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海上油田穩壓增產 海水得這么注

有了這一技術 再也不用擔心海上水驅用水問題

為提高原油產量,初次開采過程中通過向儲層中注入海水來保持地層壓力,從而提高采油效率;而在二次開采過程中,利用納米過濾(NF)或反過濾(RO)技術對海水進行處理,再采用先進的驅油技術進而提高采收率。為了能更好地滿足海上作業的要求,需研發出更精細、更先進的實驗設備系統。因此,設備制造商和系統供應商將成為未來油氣發展的領軍者。

石油的一個重要來源是由地下富含烴類的多孔地層或裂縫地層所形成的油藏。這些油藏被封閉在斷層內,并受到上覆巖層壓力的作用,其中上覆巖層壓力是由油藏上部巖層的重力引起的。

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一旦油氣層被鉆開并投入開采,油氣層內的壓力平衡狀態將會被打破,地層壓力逐漸下降。當地層壓力大于井底液柱壓力時,原油由儲層中自流至井筒,該過程稱為初次開采。然而,隨著地層壓力的下降,原油自由流動的能量也會隨之減少。在某些井中,當儲層壓力下降至泡點壓力,溶解氣便會從流體中解析出來,并伴隨原油向上運移,從而使得儲層流至井筒的烴類量降低。

提高儲層壓力來提高采收率

通過泵舉或氣舉等方式可提高儲層內烴類的初次采收率。除此之外,還可通過注氣(例如CO2、N2或液化石油氣[LPG])或注液(通常是某種形式的水)等方法,可以使儲層壓力保持在一個最佳狀態。對于海上作業,通常注入含或不含添加劑的海水來維持地層壓力。

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在許多情況下,簡單的重復加壓操作往往是不夠的。理想的情況是注入的介質可驅動原油向生產井方向運移,并能削弱巖石對原油的吸附作用。然而,儲層的非均質性使該過程變得異常復雜。通常,儲層內部發育著大量的斷層或裂縫,使其內部高、低滲透區域交叉分布。特別指出,注入介質總是趨向于沿著阻力最小的路徑運移,則當注入點與生產井之間有捷徑或短路時,注入介質可能會直接沖破地層而進入生產井。因此,雖然海上布置加密井的費用十分昂貴,但有時也是會采用的。

由于注入介質會與地層內原始存在的水和氣體進行混合,因此生產井中會產出水和氣體。這些采出的水和氣體需經處理后再進行循環利用或排放出去。

雖然各儲層特性不盡相同,但從油田生產概況一覽表中可知,隨著油田逐步被開發,其產量也逐漸增加。先進的生產設備和注水井的部署促使油井產量逐漸增加,直至達到一個最佳產量狀態。

起初,由注水而產生的采出水量往往很低或可忽略不計,但隨后采出水量逐漸增加。同時,生產一段時間之后儲層的最佳產量也開始下降。最后,采出水或氣體產量可能會超過原油產量。由于采出水和氣體回注或處理的成本費用等,原油產出比使其收益率降低至邊緣狀態,使得生產商不得不分析研究生產井持續生產的可行性。

二次開采技術有哪些?

有了這一技術 再也不用擔心海上水驅用水問題

為了減小儲層產量的下降速度,工程師研發了氣驅、水驅或提高采收率(EOR)等二次開采技術。其中,EOR是指通過采用先進的技術改變原油的基本特性來達到提高原油采收率的目的。EOR主要包括三種驅油類型,分別為化學驅油(堿驅或膠束聚合物驅)、混相驅油(CO2注入或烴類注入)和熱力采油(蒸汽驅或火燒油層)。

相關技術如下:

-水氣交替注入(WAG)可擴大可動用儲層,改善水驅效果;
-CO2和蒸汽注入改變儲層的酸堿度和溫度;
-蒸汽與溶劑混合;
-低鹽度海水;
-微生物提高采收率技術(MEOR);
-泡沫驅;
-表面活性劑驅;
-聚合物驅;
-多技術混合,例如泡沫輔助水氣交替注入。

有了這一技術 再也不用擔心海上水驅用水問題

由于地質勘探作業可為儲層提供一個更加清晰的地質描述,因此新井眼也可設計為多個注入點與采出點。

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根據油藏特性與地層特征像地層孔隙大小、化學性質和原油密度等選擇注入海水的性質。因此,海水過濾的工藝流程是從最基本的過濾方法到納濾(NF)和反滲透工藝(RO)。其中,納濾工藝可以減少硫酸鹽的注入,從而降低因硫酸鹽與鋇和鍶發生化學反應而引起的剝落以及因硫酸鹽還原菌大量繁殖而引起的變質。而反滲透工藝常用于低鹽度的注入系統,低鹽水可使儲層黏土顆粒表面的雙電層發生膨脹,帶負電荷的黏土顆粒表面會吸引一價陽離子來替換吸附在碳氫化合物上的二價陽離子,使得它們與黏土表面分離而進入地層水中。

海水過濾系統

納濾膜和反滲透膜系統的設計以及它們本身的預處理都對諸如介質或超濾膜等有所要求,使其需要提供合適的增量輸出模塊。同時,其設計的吞吐量大小主要取決于預設注入的最大需求量。

增量模塊作為該系統中吞吐量的一部分,其大小主要受到油藏的注入梯度、下流噴射泵的流量范圍、冷卻裝置、可用的設備及空間等因素的影響。

濾膜系統的使用周期為三年,且這三年是標準濾膜的保修期。因此,自過濾膜投入使用的三年期間,其水質明顯優于規定的實際品質。

為了避免該過程中帶入氧氣例如在誘導氣浮選(IGF)分離器中,所以一般都采用回注氣。然而,注入水通常都來自周圍環境,如脫氣的海水。

整套過濾設備采用了氣提系統、真空系統和脫氣膜系統。然而,簡單可靠的脫氣塔卻是又大又重。因此為更適用于海上作業,應在濾膜系統的體積和重量上予以改善。同時,有史以來真空系統的應用越來越普遍。然而,膜系統的設計及其與下游系統的關系上例如泵的有效凈吸入壓頭(NPSHA)和系統材質等方面,應反復完善,使應用優勢達到最大化。

典型的生產曲線表明,與注入處理系統相關的產品應能夠靈活地滿足低于或高于預期注入量的需求,防止注入水處理系統效率低或者遇到生產瓶頸狀態。通常,生產井的產出液由原油、天然氣、水和固體物質混合而成,因此其需要經過加工分離等流程。在一些設備中,分離出的原油中混有低鹽度水(脫鹽作用),使原油在進入下一步分離器前更具有價值。因此,分離流程的效率深遠地影響著原油的價值。之后,從原油中分離出的廢水將被回注或排放到周圍環境中。

無論如何,廢水都需經進一步的處理。通常,回注對廢水處理的要求是最嚴格的。傳統的分離設備與處理方法有溶氣浮選法(DAF)、誘導氣浮選(IGF)、波紋板攔截器(CPI)、分離器和其他浮選設備、分離鼓、水力旋流器與介質(包括核桃殼過濾器)。陶瓷膜是廢水三級處理過程中的一項新技術,但其效率相對較高。

在資本和運營中,水處理系統是一筆相當大的投入,因此應對這些系統進行持續地優化。為滿足行業需求,某公司將膜過濾元件放置在同一個容器中作為納濾系統與反滲濾系統而研發出一個體積較小的系統。這個優化設計系統有著最小的體積和最輕的重量。

現如今,涌現出的多種技術都是為了滿足提高采油效益的需求。這些技術的持續發展將促使更多的油氣從儲層中被開發出來。由此可見,設備制造商與系統供應商將一直引領油氣行業朝著利益最大化的方向發展。

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