所需的最低压力,通过控制系统压力可防止闪蒸,抑制二氧化碳逸出造成的结垢。设计了阻垢工艺,研制了阻垢剂加注设备,开展了井下化学阻垢实验并评价了阻垢效果,通过加注阻垢剂可有效阻止90%以上的垢生成,论证了通过加注化学阻垢剂可以有效解决碳酸钙结垢。通过上述研究,积累了从结垢原因分析,结垢位置确定,结垢过程模拟,防垢工艺和设备研发,防垢实践到阻垢效果现场评价一整套经验,可为其他地热井碳酸钙结垢问题的解决提供参考依据。     

热采锅炉结垢模拟及其成分、微形貌研究

为减少湿蒸汽热采锅炉结垢对油田生产造成的损失,设计了模拟湿蒸气发生器来模拟热采生产中的蒸汽产生过程,重点研究锅炉的结垢情况。对模拟油田产生蒸汽的模拟炉中水垢的粉末X射线衍射(XRD)、电子探针波谱成分分析(EP-MA)和扫描电子显微镜(SEM)的研究表明,辐射段水垢主要由蒙脱石、针钠钙石和锥辉石组成,它们形成于相近的水热条件。水垢的XRD研究表明,蒙脱石和针钠钙石垢遍布整个水管,而锥辉石垢主要出现在水管尾部。形成锥辉石中的铁主要来源于水管的腐蚀,当水管表面形成一层水垢后,进水中的微量Fe成为另外一个重要来源。     

塔河油田碳酸盐岩大型隐蔽油藏成藏机理探讨

塔河碳酸盐岩隐蔽油藏是目前中国最大的海相整装油田,油藏类型以大型岩溶缝洞型隐蔽油藏为主,平面上油气分布具有大面积叠置连片不均匀含油特点,纵向上主要富集于奥陶系顶面不整合面之下400m范围之内,无统一油水界面,主要受非均质性极强的次生孔洞缝储集体发育程度控制。其成藏主控因素为：①多期多旋回岩溶(古表生、深埋)及断裂作用形成的孔、洞、缝网络状储集体与上覆有效盖层尤其是石炭系巴楚组泥岩及膏泥岩有效配置是油气成藏的关键;②长期继承性发育的大型阿克库勒凸起及多期断裂系统限制了岩溶储层发育范围,并控制了油气运移、聚集与成藏;③多源长期供烃,早期成藏遭受改造。晚期再次充注调整是塔河重要成藏机制。     

大庆深部致密砂砾岩含气储层产能预测

气层产能预测是气藏工程研究中用于指导气井以及气田合理生产的重要工作和任务,它在气田整体评价和高效开发进程中具有很强的预见性和主动性。讨论了大庆深部致密砂砾岩含气储层的产能与测井响应之间的关系,探讨了根据测井资料应用人工神经网络技术预测含气储层产能的方法。利用已知气井测试结果和测井资料作为网络的训练样本。根据网络学习训练结果,输入储集层的测井资料等静态参数,可预测该储集层的产能。根据这种关系采用神经网络技术实现了测井对产能的预测评价,从而为大庆深部致密砂砾岩含气储层的开发提供了一定的依据。     

碳酸盐岩储层原油裂解过程中的钙、硫分子地球化学研究—同步辐射XANES技术的应用

为了研究碳酸盐岩储层原油裂解过程中硫、钙元素赋存状态的变化,采集塔河油田TK772井奥陶系鹰山组产层的原油,通过半开放实验体系"地层孔隙热压生排烃模拟仪"开展仿真地层条件的成气模拟实验,利用同步辐射X射线吸收近边结物(XANES)技术对固体产物中的硫、钙元素的化学赋存状态进行精确检测。结果表明,原油直接裂解(原油+灰岩实验(系列1))固体产物中含硫化合物以噻吩类和硫酸钙为主,是原油裂解过程中部分噻吩类物质被氧化的结果;含钙化合物以碳酸钙为主。有溶解硫酸盐存在的原油裂解(原油+灰岩+硫酸镁实验(系列2))固体产物中含硫化合物以硫酸钙为主,噻吩类为辅,可能是溶解硫酸盐(硫酸镁)的加入、硫酸盐热化学还原反应(TSR)和溶蚀-沉淀作用共同作用的结果。系列2中伴随着温压的升高,H2S的生成和硫酸钙相对百分含量增加,指示原油裂解过程中发生了硫酸盐热化学还原反应(TSR);硫酸钙的生成和富集表明,TSR过程产生的酸性流体可以对碳酸盐岩储层产生明显的溶蚀作用,同时可能会生成次生膏盐。     

氮气钻井与筛管完井在中浅油层开采中的利用

氮气钻井是使用氮气作为循环介质来冷却钻头并带出井筒内岩屑的钻井工艺技术,一般在深井提速或储层钻进中使用。大庆中浅油层具有低孔渗、低丰度、低产量等特点,采用常规钻井工艺开采会导致储层伤害,大幅降低原油产量。介绍了氮气钻井技术、柴油助返技术以及筛管完井技术在大庆中浅油层中的应用。通过4口井的现场试验和摸索,已经在大庆中浅油层的钻完井中形成了配套技术。还通过现场应用效果分析,说明了氮气钻完井技术在大庆中浅油层开采中的可行性和重要性。     

大庆油田中浅层探井环保钻井技术

为了减少钻井对环境的污染等问题,大庆油田在中浅层探井钻井设计过程中有针对性的进行了优化设计,主要从井身结构设计入手,同时对钻井液设计、钻具组合设计、固井设计一系列的设计方案制定了相应的预防措施和改进。改进后的井身结构设计不仅提高了钻井施工过程中的井控安全性,而且较好地保护了环境,特别是对深层地表水起到一定的保护作用。研究了储层潜在损害方式,分析了钻井保护技术的作用原理、应用情况与取得的效果,经过2010年已钻的15口中浅层油气深下表层探井的后效跟踪,包括整个钻井过程和后续的采油过程,均未发现出现污染地表水和周围环境的现象,较之以前石油钻井更加环保,更加符合日益发展的社会对环境保护的要求,这对保护人类赖以生存的自然环境具有重要意义。     

冀中拗陷古潜山油田水化学研究

冀中拗陷油气田87%的储量产于海相碳酸盐岩古潜山中,在油气生成、运移、集聚和散失的过程中地下水起了重要作用。本文根据50个试样的水化学分析资料,运用对应分析方法对冀中拗陷古潜山油田水进行了分类并初步探讨了水化学成分演化与油气藏形成的关系。     

胜利油田采油污水综合特征及利用评价

胜利油田作为我国石油的重要赋存区,其地热资源也相当丰富。在节能减排的背景下,采油产生的污水由于其相对较高的温度,除了用于回注开采层提高石油采收率,还能用于供暖、洗浴等。通过采集胜利油田济阳坳陷探区19个典型采油联合站分离出的采油污水,分析其水化学组分和微量元素,总结了采油污水的基本水化学特征以及腐蚀性和结垢性趋势。研究结果表明,本次采集的采油污水属于咸水-卤水,矿化度最高可达59.7gL-1,其中锂和锶的含量达到了作为矿水的要求。综合腐蚀性系数和拉申指数评价方法得出采油污水属于强腐蚀性水。结垢性评价结果表明,这些采油污水不会形成碳酸钙垢,也不具备二氧化硅的结垢条件,仅滨南和河口采油厂采油污水有硫酸钙结垢的可能性,综合利用前需要及时预防和处理。采油污水可以用于开采层回注、供暖、洗浴、温室大棚和水产养殖等,一方面可以减少环境污染,另一方面还能改善能源结构,具有良好的社会和经济效益。在综合利用采油污水时,需要考虑其腐蚀性和结垢性,选择合适的预处理方式及管道。