由中国化工学会精细化工专业委员会、中际油化(北京)信息中心联合举办的“第二届中国油田化学品开发应用研讨会暨全国油田化学品行业联合会成立大会”于2007年9月16—20日在新疆乌鲁木齐市召开,来自国内外从事油田化学品的科研、设计、生产、大专院校等共80多家单位,近130位专家、教授、科研工作者、销售人员等出席了会议。中国化工学会精细化工专业委员会主任委员、秘书长王大全教授级高工主持了会议并进行开幕式讲话,还做了关于“京都议定书”与二氧化碳绿色化”报告;吐哈石油勘探开发指挥部赵明方指挥做了关于“深层稠油抗盐化学降粘举升技术研究”报告;爱森絮凝剂(中国)有限公司Ludvig Gil油田部经理做了“优化聚合物驱相对分子量”报告;山东师范大学 辛寅昌教授做了关于“复合降摩阻性能研究”报告;大庆油田建设设计研究院吴迪总工程师做了关于“强碱体系三元复合驱采出水悬浮固体去除困难的原因和对策”报告;中国石油勘探开发研究院朱怀江主任做了关于“新型深部液流转向剂的应用初见成效”报告;胜利油田设计研究院方洪波副总工程师做了关于“含聚合物污水资源化利用处理技术”报告;科莱恩贸易(中国)有限公司李冬成(经理)做了关于“科莱恩公司产品与技术在油气田开采中的应用”报告;大庆东昊投资有限公司陈卫民总工程师做了关于“三次采油用重烷基苯磺酸盐生产过程控制”报告;大庆沃太斯化工有限公司赵力总经理做了关于“生物技术采油研究进展”报告;中科院成都有机化学有限公司冯玉军教授做了关于“聚丙烯酰胺“水包水”乳液—类新型“绿色”油田化学品”报告;四川大学高分子研究所刘双成教授做了关于“从油田化学杂志谈油田化学品行业”报告;北京恒聚化工集团王志尧总经理做了关于“聚合物在油田的应用介绍”报告;中国石油大学提高采收率中心彭博教授做了关于“原油活性组份的界面行为与油田表面活性剂的设计”报告;美国雪佛龙菲利普斯化工贸易(上海)有限公司余永平经理做了关于“HE耐高温、高盐驱油聚合物及其应用”报告。 会议总结了中国油田化学品近年来取得的成绩,推介了所取得的成果、新技术新产品;会议研讨了关于中国油田化学品行业的热点和难点问题;明确了发展绿色高新油田化学品的主攻方向。并召开了“全国油田化学品行业联合会”成立大会,联合会有关副理事长、理事、会员代表做了发言,与会代表一致通过“全国油田化学品行业联合会”有关章程,大家有信心在联合会的带动下,组织全国油田化学品行业进行产学研的技术攻关,进行科技创新,特别是原始创新,组织国内外的技术交流与合作,技术和产品的市场推广和协调,协助政府组织反倾销工作。为提高我国油田化学品的水平,为提高我国油田勘探、开发、钻采、集输、储运的技术水平,增加产量、节能降耗,提高经济效益和社会效益,参与国际竞争做出新的贡献。 经研究决定于2008年4月下旬在深圳市举办“第三届中国油田化学品开发应用研讨会暨全国油田化学品行业联合会年会”我国油田化学品的现状与发展前景(一)郭东红中国石油勘探开发研究院油田化学研究所,北京100083摘 要:综述了钻井液处理剂、三次采油用油田化学剂、特殊油气田开采用化学剂和三次采油采出液破乳剂的研究与应用现状、现存问题和发展趋势。驱油用表面活性剂的发展趋势是改进传统表面活性剂、开发新型表面活性剂和研究表面活性剂复配技术。在稠油热采方面应用的表面活性剂应提高耐温性,研制高效、环保的破乳剂是三次采油采出液破乳剂的发展趋势。我国油田化学品的现状与发展前景(二)郭东红中国石油勘探开发研究院油田化学研究所,北京100083摘 要:表面活性剂在油气田开发中的应用非常广泛,这里主要介绍以下4种在特殊油气田开采方面的应用:①在稠油热采方面的应用;②在稠油化学吞吐(冷采)方面的应用;③在低渗透油田降压增注方面的应用;④在气井开采方面的应用。
最近几年国内精细化工行业都在关注一个问题:21世纪精细化工的发展趋势。自从20世纪90年代后期以来,我国决定加大在能源、信息、生物、材料等高新技术领域的投资力度,化工作为传统产业没有被列入国家优先发展的行列,而被有的人归于夕阳工业。但事实并非如此,特别是我们精细化工,由于它在国民经济中的特殊地位,由于它和能源、信息、生物化工以及材料学科之间的紧密联系,它在我国现代化建设中的作用将愈来愈重要,而成为不可替代、不可或缺的关键一环。 在这里我充满信心地告诉大家,精细化工在中国、乃至在世界,依然是朝阳工业,前景一片光明。 一.精细化工在国民经济中的地位 我们都知道精细化工是生产精细化学品的化工行业,主要包括医药、染料、农药、涂料、表面活性剂、催化剂,助剂和化学试剂等传统的化工部门,也包括食品添加剂、饲料添加剂、油田化学品、电子工业用化学品、皮革化学品、功能高分子材料和生命科学用材料等近20年来逐渐发展起来的新领域。中国是个人口大国,十多亿人的生存与生存质量与精细化工息息相关。增加粮食产量,需要多种高效低毒的农药、植物生长调节剂、除草剂、复合肥料;抵疾病需要多种医药、抗生素;石化工业生产需要催化剂、表面活性剂、油品添加剂和橡胶助剂等。服装、丝绸工业需要高质量的染料、纺织助剂、颜料;美化环境、改善居住条件需要不同的涂料、黏合剂;据报道一台电视机与2000多种化学品有关,其中绝大部分是精细化学品。 正由于精细化工对国民经济和人民生活的重大贡献,被我国先后列为“六五”、“七五”、“八五”和“九五”国民经济发展的战略重点,并作为七大重点工程之一来抓。经过20多年的努力,我国精细化工得到了长足的发展。目前我国精细化工企业总数已达11000余家,传统领域精细化工企业7000多家,其中染料、颜料企业1525家,农药及其制剂加工企业1243家,涂料生产企业4544家;新领域精细化工企业3900家. 精细化工行业总产值达1200亿元,其中新领域精细化工产值为600~700亿元。许多精细化工产品产量如染料、农药等居世界前列。有部分精细化工产品已能满足国内需求。 精细化工的发展,促进了其它行业如农业、医药、纺织印染、皮革、造纸等衣、食、行和用水平的提高,同时为这些行业带来了经济效益的提高。 精细化工的发展,为生物技术、信息技术、新材料、新能源技术、环保等高新技术的发展提供了保证。 精细化工的发展,直接为石油和石油化工三大合成材料(塑料、橡胶和纤维)的生产及加工、农业化学品的生产,提供催化剂、助剂、特种气体、特种材料(防腐、防高温、耐溶剂)、阻燃剂、膜材料,各种添加剂,工业表面活性剂、环境保护治理化学品等,保证和促进了石油和化学工业的发展。 精细化工的发展,提高了化学工业的加工深度,提高了大的石油公司、大的化工公司的经济效益。 精细化工的发展,提高了国家的化学工业的整体经济效益,增强了国家的经济实力。 当今,精细化工已成为世界化学工业发展的战略重点之一,也是化学工业激烈竞争的焦点之一。因此国家经贸委在“十五”工业结构调整规划纲要中指出:化学工业的发展是以“化肥、农药和精细化工为重点”。化肥和农药直接与粮食生产有关,所以精细化工和粮食生产一样重要,只能立足于国内,不能依赖于国外,关系国计民生的、不可或缺的重要经济部门。 二.国内外精细化工的发展现状 据统计全球500强中有17家化工企业,其中前几位是美国杜邦公司、德国巴斯夫公司、赫斯特公司和拜尔公司,美国的道公司以及瑞士的汽巴—嘉基公司等。它们都有百余年的历史,在20世纪70年代以前都大力发展石油化工,后来逐渐转向精细化工。德国是发展精细化工最早的国家。它们从煤化工起家,在20世纪50年代以前,以煤化工为原料的占80%左右,但由于煤化工的工艺路线和效益不佳,1970年起以石油为原料的化工产品比例猛增到80 % 以上。 杜邦公司是世界上最大的化学公司,成立于1802年。它从1980年前后才从石油化工大幅度地转向精细化工,比德国和日本起步晚,但发展速度却很快。该公司对以往通用产品以提高质量、降低成本和提高市场竞争力为目标,80年代以来,扩大了专用化学品的生产,主要为农药、医药、特种聚合物、复合材料等精细化工产品的生产。该公司的长远目标为发展生命科学制品,为保健品、抗癌、抗衰老等药物和仿生医疗品,1995年该公司利润为33亿美元。
摘要:通过几种成膜助剂与乳液相容性的考察,讨论了其对乳液的粘度、冻融稳定性、贮存稳定性、最低成膜温度及涂料性能的影响。关键词:成膜助剂在乳胶漆中的应用 ;应用1前言建筑涂料在涂料工业中占有很重要的地位,目前,国内建筑涂料在涂料中的比重日渐增大。随着人们生活水平的口益提高.对建筑用乳胶漆的质量要求也越来越高,而涂料成膜的好坏直接影响涂层的性能。一般人们认为乳胶漆在较短的时间内就能完全成膜,而忽略了各个成膜阶段的温度控制,特别是外用乳胶漆在施工后的温度变化较大,使最终涂层的性能不理想,如光泽下降、附着力差、耐擦洗性差、耐沾污性不良、耐候性不理想等等。有效地添加成膜助剂,可较大幅度地降低成膜温度,是改善乳胶漆低温施工性能的有效措施。本文对几种成膜助剂在乳胶漆中的应用进行了一系列实验,对建筑用乳胶漆的配方设计具有一定的参考作用。2实验部分与溶剂型涂料不同,乳胶漆的成膜机理一般分为以下过程:第一,充填过程。乳胶漆施工后,水分挥发,当乳胶微粒占膜层74%(体积)时,微粒相互靠近而达到密集的充填状态。组分中的乳化剂及其他水溶性助剂留在微粒间隙的水中。第二,融台过程。水分继续挥发,高聚物微粒表面吸附的保护层破坏.裸露的微粒相互接触,其间隙愈来愈小,至毛细管径大小时,由于毛细管作用,其毛细管压力高于聚合物微粒的抗变形力,微粒变形,最后凝集、融合成连续的涂膜。这一过程是乳液能否成膜的关键,若乳液颗粒的玻璃化温度(Tg)较高(为了使涂膜具有良好的机械性能,耐候性和耐沾污性,Tg值一般不能太低),在较低环境温度下,就很难变形,从而会使融合过程受阻,导致不能成膜,这时往往需要用成膜助剂协助成膜。第三,扩散过程。残留在水中的助剂逐渐向涂膜扩散,并使高聚物分子长链相互扩散,形成具有良好性能的均匀涂膜。成膜助剂是一种可以挥发的暂时性增塑剂,能促进乳胶粒了的塑性流动和弹性变形,改善其聚结性,可在广泛的施工温度范围内成膜、理想的成膜助剂应具有下列特性:作为聚合物乳液的良溶剂,可降低聚台物的最低成膜温度;在水巾溶解性小;具有-定的挥发性,成膜过程中能滞留在涂膜中发挥作用,成膜后全部挥发,不影响涂膜性能;不影响乳液的稳定性。成膜助剂的种类很多,包括醇类(如笨甲醇)、酯醇类(如Texanol酯醇等)、醇醚类(如乙二醇丁醚、丙二醇苯醚等)、醇醚酯类(如己二醇丁醚醋酸酯等)等。常用的成膜助剂有Texanol酯醇、苯甲醇(BA)、乙二醇丁醚(EB)、丙二醇苯醚(PPH)。以下就这几种常用的成膜助剂进行比较试验。2.1主要仪器设备最低成膜温度仪(日本理学工业公司,IV605)2.2试验用的乳液本试验采用在国内具有代表性、使用广泛的纯丙、苯丙、醋丙、叔醋等乳液,如长兴、巴斯夫、联碳、国民淀粉、罗门哈斯、江苏口出集团、北京东方化工J一、北京通州互益化工厂、北京振翔贸易公百公司、山东青州宝达化工厂、北京科信工业贸易有限责任公可等的产品,因篇幅关系,本文仅提供部分试验数据。2.3成膜助剂在乳液及涂料中的性能试验相容性试验:乳液与成膜助剂Texanol酯醇、苯甲醇、乙二醇丁醚、丙二醇苯醚直接混合,搅拌均匀,观察乳液的性状。乳液粘度的测定:在相容性正常的乳液中加人成膜助剂后测定其牯度,观察粘度变化情况。乳液摄低成膜温度的测定:将可相容的乳液与几种成膜助剂混合,测定其最低成膜温度(MFT)。乳液冻融稳定性试验:将相容性正常的乳液加入相应量孔液最低成膜温度降至0℃的最你用量)的Texanol、BA、EB和PPH成膜助剂.于-10%的冰箱中放置16h取出后于标准条件(室温23±2℃,相对湿度50±5%)下放置8h,如此反复5个循环,观察乳液最终状态。乳液贮存稳定性试验:将相容性正常的乳液加入相应量(乳液最低成膜温度降低至0℃的最低用量)的Texanol酯醇、苯甲醇、EB、PPH成膜助剂,在标准条件(室温23±2℃,相对湿度50±5%)下放置3个月,定期观察乳液的状态,测定其粘度、pH值。2.4涂料的性能检测选用不同的成膜助剂(Texanol、EB、PPH和BA),比较其对涂料性能的影响。PPH和BA不能直接加入,将其与醇类溶剂混合,在配漆过程中缓慢滴加,以防止造成絮凝;EB若在搅拌情况下缓慢加入,可不与醇类溶剂混合,但加入速度应缓慢。依据国家标准GB/T9755—95进行性能测试(耐老化性除外),在耐擦洗性方面Texanol酯醇有比较突出的优势,很可能是因为其他成膜助剂与纯丙乳液的相容性不好,影响了乳液成膜,从而对涂料的性能造成影响。生产时应注意成膜助剂不能添加太快,以免产生絮凝而影响涂料的性能。3结果与讨论3.1成膜助剂与乳液的相容性成膜助剂与乳液的相容性试验结果:BA、EB、PPH在6512苯丙乳液中相容性好,PPH在除纯丙乳液外的其他乳液中相容性好,但这几种成膜助剂都要缓慢滴加。否则也容易造成絮凝。对于纯丙乳液,加人此三种成膜助剂都会产生絮凝,有时可以将这几种成膜助剂与醇类溶剂混合后加到乳液中,以免造成破乳。Trexanol酯醇与我们收集到的任何一种乳液的相容性都很好,且添加方式简易,不容易造成破乳,对乳液具有普遍性。3.2对乳液粘度的影响加入成膜助剂后,乳液的粘度基本上都有所增大。这是因为成膜助剂会软化乳液粒子,乳液粒子溶胀而变大,只要加量适当,不会影响乳液的使用。但是,由于乳液粒子的溶胀,其表面上起保护作用的表面活性剂及保护胶体的浓度相应降低.甚至被大量成膜助剂取代,而使乳液不稳定。3.3对乳液MFT的影响成膜助剂对乳液MFT的影响:对于相容性好的乳液,要达到最低成膜温度O℃时的成膜助剂的用量,对于苯丙乳液,加入苯甲醇的用量比。Texanol酯醇小,这可能是因为相似相容原理,苯甲醇能在最大程度上软化苯丙乳液粒子,使之以较少的用量就将乳液的最低成膜温度降至0℃,但其毒性较大,对其他类型的乳液相容性也较差,必须与醇类溶剂配合使用。EB可溶于水,加到乳液中后,不易与乳液粒子接触,所以其用量相应要大些,但由于其挥发速度与水相当,甚至更快,所以对成膜不利。进而影响涂层的性能。PPH对苯丙乳液的效果好些,但由于其在水中的溶解度略大,不易与乳液粒子接触。因此,对于PPH可相容的乳液,与Texan0l酯醇效果差不多,但对十纯丙乳液或其他类型的乳液,Texanol酯醇在加入方式上比其他成膜助剂简易,且用量不大。3.4对乳液冻融稳定性的影响加入成膜助剂对乳液的冻融稳定性有一定影响。经过5次循环以后,乳液均凝聚,其原因是成膜助剂使乳液粒子溶胀,且使保护胶体浓度相应降低的缘故,所以若用成膜助剂与乳液配制成基料再使用,就要注意不能在低温下放置贮存。3.5对乳液贮存稳定性的影响成膜助剂对乳液的贮存稳定性没有影响(仅针对相容性好的乳液),随着时间的推延,有些乳液的pH值略微下降,这是中和乳液时所用的氨水挥发所致。乳胶漆成膜机理:乳胶漆涂料的成膜分为三个过程,乳胶颗粒紧密堆积,乳胶颗粒融结、聚合物链端相互扩散。乳胶漆涂布于基底上,涂料中挥发分(主要为水分)外蒸内吸,涂料固含量不断增加,颗粒相互接近最后达到最紧密的堆积。干燥继续进行,覆盖于乳胶颗粒表面的吸附层被破坏,裸露的聚合物颗粒表面直接接触,在聚结溶剂的溶涨溶解作用下,颗粒软化变形融结而成连续薄膜。乳胶颗粒融结同时和之后,聚合物表面的链端分子相互渗透、扩散,涂膜进一步均匀化。乳胶漆成膜与天气状况关系很大,高温、大风,低湿度,低温、过度潮湿等都将导致乳胶粒子成膜不良,影响涂膜性能。
酸化工艺简介
酸化是以酸作为工作液对油气(水)层进行增产(注)措施的总称。是通过井眼向地层注入一种或几种酸液(或酸性混合液)以溶解地层中的矿物质,从而恢复或增加井筒附近的渗透率,从而使油气井增产(或注水井增注)的一种工艺措施。
酸化作为一种增产措施始于1895年。目前,酸化技术成功地应用于常规油气层增产改造,并可以对高温深井、低压低渗油井、高含硫井、高孔低渗储层及复杂结构井等进行有效作业,在油气田的勘探开发中起着重要作用。
(1)酸化工艺分类
酸化按不同工艺可分为:酸洗、基质酸化及压裂酸化(李颖川,2002)。
1)酸洗:酸洗是清除井筒中的酸溶性结垢或疏通射孔孔眼的工艺。它是将少量酸定点注入预定井段,溶解井壁结垢物或射孔眼堵塞物。也可通过正反循环使酸不断沿井壁和孔眼流动,以此增大活性酸到井壁面的传递速度,加速溶解过程。
2)基质酸化:基质酸化是在低于岩石破裂压力下将酸注入储层中,使酸基本沿径向渗入储层,溶解孔隙空间内的颗粒及堵塞物,从而消除井筒附近储层污染,恢复和提高储层渗透率,达到恢复油气井产能和增产的目的。
3)压裂酸化:压裂酸化(酸压)是将酸液在高于储层破裂压力或天然裂缝的闭合压力下挤入储层,从而形成裂缝。酸液会与裂缝壁面岩石发生反应,由于酸液非均匀的刻蚀缝壁,会形成沟槽状或凹凸不平的刻蚀裂缝,施工结束裂缝不能完全闭合,从而形成具有一定几何尺寸和导流能力的裂缝,达到改善油气井的渗流状况而增产的目的,该工艺一般只用于碳酸盐岩油气层。
(2)增产原理
1)基质酸化增产原理。基质酸化增产作用主要表现在:
A.酸液挤入孔隙或天然裂缝与其发生反应,溶蚀孔壁或裂缝壁面,增大孔径或扩大裂缝,提高储层的渗流能力。
B.溶蚀孔道或天然裂缝中的堵塞物质,破坏泥浆、水泥及岩石碎屑等堵塞物的结构,疏通流动通道,解除堵塞物对储层的污染。
2)压裂酸化增产原理。压裂酸化是碳酸盐岩储层增产措施中应用最广的工艺。压裂酸化的增产原理主要表现在:
A.消除井壁附近的储层污染。
B.压裂酸化溶蚀裂缝增大油气沿井内渗流的渗流面积,改善油气的流动方式,增大井附近油气层的渗流能力。
C.沟通远离井筒的高渗透带、储层深部裂缝系统及油气区。
无论是在近井污染带内形成通道,或改变储层中的流型都可获得增产效果。小酸量处理可消除井筒污染,恢复油气井天然产量,大规模深部酸压处理可使油气井大幅度增产。
酸岩反应动力学原理
(1)酸与碳酸盐岩的化学反应
在酸压过程中,主要化学反应是盐酸与石灰岩以及白云岩间的反应。
中国海相油气勘探理论技术与实践
通过上述的化学反应方程可以计算出给定体积的酸液溶蚀岩石的体积,从而确定出酸液的溶解力Xc,即单位体积的反应酸所溶解的岩石体积。质量溶解力β(单位质量反应酸可溶解的岩石质量)定义为:
β=岩石矿物分子量与其化学当量系数的乘积/酸分子量与其化学当量系数的乘积
(2)酸-岩反应机理
酸与碳酸盐岩的反应为酸-岩复相反应,反应只在液固界面上进行,因而液固两相界面的性质和大小都会影响复相反应的进行。假设酸岩反应过程中包含吸附作用步骤,因而酸与碳酸盐岩的反应历程可描述为:首先H+向岩石表面传递;然后被吸附的H+在岩石表面反应;最后反应产物通过传质离开岩石表面。上述三个步骤中速度最慢的一步为整个反应的控制步骤,它决定着总反应速率的快慢。
酸液中的H+在岩面上与碳酸盐岩的反应,称为表面反应。对石灰岩储层来说,表面反应速度非常快,几乎是H+一接触岩面,反应立刻完成。H+在岩面上反应后,就在接近岩面的液层里堆积起生成物Ca2+、Mg2+和CO2气泡等反应产物。岩面附近这一堆积生成物的微薄液层,称为扩散边界层,该边界层与溶液内部的性质不同。溶液内部,在垂直于岩面的方向上,没有离子浓度差;边界层内部,在垂直于岩面的方向上,则存在有离子浓度差,由于在边界层内存在着上述离子浓度差,反应物和生成物就会在各自的离子浓度梯度作用下向相反的方向传递。这种由于离子浓度差而产生的离子移动,称为离子的扩散作用。
在离子交换过程中,除了上述扩散作用以外,还会有因密度差异而产生的自然对流作用。实际酸处理时,酸液将按不同的流速流经裂隙,H+会发生对流传质。尤其是裂隙壁面十分粗糙,极不规则容易形成旋涡,酸液的流动将会产生离子的强迫对流作用。
总之,酸液中的H+是通过对流(包括自然对流和一定条件下的强迫对流)和扩散两种形式,透过边界层传递到岩面。H+透过边界层达到岩面的速度,称为H+的传质速度。
(3)酸-岩反应动力学参数的确定
酸岩反应动力学参数是酸化设计及分析酸岩反应速度规律的重要参数,这些参数一般通过室内实验来确定。
根据质量作用定律,在一定的温度、压力下化学反应速率与反应物浓度的一定方次的乘积成正比。在酸岩反应中岩石的浓度可视为定值,反应系统的酸岩反应速率可表示为:
中国海相油气勘探理论技术与实践
式中:J为酸-岩反应速率,单位为mol/(s·cm2);V为反应的酸液体积,L;S岩盘反应表面积,cm2。K为反应速率常数,C为酸液浓度,m为反应级数。对上式两边取对数,得:
中国海相油气勘探理论技术与实践
反应速率常数K和反应级数m在一定条件下为常数,对和1gC进行线性回归处理,求得m和K值,从而确定酸岩反应动力学方程。温度对反应速率的影响很大,特别是深井高温酸压施工设计时常常要利用不同温度条件下的动力学参数。根据Arrhenius理论,由恒温下的反应动力学方程得到:
中国海相油气勘探理论技术与实践
式中:Ko为频率因子;Ea为反应活化能;R为气体常数;T为绝对温度。对方程两边取对数得到
中国海相油气勘探理论技术与实践
将1gJ对1/T作图应为一直线。直线斜率为-(Ea/),截距为1g(KoCm),从而可求出Ea、ko值。根据对流扩散微分方程,求得如下方程:
中国海相油气勘探理论技术与实践
式中:De为H+有效传质系数;v为酸液平均运动黏度;ω为旋转角速度;Cr为时间为t时酸液内部浓度,mol/L。
(4)影响酸-岩反应速度的因素
影响酸-岩反应速度的因素很多,下面主要谈下温度、面容比、岩石类型、酸液浓度、酸-岩系统的酸液流速以及压力等是影响酸-岩反应速度的主要因素。
在低温条件下,温度变化对反应速度变化的影响比较小;高温条件下,温度变化对反应速度的影响较大。例如,温度由20℃增加到30℃,反应速度增加倍;温度由90℃增加到100℃,反应速度增加了倍。温度较高时,反应速度很快,酸液有效作用距离有限,若不采取措施,很难取得较好的酸化效果。
面容比表示酸-岩系统中岩石的反应面积与参加反应的酸液体积的比值。面容比越大,一定体积的酸液与岩石接触的分子就越多,发生反应的机会就越大,反应速度就越快。
一般而言,酸与灰岩的反应比与白云岩的反应速度要快。另外,在碳酸盐岩中泥质含量较高时,反应速度相对变慢。
反应速度与酸液内部H+浓度成正比。采用强酸时反应速度快,采用弱酸时反应速度慢。虽然采用弱酸处理可延缓反应速度,对扩大酸液处理范围有利,但从货源、价格及溶蚀能力方面来衡量,盐酸仍是酸化应用最广泛的酸。
酸-岩反应速度随酸液流速增大而加快,但在酸压中随着酸液流速的增加,酸-岩反应速度增加的倍数小于酸液流速增加的倍数,酸液来不及完全反应,已经流入储层深处,故提高注酸排量可以增加活性酸深入储层的距离。酸压施工时在设备及井筒条件允许和不压破邻近盖层和底层的情况下,一般充分发挥设备的能力,以大排量注酸。
反应速度随压力的增加而减缓。但是压力对反应速度的影响不大,特别是压力高于后可以不考虑压力对酸-岩反应速度的影响。
由以上分析可知,影响酸-岩反应速度的因素很多也很复杂。为此,延缓反应速度的方法和途径也是各式各样的。如造宽裂缝降低面容比、采用高浓度盐酸酸化、采用弱酸处理、洗井井底降温、提高注酸排量等均是现场已采用的工艺措施。
酸液体系及添加剂
(1)常用酸液
随着酸化技术的发展,酸化用酸液越来越多,常用的酸可分为无机酸、液体有机酸、粉状有机酸、多组分(或混合)酸或缓速酸等类型。每类酸的常用品种及特点和适用条件见表3-28(李颖川,2002)。
表3-28 常用酸型
(2)常用酸液添加剂
为了改善酸液性能,防止酸液对储层产生伤害,需要在酸液中加入某些化学物质,这些化学物质统称为添加剂。常用添加剂的种类有:缓蚀剂、助排剂、黏土稳定剂、铁离子稳定剂、表面活性剂等,有时还加入增黏剂、减阻剂、暂堵剂、破乳剂、杀菌剂等(李颖川,2002;丁云宏,2005)。
1)缓蚀剂。用酸液对碳酸盐岩地层处理时,酸对金属有很强的腐蚀作用。由于酸直接与储罐、压裂设备、井下油管、套管接触,特别是深井井底温度很高,而所用的酸的深度又比较大时,会给这些设备带来严重的腐蚀。缓蚀剂是通过物理或化学吸附而吸附在金属表面,把金属表面覆盖,使酸溶液中的H+难以接近,从而使腐蚀速度降低。因而影响覆盖面积大小的因素以及影响吸附难易的因素都会对缓蚀效果有明显影响。缓蚀剂性能评价方法详见行业标准SY/T5405—1996,现场使用的部分缓蚀剂性能参数见表3-29。
2)黏土稳定剂。加入黏土稳定剂作用是防止酸化过程中酸液引起储层中黏土膨胀、分散、运移造成对储层的污染。常用的黏土稳定剂主要有以下几类:简单阳离子类黏土稳定剂(KCl、NH4C1);无机聚阳离子类黏土稳定剂(羟基铝及锆盐,氢氧化锆);聚季铵盐。国内常用黏土稳定剂及用量见表3-30。
表3-29 现场使用的部分缓蚀剂性能参数
表3-30 国内常用黏土稳定剂
3)助排剂。酸化液的注入和残酸的返排都与液体的表面张力有关。酸化液和残酸的表面张力愈大,则毛细管力愈大,在地层孔隙中的流动阻力愈大。流动阻力大则酸化液的注入速度降低,影响酸化效果;同理如果残酸的表面张力大则返排时的流动阻力大,造成返排困难或不彻底,形成水锁,抑制油气的产出。因而酸化工作中必须加入助排剂。助排剂能够提高液体的返排能力,降低残余液体对储层的二次伤害。常用助排剂及性能参数见表3-31。
4)铁离子稳定剂。为了防止酸液中引入铁离子(Fe2+和Fe3+)和油层本身含有的铁化合物生成氢氧化铁沉淀造成储层堵塞而加入的化学物质叫铁离子稳定剂。铁离子稳定剂可以分为三类:pH控制剂、螯合剂、还原剂。pH值控制剂是通过控制pH值的方法防止沉淀,主要是向酸液中加入弱酸,由于弱酸的反应非常慢,以至盐酸反应完后残酸仍然维持很低的pH值。螯合剂是与酸液铁离子结合生成溶于水的络合物,使之稳定在溶液中。比较常用的螯合剂有柠檬酸、EDTA和NTA。还原剂是将三价铁离子还原为二价铁离子,防止三价铁离子沉淀。从而减少了氢氧化铁沉淀的机会。常用的铁离子稳定剂及其性能见表3-32。
表3-31 国内常用的助排挤及其性能参数
表3-32 常用的铁离子稳定剂及其性能
5)破乳剂。原油中的蜡质和胶质沥青质是天然的乳化剂,当酸与油接触以后会发生乳化,乳化液的黏度会很大,流动性能差,造成乳堵,使酸液的注入和残酸的返排变得困难,残酸返排不彻底将影响原油的生产,因此酸化液应具有一定的防乳破乳能力。常用的破乳剂有阴离子型活性剂如烷基磺酸钠,非离子型如聚氧乙烯辛基苯酚醚等。常用的破乳剂及其性能参数见表3-33。
表3-33 常用的破乳剂及其性能参数
6)稠化剂。稠化剂也称为胶凝剂,在酸液中加入这种物质以后能够提高酸液的黏度,常用的增黏剂多为一些高分子聚合物。以前使用的稠化剂由于在高分子共聚加工的原因,稠化剂加量大而且黏度低。现在的稠化剂经过改进以后,黏度相对提高,用量也下降。一般为1%~2%。常用的酸化稠化剂及性能见表3-34。
酸压中的蚓孔及滤失现象
(1)蚓孔
酸液在酸压裂缝内流动时,有少数较大的岩石孔洞或天然裂缝首先受到过量酸液的溶蚀而发生高速的酸岩反应,使岩石矿物发生溶蚀并形成特定的溶蚀通道,甚至会在原有的岩石孔隙基础上形成“酸蚀蚓孔”,最终形成局部高渗透率的通道(据Wang,1993),也就是现在常提到的“蚓孔”。
Hoefner和Fogler(1988)采用向石灰岩岩样酸蚀后的蚓孔内注入低熔点合金的方法得到了真正意义上的蚓孔铸体模型(图3-171),展示出了酸蚀模式的复杂形态。
表3-34 常用的酸化稠化剂及性能
(2)基质酸化中的蚓孔效应及控制
1)基质酸化中的酸蚀蚓孔。基质酸化施工时,酸液按径向流入目的层,形成的酸蚀蚓孔也沿井筒发散分布,2000年Fred研究表明,不同注酸条件下将产生不同的酸蚀形态。低排量下产生均匀溶蚀对酸化施工没有效果,而高排量下形成的高度分枝结构将浪费大量酸液且不能产生高导流能力的大孔径酸蚀蚓孔,只有在合适的注酸条件下才会形成理想的酸蚀主蚓孔。
2)基质酸化中蚓孔效应的控制。对于碳酸盐岩基质酸化而言,主要的目标是有效促进酸岩反应形成单一主蚓孔。从而实现少酸量、深穿透。可以在室内实验基础上优化注酸条件组合,设计最优的施工排量,选择合适酸液类型、酸液浓度和注酸方式。对于温度较高的碳酸盐岩地层着重应考虑缓速和降滤失。
图3-171 蚓孔铸体模型
(3)酸压中的蚓孔效应及控制
1)酸压中的蚓孔效应。酸压中由于形成酸蚀蚓孔,酸液滤失表现为裂缝壁面向基质的滤失和酸蚀蚓孔引起的滤失。在两者的共同作用下产生大量不稳定的酸液滤失,从而使得酸液的有效穿透举例大大减小。酸蚀蚓孔滤失是主控因素,它不仅是在原有的微裂缝和原生孔洞的基础上进一步增大主干蚓孔的孔隙空间,同时还包括向蚓孔岩石壁面的对流而产生次生蚓孔和多分支小蚓孔。然而,酸液滤失量主要受酸液的黏度和酸蚀蚓孔扩展速度的影响,其中酸液的黏度又受到微裂缝和蚓孔中温度以及剪切效应的影响。
2)酸压中蚓孔效应的控制。酸压中施工排量较高、施工压力较大,因此蚓孔的形成是不可避免的,且蚓孔的扩展比基质酸化加剧。同时为了取得较长的裂缝和沟通远井地带的油气,必须提高排量。这样使得蚓孔的控制更为复杂。国内外主要从液体体系和施工工艺两个方面来控制酸压中的蚓孔效应,采用非常规液体体系代替常规酸液体系。如缓速酸、稠化酸等,主要机理是通过降低酸岩反应速率来降低蚓孔的扩展速度,从而增加酸蚀有效作用距离。同时也采用多级交替注入和闭合裂缝酸化等工艺来降低蚓孔效应的影响。
酸化施工设计
(1)选井选层
酸化处理效果虽然与施工工艺、施工参数有一定的关系,但是起决定作用的还是地质因素。选井选层的总目的是改造中低渗层、提高产能;对于勘探而言,还可以起到正确认识和评价油气层的作用。
为了取得较好的增产效果和提高措施的成功率,选井选层方面应该遵循以下一些原则:①应优先选油气显示好,而试油效果差的层。如果不能投产的原因是泥浆堵塞,应进行解堵酸化;堵塞严重者可考虑进行中小型酸压;②邻近井产量高而本井的产量低或无产量的井应该优选;③井低产的原因如果为井底附近缝洞不发育,可以进行大中型酸压,特别应该选择高产井旁边的低产井进行酸压;④对于油水(气)边界的井,或存在气水夹层的井应该慎重对待,可进行常规酸化,不宜进行酸压;⑤对于有多产层的井而言,一般应首先要处理低渗透层。
(2)酸化施工设计
1)解堵酸化设计。对于裂缝性碳酸盐岩油气层,如果近井地带存在堵塞,且堵塞范围不大时可采用解堵酸化来处理。酸液可以破坏泥浆的胶体结构,从而使泥浆变稀排出地层。一般有一定生产能力的油气层,遭受泥浆侵害后产量低或不能投产,经过小酸量处理后,产量可以成几倍或几十倍的增加。
解堵酸化设计主要要确定酸液用量及浓度、挤酸压力和排量及返排时间3个工艺参数。
A.用酸量及酸液浓度。实践表明,以微裂缝为主的产层,解堵实际挤入地层的酸量10m3以下为宜,变化范围为3~10m3。构造裂缝为主的产层,用酸量宜大一些,一般6~40m3,由于裂缝性地层缝洞发育的不均一性,按打开井段长度考虑用酸量没有意义,宜根据地层吸收能力、油(气)层裸露或射开的厚度、钻井用泥浆比重及其在地层中浸泡的时间并结合经验数字来确定。酸浓度以10%~15%为宜,如果岩性较致密可用更高的浓度,反之可以适当的降低浓度。
B.挤酸压力和排量。为了解除整个油气层段上的堵塞,必须使酸液能够均匀的进入到地层纵向各个井段,避免酸液单点突入。应控制泵压高于地层初始吸收压力,但低于地层破裂压力及管套容许压力。排量应在保证酸液均匀进入地层各井段的条件下尽快地挤入地层,以扩大处理范围,应根据地层的吸收能力而变化。
C.返排时间。为了避免残酸反应产生二次沉淀及防止残酸中不溶物质的微粒重新堵塞地层孔道,挤酸完毕后,应立即开井排液。白云岩地层反应速度较灰岩慢,可以根据具体实验情况,适当关井一段时间后开井排液。
2)压裂酸化设计(据李颖川,2002)。压裂酸化工艺很多,设计的步骤和方法大致一样。这里简单介绍酸压设计方法和步骤。
A.酸化处理设计应收集的资料。完善的酸化处理设计应收集下列数据项;井的数据、储层参数、岩石力学数据、压裂液、酸液数据、岩心分析数据及泵注数据等。
B.酸化处理设计包括的内容。酸化处理设计应包括下列内容:井的基本数据,钻井、试油、采油简史,综合分析施工目的及效果预测,主要施工参数及泵注程序,施工准备,施工步骤,施工质量要求及安全注意事项,施工后井的管理,施工劳动组织及环境保护,施工所需设备、材料及费用预算等。
根据施工目的、井及储层条件、室内岩心数据等选择适合的酸化工艺,确定酸化工作液(前置液、酸液、顶替液)的类型、配方、用量及施工压力、排量等参数。
碳酸盐岩储层的酸化处理常采用盐酸体系,主要有常规盐酸体系、稠化酸体系、泡沫酸体系、乳化酸体系、化学缓速酸体系,在设计时可根据实际情况进行选择。
酸浓度可由溶蚀试验确定。国内酸化处理盐酸浓度多介于15%~20%。酸液用量则据酸化改造的范围和力度来确定。酸液用量一般为动态裂缝体积的~5倍,也可根据优化设计的要求由计算机模拟确定。
压裂酸化处理时要求施工排量大于储层的吸收能力,以保证裂缝的形成及延伸。如井身质量合格,应充分发挥设备能力,高排量注入,有利于造宽缝、长缝,也可使酸液快速向储层深部推进,提高有效作用距离。
C.酸化施工设计计算。主要包括两方面:一是施工参数确定,包括:储层最大吸入能力、破裂压力、液柱压力、摩阻计算,井口极限施工排量、井口施工泵压和入井液量等。这些参数的确定应结合室内试验研究和模拟计算。二是酸化过程的模拟计算及效果预测,主要是综合应用动态裂缝尺寸、酸液浓度分布规律及有效作用距离、酸蚀裂缝导流能力及增产倍比等进行酸化设计模拟,分析不同施工参数对酸化效果的影响,指导酸化设计,优选施工方案,减少施工盲目性。
截至2016年3月底,学校设有1个新能源和非常规油气研究院,各级科研基地平台共计91个,包括国家重点实验室1个、联合国援建技术中心1个、国家工程实验室、工程中心(协作)3个、产业技术创新战略联盟2个、国家级大学科技园1个、国家级技术转移示范机构1个,国际合作实验室2个,省部级重点实验室(工程技术研究中心)27个、省级实验科研基地3个,厅局级及横向合作科研基地46个,校级研究中心(所)5个。 2014年,学校成立世界上首个“海洋非成岩天然气水合物固态流化开采实验室”。2015年西油与川大联合共建测井实验室。 西南石油大学作为实体建设的科研基地(平台)情况表序号名称级别依托单位1 油气藏地质及开发工程国家重点实验室(西南石油大学、成都理工大学) 国家级 石工院 2 低渗透油气田勘探开发国家工程实验室(协作) 国家级 石工院 3 油气钻井技术国家工程实验室(协作,含3个研究室) 国家级 石工院、机电院 4 国家能源高含硫气藏开采研发中心(硫沉积评价技术研究所) 国家级 石工院 5 煤层气产业技术创新战略联盟 国家级 石工院 6 二氧化碳捕集、利用与封存(CCUS)产业技术创新战略联盟 国家级 石工院 7 国家级大学科技园(西南石油大学) 国家级 学校 8 国家技术转移示范机构(西南石油大学) 国家级 学校 9 中美联合数据工程与数据分析实验室 国际合作 计科院 10 油井完井技术中心(联合国援建) 国际合作 石工院 11 石油天然气装备教育部重点实验室(西南石油大学) 教育部(省部共建) 机电院 12 天然气开发教育部工程研究中心(西南石油大学) 教育部(部级) 石工院 13 油田化学教育部工程研究中心(西南石油大学) 教育部(部级) 化工院 14 沉积盆地与油气资源重点实验室(沉积地质研究中心) 国土资源部(部级) 地科院 15 天然气地质四川省重点实验室 省科技厅(省级) 地科院 16 油气田应用化学四川省重点实验室 省科技厅(省级) 化工院 17 能量转换与储存先进材料国际科技合作基地 省科技厅(省级) 材料院 18 油气消防四川省重点实验室 省科技厅(省级) 石工院 19 四川省天然气开发与开采研究实验基地 省科技厅(省级) 石工院 20 四川石油天然气发展研究中心 省教育厅、社科联(省级) 学校 21 能源安全与文化普及基地 四川省社科联 马院 22 四川省不锈钢工程技术研究中心 省科技厅(省级) 材料院 23 四川省页岩气勘探开发协同创新中心 省教育厅(省级) 石工院 24 四川省石油天然气装备技术协同创新中心 省教育厅(省级) 机电院 25 四川省海洋天然气水合物开发协同创新中心 省教育厅(省级) 石工院 26 四川省页岩气资源与环境协同创新中心 省教育厅(省级) 地科院 27 中国石油石油管重点实验室-石油管力学和环境行为重点研究室 集团公司级 石工院 28 中国石油钻井工程重点实验室-钻井液重点研究室 集团公司级 石工院 29 中国石油钻井工程重点实验室-欠平衡钻井研究室 集团公司级 石工院 30 中国石油天然气成藏与开发重点实验室-特殊气藏开发研究室 集团公司级 石工院 31 中国海洋石油(海上油田)提高采收率重点实验室 集团公司级 石工院 32 中国石油高含硫气藏开采先导试验基地—西南石油大学研究室 集团公司级 石工院 33 中国石油油气藏改造重点实验室-西南石油大学压裂酸化数值模拟研究室 集团公司级 石工院 34 中国石油油气储运重点实验室-西南石油大学复杂天然气集输研究室 集团公司级 石工院 35 中国石油HSE重点实验室—西南石油大学研究室 集团公司级 化工院 36 中国石油碳酸盐岩重点实验室沉积—成藏研究室 集团公司级 地科院 37 中国石油钻井工程重点实验室钻头研究室 集团公司级 机电院 38 中国石油物探重点实验室页岩气地球物理研究室 集团公司级 地科院 39 中国石油测井重点实验室工程测井研究室 集团公司级 地科院 40 海洋非成岩天然气水合物固态流化开采实验室 集团公司级 石工院/机电院 41 四川省高校岩石破碎学与钻头研究实验室 省教育厅(厅级) 机电院 42 四川省高校天然气开采重点实验室 省教育厅(厅级) 石工院 43 四川省高校测控技术与自动化研究室 省教育厅(厅级) 电信院 44 四川省高校石油工程测井实验室 省教育厅(厅级) 石工院 45 四川省高校石油工程计算机模拟技术重点实验室 省教育厅(厅级) 计科院 46 四川省高校石油与天然气加工重点实验室(自筹) 省教育厅(厅级) 化工院 47 四川省高校油气田材料重点实验室 省教育厅(厅级) 材料院 48 四川省高校结构工程重点实验室 省教育厅(厅级) 土建院 49 四川省环境保护油气田污染防治与环境安全重点实验室 省环保厅(厅级) 化工院 研究领域 序号研究领域特色及主要研究方向一 石油与天然气工程 1.低渗透油气藏开发理论与方法 2.复杂油气藏压裂酸化理论与应用技术 3.裂缝性油气藏开发理论与方法 4.有水气藏开发理论与方法 5.高含水期油藏开发理论与方法 6.油气藏流体相态研究与特殊气藏开发理论及配套技术 7.注气提高采收率理论及配套技术 8.恶劣条件油藏聚合物驱提高采收率技术 9.采油工艺技术 10.复杂非常规油气藏数值模拟理论和方法研究 11.非常规天然气储层成因与描述技术 12.储层损害与储层保护 13.欠平衡钻井技术研究 14.油气井固井理论与实验研究 15.管柱力学 16.工程岩石力学 17.完井方法 18.钻井液处理剂作用机理及钻井液化学 19.深井复杂井与特殊工艺井钻井技术 20.水射流研究与应用 21.石油工程测井及应用 22.钻井信息、仿真与最优化 23.油气管道仿真及优化技术 24.油气管道完整性评价技术 25.天然气管道储气及调峰技术 二 地质资源与地质工程 1.碳酸盐岩沉积储层地质学 2.油气层保护矿物岩石学 3.油气藏地球化学及成藏理论 4.储层描述与储层分布预测 5.剩余油分布研究 6.碳酸盐岩储层研究 7.新型电法非地震勘探系列技术研究 8.非线性信号处理及其在地球物理资料处理中的应用 9.层序地层学理论及其在油气勘探开发中的应用 10.碳酸盐岩测井评价技术 11.低孔低渗油藏评价技术 12.油藏整体描述技术 13.油气层保护的地质评价与研究 14.古应力场数值模拟与分析 15.裂缝预测 16.深部油层采油后期地质效应 17.石油微生物研究 18.微生物造岩成丘研究 三 机械工程 1.机械现代设计理论及方法研究 2.现代制造技术及方法研究 3.岩石破碎与钻头研究 4.钻采工具及设备研制 5.特殊采油工艺方法及设备研究 6.石油装备与工具基础理论研究与产品开发 7.石油机械系统计算机仿真研究 8.软件开发 四 化学工程与技术 1.油气井建井化学浆添加剂研发 2.采油化学 3.驱油剂研发及驱油体系研究 4.低渗透油藏开采化学助剂研发 5.稠油开采 6.石油天然气化学防腐 7.油气田环境污染控制及治理 8.石油天然气安全技术研究与评价 9.石油加工 10.天然气处理与加工 11.生物质能源研发 12.理论与计算化学 五 计算机科学与技术 1.石油信息化 2.计算机模拟与仿真 3.嵌入式系统 4.软件工程 5.数据库系统 六 建筑科学与工程 1.工程结构与系统现代设计理论 2.复杂结构与系统数值分析计算方法 3.结构系统安全性、耐久性、检测与维修加固 4.工程项目与企业的质量工程与卓越绩效评价 5.基于空间信息技术的结构健康检测理论与方法 6.岩土工程勘察与爆破技术 7.油气管道完整性评价与管理技术 8.储气系统、输配气管网规划设计与系统仿真 七 材料科学与工程 1.材料腐蚀机理与防护技术研究 2.油气田用高分子材料研究 3.油气田用无机非金属材料研究 4.材料表面工程研究 5.超细材料与应用研究 八 应用数学 1.应用微分方程与数值计算 2.应用概率统计 3.最优化与决策 4.石油工程仿真模拟计算 5.石油工程信息分析与处理 6.石油工程数值计算 九 仪器科学与技术 1.油气测试计量及标准化技术 2.油气检测与自动化装置 3.传感器及无损检测技术 4.油气智能测控系统 5.智能化仪器及计算机测控技术 6.智能结构系统与仪器 十 石油工程管理管理科学与工程工商管理应用经济学 1.油藏经营管理 2.石油人力资源管理 3.石油与天然气工程项目管理 4. 石油与天然气工程技术经济及管理 5. 石油与天然气工程系统管理和优化 6. 管理科学理论、方法及应用 7. 工业工程与管理工程 8. 信息管理与企业信息化 9. 物流与供应链管理 10. 现代企业管理理论、方法及应用 11. 现代营销理论与营销实践 12. 人力资源管理 13. 石油技术经济及管理 14.会计与财务管理 15.石油天然气经济研究 16.石油产业组织创新研究 17.企业理论研究 18.农林经济研究 十 一 马克思主义理论社会学 1.马克思主义与当代中国现实研究 2.马克思主义中国化理论研究 3.马克思主义基本原理运用研究 4.马克思主义基本理论 5.思想政治教育与管理 6.思想政治教育原理与方法 7.公共组织与人力资源管理 8.行政管理理论与实践 9.社会工作与管理 10.应用社会学 十二 法学 1.民商法学 2.刑事法学 3.经济法学 4.环境资源保护法学 5.国际法学 6.法理、行政法学 十三 外国语学及应用语言研究 1.外语教育理论与实践 2.翻译理论与实践 3.跨文化交际 4.英语教育 5.语言学 十四 体育学 1.体育教育训练学 2.体育人文社会科学 3.体育管理 科研成果 截至2016年3月底,学校先后承担国家杰出青年科学基金、优秀青年科学基金、自然科学基金,国家“973”、“863”、科技攻关(支撑)计划、科技重大专项,国家社科基金,教育部重点项目、新世纪优秀人才计划、教育部博士点基金,四川省杰出青年学术技术带头人基金等省部级以上项目2069项;获得包括国家科技进步特等奖、国家科技进步一等奖、国家科技进步发明二等奖在内的省部级以上奖励390多项。2015年学校实到科研经费亿元。 “十一五”以来,发表论文13593篇,专著339部。 “十一五”期间,学校共申请专利2120项,其中发明专利1305项,实用新型专利815项,学校共授权专利1140项,其中发明专利569项,实用新型专利571项。 国家科技进步奖(十二五期间)序号成果名称等级时间1 5000万吨级特低渗透-致密油气田勘探开发与重大理论技术创新 一 2015 2 海上稠油聚合物驱提高采收率关键技术及应用 二 2015 3 超深水半潜式钻井平台“海洋石油981”研发与应用 特等 2014 4 大型复杂储层高精度测井处理解释系统CIFLog及其工业化应用 二 2014 5 鄂尔多斯盆地中部延长组下组合找油突破的勘探理论与关键技术 二 2013 6 特大型超深高含硫气田安全高效开发技术及工业化应用 特等 2012 7 超高温钻井流体技术及工业化应用 二 2012 国家技术发明奖序号成果名称等级时间1 碳酸盐岩油气藏转向酸压技术与工业化应用 二 2013 ESI国际高被引学术论文序号单位姓名论文名称期刊名称级别出版年份1 理学院 田俊康 Improveddelaypartitioningmethodtostabilityanalysisforneuralnetworkswithdiscreteanddistributedtime-varyingdelays. AppliedMathematicsandComputation233(2014)152–164 ESI 2014年 科研经费 西南石油大学科研经费情况(单位:亿元人民币)年份金额2008年全年实到科研经费两亿多元2009年亿元2010年亿元2011年亿元2012年亿元2013年亿元2014年亿(以上资料来源: ) 学术期刊 《西南石油大学学报(自然科学版)》《西南石油大学学报(自然科学版)》前身为《西南石油学院学报》,创刊于1960年,是经国家教育部、科技部和新闻出版总署批准、由西南石油大学主办、以报道石油科技为主的学术性期刊。为中文核心期刊,2004年获教育部优秀科技期刊一等奖,2008年获“中国高校优秀期刊”称号。已被中国国外著名数据库Elsevier、美国石油文摘(PA)、美国化学文摘(CA)、剑桥科学文摘(CSA)、俄罗斯文摘杂志(AJ)、日本科学技术社数据库,以及中国国内大型数据库CPA、《中国学术期刊(光盘版)》、《中国科技论文统计与分析》、《中国科学引文数据库》、《中国石油文摘》等收录。主要刊登石油专业领域中具有创造性或创新性的学术与技术论文、基础理论研究论文、前沿问题的讨论与争鸣,突出反映石油天然气工业中的新理论、新方法、新工艺、新技术。《西南石油大学学报》(社会科学版)《西南石油大学学报》(社会科学版)是西南石油大学主办的综合性学术理论刊物、《CNKI 中国知网》收录期刊、《中国核心期刊(遴选)数据库》收录期刊、《中文科技期刊数据库(全文版)》收录期刊、《中国期刊网》全文入网期刊、《万方数据-数字化期刊群》全文入网期刊、《中国学术期刊综合评价数据库》来源期刊。主要刊登能源发展研究、政治学与社会学、法学、文史哲等学科领域的研究及应用中有独到见解或创新性的学术论文。 馆藏资源 据2016年3月学校图书馆官网信息显示,该校图书馆由成都校区图书馆和南充校区图书馆两部分组成。南充校区图书馆由应用技术学院管理。馆藏以石油天然气文献为特色,理、工、管、经、文、法、教等不同学科协调发展。纸本图书183万册,电子图书125万册,电子期刊3万种,订购印刷型期刊1834种,购买数据库40个。图书馆与国家科技文献中心(NSTL)、高校人文社科文献中心(CASHL)、国家图书馆、中国科学院国家科学图书馆、教育部CALIS中心、科技部西南信息中心、中国石油信息所、四川大学图书馆、成都理工大学图书馆等文献机构进行馆际互借、文献代复制和代传递服务。与西南交通大学图书馆和中国石油大学图书馆的教育部科技查新站合作,在该馆建立科技查新代办站,直接为该校科研工作者提供查新服务。图书馆结合该校的教学科研实际,自行研发多种服务类型的数据库系统平台:该校硕博士论文检索与提交系统、文献传递与咨询平台、远程访问系统、决策参考信息专题网站、图书馆事实数据库、图书馆读者问卷调查系统、教师教学参考园地等。1997 年,图书馆建成了以小型机SUN3000为主服务器的自动化集成管理系统,使图书馆的管理、采访、编目、流通、期刊、OPAC等有关业务都实现了自动化。1999 年,建成以 JVC 光盘库 +AXIS 光盘塔为数据中心的图书馆光盘网络服务器系统。2008年,建成以Sun4900、Sun6130、浪潮AS1000为核心设备的存储网络系统,以及本地镜像数字图书馆服务系统,共计服务器系统10套,磁盘阵列容量达到40TB。图书馆工作人员开展各种学术研究与信息报道。已在正式出版的各级学术刊物及学术会议上发表研究论文200 多篇,其中 4 篇英文论文在国际学术会议上发表。参加和主持国家、省、部、局、校级科研项目20余项。正式出版论文集《新时期石油高校图书馆工作》等。
油气田应用化学集成产生的是孙宇,也就是化学组成成分,它产生的化学方程式具体情况不好定论。
成功的基质酸化取决于[3]:损害类型的确定;对地层自身特征的了解;酸液和添加剂的选择;合理的酸化施工方案。在确定损害原因之前,不要向地层中注入任何溶剂和酸液,以免引起更大的损害。油井损害主要产生在钻井、固井、射孔、砾石充填、生产、酸化、修井等施工中[2]。
氢氧化钙溶解度随温度的升高而下降。氢氧化钙在常温下是细腻的白色粉末,微溶于水,其澄清的水溶液俗称澄清石灰水,与水组成的乳状悬浮液称石灰乳。不溶于醇,能溶于铵盐、甘油,能与酸反应,生成对应的钙盐。
1、可作生产碳酸钙的原料。
2、氢氧化钙属碱性,因而可以用于降低土壤的酸性,从而起到改良土壤结构的作用。农药中的波尔多液正是利用石灰乳(溶于水的氢氧化钙)和硫酸铜水溶液按照一定的比例配制而出的。冬天,树木过冬防虫,树木根部以上涂80公分的石灰浆。
3、优质品主要用于生产环氧氯丙烷、环氧丙烷。
4、可用在橡胶、石油化工添加剂中,如石油工业加在润滑油中,可防止结焦、油泥沉积、中和防腐。
5、用于制取漂白粉、漂粉精、消毒剂、制酸剂、收敛剂、硬水软化剂、土壤酸性防止剂、脱毛剂、缓冲剂、中和剂、固化剂等。
6、氢氧化钙和空气中二氧化碳还会发生反应从而形成难溶于水的碳酸钙。制糖工业生产中,先利用氢氧化钙中和糖浆中的酸,然后通入二氧化碳和剩余氢氧化钙反应生成沉淀物被过滤出去,以此减少糖的酸味。
空气消毒最好的方法是通风,如果没有办法通风的话可以用紫外线灯消毒。
氢氧化钙有腐蚀性。氢氧化钙是强碱,对口咽、食道有腐蚀性,如溅入眼中会引起结膜和角膜的损伤。适量的氢氧化钙也可以做为消毒剂。由于氢氧化钙易吸潮,也可以用做干燥剂,但应慎用,有防腐蚀要求的只能用硅胶等做干燥剂。
氢氧化钙实验室制备:将生石灰(CaO)放入烧杯加入水。氧化钙和水反应,放出热量,生成物是氢氧化钙。反应式:CaO+H2O→Ca(OH)2。
氢氧化钙的性质
氢氧化钙是一种白色粉末状固体,加入水后,分上下两层,上层水溶液称作澄清石灰水,下层悬浊液称作石灰乳或石灰浆。上层清液澄清石灰水可以检验二氧化碳,下层浑浊液体石灰乳是一种建筑材料。
氢氧化钙是一种强碱,具有杀菌与防腐能力,对皮肤,织物有腐蚀作用。氢氧化钙在工业中有广泛的应用。它是常用的建筑材料,也用作杀菌剂和化工原料等。
以上内容参考 百度百科-氢氧化钙
氢氧化钠(NaOH),俗称烧碱、火碱、苛性钠,因另一名称caustic soda而在香港称为哥士的,常温下是一种白色晶体,具有强腐蚀性。易溶于水,其水溶液呈强碱性,能使酚酞变红。氢氧化钠是一种极常用的碱,是化学实验室的必备药品之一。氢氧化钠在空气中易吸收水蒸气,对其必须密封保存,且要用橡胶瓶塞。它的溶液可以用作洗涤液。[1]氢氧化钙是一种白色粉末状固体。化学式Ca(OH)2,俗称熟石灰、消石灰、石灰水,水溶液称作澄清石灰水。是一种白色粉末状固体,微溶与水。氢氧化钙具有碱的通性,是一种强碱。氢氧化钙是二元强碱,但微溶于水。氢氧化钙在工业中有广泛的应用。
二元复合驱工艺技术在辽河油田的应用论文
摘要: 针对辽河油田部分老区块水驱后地层中仍有大量原油未被采出的情况,采用聚合物驱油,辅以表面活性剂降低油水界面张力、增大波及体积并提高洗油效率,利用二元复合驱工艺技术,可以使水驱后的老区块达到良好的降水增油效果。
关键词: 二元复合驱;聚合物;表面活性剂;粘度剪切
目前,我国老油田的采收率每提高一个百分点,就可增加可采储量1亿多吨。自1996年起,中国石油三次采油产量呈梯级上升。1996年为359万吨,到2000年首次突破1000万吨,达到1050万吨。此后,产量连续6年保持在1000万吨以上。2005年达到了1323万吨,约占中国石油当年产油量的。这让能够大幅提高采收率的三次采油技术备受关注。
三次采油是油田开发技术的一次飞跃,与一次、二次采油相比,它借助物理和化学的双重作用,提高采油效率。经过十几年的不断钻研和实践,国内的石油开采行业研究出了聚合物驱工艺技术、二元复合驱工艺技术和三元复合驱工艺技术三种不同的三次采油技术。
1、二元复合驱工艺技术及机理
二元复合驱工艺技术
二元复合驱工艺技术是将聚合物与表面活性剂两者相结合,以表面活性剂为主,降低体系油水界面张力,通过添加聚合物,使体系粘度增大,扩大水驱波及体积,从而更好提高复合体系的驱油效果,是目前提高原油采收率的一种比较有效的技术。
针对国内不同油田油藏性质,通过对聚合物分子量及配比浓度调整、对表面活性剂性能筛选后,二元复合驱工艺技术将广泛地进行推广应用。
二元复合驱驱油机理
聚合物驱油机理:在注入水中加入水溶性聚合物,从而增加注入水的粘度, 提高驱油体系的粘弹性, 降低注入液与原油之间的流度比, 从而启动残余油。表面活性剂驱油机理:通过掺入表面活性剂,降低油水界面张力,使得剩余油内聚力下降,从而提高驱油效率。二元复合驱驱油机理是将聚合物驱和表面活性剂驱两种不同的驱油机理有机的结合在一起,通过表面活性剂降低油水界面张力,使地层内剩余原油产生“乳化油滴”和“油丝”,而掺入的聚合物使注入液具有较大的剪切粘度,导致产生的“油丝”被注入液的剪切下拉断,形成油滴被驱到抽油口附近被采出。
二元复合驱工艺流程
二元复合驱注入流程(见图)
2、国内二元复合驱工艺技术应用现状
大庆油田、胜利油田、辽河油田相继开展了二元复合驱工艺技术的理论研究和实践推广。2003年9月,胜利油田率先在孤东油田七区西南部Ng54-61层进行了二元复合驱工业化试验,标志着胜利油田成为国内第一个将二元复合驱工艺技术进行工业化应用推广的油田。截至2008年底,孤东油田七区西南部实验区快中心井区已累计增油10万吨,提高采收率;整个试验区已累计增油万吨,提高采收率。
辽河油田于1993年3月在锦16块东区开展了聚合物驱地面工艺试验,由于注入聚合物溶液粘度剪切幅度较大,实际的.动态反映效果差,围绕这些问题进行分析研究,找出原因,采取针对性措施,试验效果不断改善。
1996年,辽河油田兴28块开展了“聚合物-碱”二元复合驱先导试验, 已取得较好效果。其中, 兴1井综合含水由降为,产油由上升到。外围观察井同样取得良好效果,兴191井综合含水由降为,产油由上升到。2000年,在曙22号注聚站开展了“聚合物+碱”二元复合驱工业化地面试验,为辽河油田二元复合驱工艺技术的应用打下了夯实的基础。
1997年,辽河油田组织科研部门对三元复合驱工艺技术进行了系统地研究,进行了相关技术理论论证及室内试验,为辽河油田后期开展三元复合驱工艺技术地面试验提供了理论和试验数据支持。
2007年,针对辽河油田锦16块在水驱后进入双高开采阶段,现有技术无法提高采收率情况,对二元复合驱工艺技术进行了大规模理论试验论证和调研,通过对地层储油层的分析和数据模拟,确定了采用“聚合物-表面活性剂”二元复合驱工艺技术对该区块进行三次采油开发的方案。2010年即将在锦16块开展二元复合驱工业化试验,为该技术在辽河油田各区块推广应用奠定基础。
3、辽河油田二元复合驱技术发展前景
通过近20年对三次采油技术的论证和试验,结合辽河油田实际情况,形成了以聚合物驱、“聚合物-表面活性剂”二元复合驱两种主要的三次采油技术。聚合物驱作为一种成熟的三次采油技术,在辽河油田各区块得到了广泛的应用,但是由于该技术本身的限制,通常只能提高采收率7 %~10 %,聚合物驱后油层中仍有50 %以上的原油未被采出,为了提高采收率,在聚合物驱的基础上,发展出了二元复合驱和三元复合驱两种工艺技术。但是三元复合驱中的主要成分“碱”在辽河油田水质情况下,容易结垢堵塞管道设备,因此该技术在辽河油田开展受到了水质的严重制约。综合聚合物驱和三元复合驱的优势,在聚合物驱的基础上增加了表面活性剂、在三元复合驱的基础上取消了碱,形成了适合辽河油田实际情况的“聚合物-表面活性剂”二元复合驱工艺技术。
“聚合物-表面活性剂”二元复合驱工业化试验在辽河油田的开展具有重要意义。该技术的成功应用,可以为辽河油田降水增油、盘活老区块、增加可开采储量做出重要贡献。
参考文献
1.王立芳. Ng54-61二元复合驱开发探索.内蒙古石油化工,2009.
2.寻长征. 孤东油田二元复合驱结垢机理及控制研究.山东化工,2008.
应用化学硕士授权点(一)学科概况本校应用化学学科建立于1978年。 1986取得硕士学位授权,1996年获得博士学位授权。至今有10届博士生毕业授位。2004年获得在职教师攻读硕士学位授予权。2005年获得化学工程与技术一级学科硕士学位授予权。本学科1992年被批准作为四川省首批省级重点学科建设单位,2003年获得四川省重点学科建设专项基金资助。经历了近三十的建设,已经成为以油气勘探开发工程中化学方法和化学剂的应用和相关理论作为学科方向和专业特色,研究成果和学科实力国内领先,在国际上也有一定影响的学科。(二)研究方向本学科的研究以化学剂和化学方法为基础,覆盖石油天然气工业上游和下游的各个工艺过程;在油气田勘探开发工作液体系、油气田化学品和化工材料、油气田和油气加工厂周边环境监测与治理、石油加工助剂等领域形成了有特色、有成果、在国内处于优势、国际上也有一定影响的学科。1、石油工作液化学及工作液作用机理研究方向高质量的工作液在钻井、原油增产、提高采收率等工程环节中有举足轻重的作用。抗高温抗盐深井水基泥浆研发、两性离子聚合物钻井液处理剂及其完井液体系的研发以及油基钻井液体系已经成功的完成由重大科技成果到产业化的转化,并在国内各大油田应用,取得了良好的效果。其中两性离子聚合物处理剂被国家科委列为重点推广计划。被总公司列为“九五”八大推广示范工程项目之一。开展“气井防气窜添加剂及水泥浆体系固井”攻关以来,为国内固井防气窜技术发展提供可靠技术支持,有效地遏制了高压天然气井固井气窜,在国内多个油气田推广应用,并发展出了各类油气井固井的水泥添加剂及其水泥浆体系,使我国在固井防气窜方面达到国际先进水平。水力压裂技术和酸化技术,在实践中不断提高水平,特别是通过引进技术和装备使我国的水力压裂技术和酸化技术水平大幅度提高。目前,常规的无机酸酸化不能很好的解决深部酸化的目的。大酸比、有机酸、粉状酸、多组分酸和缓速酸虽在一定程度上可以改善酸化的深度,但还存在以下问题:大酸比会在近井地带出现大的酸化孔洞,不利于地层的稳定;稠化酸会出现酸渣造成对地层的二次伤害。因此需要加强对深穿透酸液体系和工艺技术的研究。2、油气田化学品合成、开发与材料的经济化应用研究目前我国化学驱(主要包括聚合物驱和碱/表面活性剂/聚合物复合化学驱)研究中,聚合物驱技术相对较为成熟,已逐步形成了较为完整的十项配套技术,特别是大庆等油田先导性试验和工业性矿场应用的全面成功,大大推动了我国聚合物驱的发展。通过分子设计理论研制出了国产表面活性剂-强碱配方体系,性能已达到国外同类产品水平,价格下降50%以上,为复合驱工业化应用创造了条件,目前基本形成了强碱配方体系复合化学驱配套技术。但在矿场试验中,产生地层和井筒结垢等伤害严重,产出液乳化严重破乳困难,因此严重影响了强碱配方体系的大规模推广应用,其核心问题是缺乏适应弱碱/无碱复合化学驱油体系的高效驱油表面活性剂。3、环境化学与工程研究方向目前国内对钻进废液、废弃泥浆、试油废酸等处理工艺不合理、技术不成熟、设备不配套、处理剂品种单一效率低、处理成本高是目前制约油气田污染治理技术推广和应用的根本原因。总之,生态油气田的示范和建设为油气田污染治理用化学剂和工艺提供了巨大的环保产业市场。4、石油加工助剂研制与应用研究方向主要针对当前石油加工助剂和稠油开采技术中的研究热点及急待解决的关键性理论与技术问题。这方面研究对我国稠油开采技术、馏分油的环境友好脱酸技术、柴油非加氢脱硫精制技术的发展起到重要推进作用。应用化学学科的各个研究方向全部面向油田化学助剂、工作液、石油天然气钻采开发储运以及加工助剂等领域,形成了鲜明特色,在国内外具有相当大的影响力。2001年以来,承担国家级、省部级和油田协作项目127项,年均科研经费846万元;获省部级科技进步二等奖4项,三等奖2项;发表论文712篇(SCI,EI,ISTP检索141篇);出版专著10部,教材7部;获得授权发明专利13项;获得省级教学成果一等奖2项。(三)学术队伍本学科共有教授8名(其中:工程院士1名,博士生导师3名),60岁以下6名,45岁以下3名,副教授18名,讲师8名,博士学位专业人员8名,硕士学位专业人员20名。(四)研究生培养情况该学科已培养博士研究生21人、硕士研究生215人,目前在读博士研究生36人、硕士研究生89 化学工程硕士授权点(一)学科概况化学工程是化学工程与技术学科的一个重要分支,于2001年获得硕士学位授予权,目前拥有硕士、学士两级学位授予权。化学工程是以化学、物理、生物、数学的基本原理作为基础,研究化学工业和相关工业中的物质转化、设备技术、过程控制与优化以及管理的科学。该学科是以石油天然气加工、石油天然气化工为突出特色和优势。学科研究内容集中在天然气净化领域、天然气化工领域、油气环境治理、石油炼制及产品精制领域等方面,特别是在天然气加工技术研究领域。与能源、材料、医药、国防、环境等工程技术有紧密联系,并与化学工艺、工业催化、应用化学、生物化工等学科相互渗透。(二)研究方向该学科的主要研究主要从事石油天然气化学工程技术开发以及相关过程技术与装备的开发、设计等工作。在天然气净化领域、天然气化工领域、油气环境治理、石油炼制及产品精制领域等方面形成了自己的特色。1、天然气处理与加工主要研究高含硫天然气、高碳硫经天然气的净化处理技术;干法脱硫以及生物脱硫技术;天然气中H2S 的相态研究,元素硫生成条件的热力学和动力学研究;新的硫化工产品的生产工艺技术开发;天然气凝液回收技术研究、天然气液化技术研究;偏远分散气井天然气的开发与利用等方面。2、石油产品精制技术主要研究内容有石油产品脱酸脱碱技术与应用;石油产品脱硫(低硫燃料、超低硫燃料)技术;石油产品新型添加剂等。3、油气加工过程模拟技术借助计算机仿真模拟技术,研究该领域中的节能技术、仿真模拟软件开发与利用、流程模拟优化以及工艺改造等问题,保障油气加工装置高效、安全运行。(三)学术队伍化学工程二级学科学术队伍中有50岁以下省级学术后备带头人2名,教授4名。具备指导硕士生水平和能力的高级专业技术职务人员8名。知识和年龄结构合理,各层次人员配备比较齐全。学术队伍团结协作,学术思想活跃。在油气加工技术、石油天然气化工、油品精制、油气加工模拟技术等方面有4个研究方向。(四)研究生培养情况该学科已培养研究生24人,目前在读研究生32 化学工艺硕士授权点(一)学科概况化学工艺学科于1998年获得硕士学位授予权,2000年开始招收硕士研究生,现已拥有硕士、学士两级学位授予权。本学科点在石油天然气化工上游和中游领域优势明显,在国内外有一定影响。在学科发展方向上谋求油气田化学工艺,燃料化学工艺等方向的发展,在石油与天然气工程和化学工程与技术两大一级学科融合交叉领域形成新的学科增长点,使本校“化学工程与技术”一级学科硕士点具有更宽厚的基础。同时,充分发挥在职教师攻读硕士学位授权点和工程硕士授权点的作用,扩大本科的影响。(二)研究方向本学科主要从事石油天然气化工产品的研制以及相关工艺过程技术与设备的开发、设计和模拟优化等工作。主要有油气田工作液配方设计及工艺研究、油气藏化学工艺研究和石油天然气化工工艺三个研究方向。1、油气田工作液配方设计及工艺研究根据油气田开发过程的特点,从化学工艺角度提出解决油气井工作液的技术要求,并按照地层特性、作用机理、分子设计、合成、应用的技术路线,合成各类油田化学处理剂。2、油气藏化学工艺研究研究油气成藏过程中的物理化学过程,油气在化学剂作用下运移方式,岩石矿物的表面行为及化学剂对油水界面的物化作用。特别是表面活性剂、高分子化合物及催化剂等这些针对性极强的采油化学助剂对地层原油(包括稠油、超稠油以及沥青砂)作用过程中的化学工艺问题。3、石油天然气化工工艺天然气加工化学工艺的研究直接推动了甲醇、合成氨、尿素等天然气工业的工业化进程,但是,在该领域中还存在许多如设备腐蚀严重、目的产品收率不够理想等困扰工业化问题。另外,油气中的有机硫和酸性物质对油气储存设备和运输管道腐蚀严重,国内外对进入下游加工过程的原料一致认为就地就近解决有害物质不仅在经济上最为合理,在安全上考虑也最为有效,因此,如何运用化学工艺理论和方法解决石油天然气的脱硫脱羧问题,特别是与油田工程学科、材料工程学科相互渗透,研究和开发该领域中的新工艺、新过程、新产品和新设备便成了化学工艺学科新的研究热点。(三)学术队伍本学科学术队伍中有50岁以下省级学术后备带头人2名,教授4名。具备指导硕士生水平和能力的高级专业技术职务人员8名。知识和年龄结构合理,各层次人员配备比较齐全。学术队伍团结协作,学术思想活跃。在天然气加工和油气田化学工艺方面有3个特色明显的研究方向。(四)研究生培养情况该学科已培养研究生53人,目前在读研究生44人。 油气安全工程 硕士授权点 (一)学科概况油气安全工程是在石油与天然气工程一级学科下设置的二级学科博士点,于2006年获得博士学位授予权。本学科主要涉及石油天然气开发和储运过程中的安全技术,减灾防灾技术,以及救助技术等领域研究。在油气工程,安全工程与化学工程与技术学科交叉融合,形成石油天然气生产安全和劳动者安全与健康、环境安全的科学理论与工程技术研究等方向。(二)研究方向本学科从事石油天然气生产安全和劳动者安全与健康、环境安全的科学理论与工程技术研究,它既有安全科学及工程的理论基础、工程技术和管理方法,又与石油天然气工程技术相结合形成交叉的安全学科分支。主要研究高危气田建井作业过程中风险源分析与安全性评价、油气井建井材料在高危环境下的长期安全性评价方法与技术、用于油气井井下安全应急控制的特殊材料及工艺技术和高危环境下的钻完井添加剂研发。研究油气长输管道安全评估与安全设计、地质灾害对油气长输管道安全性的影响和常规作业工作液潜在安全隐患分析及防范技术,石油天然气开采工矿区的环境监测及环境影响评价和油气田污染控制技术,以及天然气在能源与交通领域中的关键安全技术。(三)学术队伍本学科学术队伍中有博士生导师6人,50岁以下省级学术后备带头人2名,教授8名。具备指导硕士生水平和能力的高级专业技术职务人员12名。学术队伍中知识和年龄以及学缘结构合理,学术思想活跃,各层次人员配备比较齐全。(四)研究生培养情况该学科目前在读博士研究生3人、硕士研究生7人。 生物化工硕士授权点(一)学科概况生物化工于2006年获得硕士学位授予权,2007年开始招收硕士研究生。本学科点主要涉及石油天然气开发过程中的生物技术,微生物技术,以及生物质能源等领域研究。在油气田生物工程,燃料生物工程等与石油天然气开发工程和化学工程与技术两大一级学科融合交叉,形成微生物提高石油采收率技术、化学仿生技术等新兴学术研究方向。(二)研究方向本学科的研究从化学工程与技术角度着眼,将地层油藏作为生化反应体系,应用石油工程和化学工程理论,侧重研究利用包括代谢工程、古微生物工程和基因工程等现代生物技术在内的各种手段,选育和激活具有各种特殊功能的微生物新菌珠,研究微生物与石油相互作用机理及代谢活动,开发利用微生物增油的新工艺、新技术。具体研究微生物石油发酵、微生物防蜡、微生物采油、生物酶采油及生物表面活性剂等方面在油藏研究中的理化行为与增油机理、微生物地层反应动力学、混合与传递过程,各物理量、化学量、生物量的检测与控制,提出生物过程在油藏环境、活性剂影响下的生物化学过程理论和优化方法。国外一些学者认为用生物学机理来研究或模拟化学工程中的一些问题是非常成功的,称为化学工程的一个分支。其中最为典型的是模拟生物体的反应和酶的功能以及仿生物信息传递及能量转换等。从而提供改进化学过程的新方法。仿生化学工程是从分子水平来模拟生物功能的一门新的边缘学科。它是生物学和化学互相渗透的学科,是模仿生物的化学反应,但又不是简单的模仿,而是模仿其机理,开发出比自然界更优秀的、在工艺上更易使用的体系。仿生化学与有机化学、无机化学、金属有机、络合化学、高分子化学等学科有着不可分割的联系。许多新的边缘学科,如生物无机化学、生物有机化学、生物电化学等等应运而牛,从而扩大和丰富了化学的研究内容。生物质能源的研究与开发已经成为世界重大热门课题之一,并受到世界各国政府与科学家的关注。我国是人口大国,21世纪必将面临经济增长和环境保护的双重压力。因此,改变能源消费方式,开发利用生物质能源等可再生的清洁能源,对建立新型能源体系具有重要意义。该方向研究主要在木质素降解、单细胞蛋白、乙醇生产与生物炼油等方面进行研究,并在微生物发酵木质素和原油过程中进行动力学及变化机理研究,用化学工程理论是解决木质素降解和微生物发酵理论。(三)学术队伍本学科学术队伍中有50岁以下省级学术后备带头人1名,教授2名。具备指导硕士生水平和能力的高级专业技术职务人员4名。知识和年龄结构合理,各层次人员配备比较齐全。学术队伍团结协作,学术思想活跃,承担国家高技术发展计划节能与新能源重大项目等课题多项。(四)研究生培养情况该学科目前在读研究生4人。 工业催化硕士授权点(一)学科概况本学科于2006年获得硕士学位授予权,2007年开始招收硕士研究生。本学科点主要涉及石油天然气开采、加工过程中的催化采油技术,脱硫技术,催化剂制备技术、催化加工工艺技术以及生物质能源等领域研究。在油气田开发工程,燃料生物工程等与工业催化学科融合交叉,形成催化采油技术、生物燃料技术等新兴学术研究方向。(二)研究方向本学科共拥有以下研究方向:催化剂合成与制备技术、催化剂与催化反应的理论计算、柴油/汽油催化氧化脱硫催化剂与工艺技术、燃料油、燃煤硝烟助燃剂技术、天然气转化制合成气技术、生物柴油合成工艺技术、稠油催化裂解采油技术、稠油注空气缓和催化氧化采油技术。本学科目前承担国家863计划项目、国家重点实验室项目、省部级项目等课题5项。(三)学术队伍本学科学术队伍中有50岁以下教授1名。具备指导硕士生水平和能力的高级专业技术职务人员3名,拥有工业催化博士学位教师2名、硕士学位教师2名。知识和年龄结构合理,各层次人员配备比较齐全。学术队伍团结协作,学术思想活跃。(四)研究生培养情况该学科目前在读研究生6人。 环境工程硕士授权点(一)学科概况环境科学与工程是运用科学理论、方法和工程技术,研究人类与自然环境的相互作用关系的规律并进行控制调整的一门新型综合性学科。环境科学与工程一级学科(0830)设置环境科学和环境工程两个二级学科。前者侧重于对生态环境问题的发生、过程、机制、调控和预防的规律和调控措施等基础和应用基础的研究。后者主要是运用、研究并开发现代工程技术和有关学科的原理和方法,保护和合理利用自然资源,防治环境污染,达到改善和提高环境质量,和谐人类与环境相互作用关系的目的。西南石油大学环境工程本科专业创办于1986年,2001年获环境工程二级学科(083002)硕士授予权。由于本专业与多种学科交叉,使得该专业点在科研和人才培养方面与应用化学及石油工程等专业点有密切的合作。在高层次人才培养方面,环境保护是本校应用化学博士点的一个研究方向。(二)研究方向本学科的研究方向与石油工程中的环境问题紧密相关,并形成自己的特色。本学科主要研究方向和特色为:1、绿色油田化学与技术研究绿色化学与技术是环境管理体系中一个关键的环节和重要组成部分,其根本目的是从节约资源和防止污染的观点,重新审视和改革传统化学,从而使我们对环境的治理从治标,转向治本。清洁化生产不仅是石油工业可持续发展的必要条件,而且对我国的环境保护具有重要意义。油田化学在石油工业生产中起到重要的作用,油田化学的绿色化,是石油开发过程中实现清洁化生产的关键技术之一。绿色油田化学与技术的主要研究内容是:开发无害化,易降解的油田化学工作液,研究其使用过程中对环境的影响及处理方法。新型油田化学工作液应能满足油气开发生产过程的要求,同时,又易于无害化处理,因此,它是油田化学和环境工程相交叉的一个新的研究领域。2、油气田开发废水处理工艺研究油气田开发废水具有多样性,多变性和排放环境的不固定等特点。主要的废水种类有钻井废水,洗井废水,酸化废水,压裂反排液,油田产出水和气田水等。主要研究方向有:废弃钻井液和钻井废水无害化治理技术研究;酸化废水治理技术研究;压裂反排液处理技术研究;油田采出水(含三采废水)处理研究;气田水治理和综和利用研究;微生物处理技术在油气田废水处理中的应用研究等。3、油气田环境监测和环境质量评价由于油气田污染物的特殊性,一些污染物的分析常需要特殊的方法,如高含盐气田水中COD值的测定、多种离子和有机添加剂干扰条件下的某些重金属的测定、天然气集输过程中天然气泄漏的快速监测、天然气燃烧产生的微量污染物的分析方法等都是重要的研究课题。石油工业污染具有分散性、复杂性和综合性的特点,使环境质量评价具有其特殊性,如多点排放的石油伴生气和天然气在大气中的扩散模式,油气田开发对局部地区和整体区域的环境影响,输气管道建设对生态环境的影响等都是主要的研究课题。(三)学术队伍本专业学科点现有教师9人,其中教授2人、副教授4人、实验师2人、助教1人。(四)研究生培养情况该学科已培养研究生18人,目前在读研究生25人。 应用化学博士授权点(一)学科概况本校应用化学学科建立于1978年。 1986取得硕士学位授权,1996年获得博士学位授权。至今有10届博士生毕业授位。2004年获得在职教师攻读硕士学位授予权。2005年获得化学工程与技术一级学科硕士学位授予权。本学科1992年被批准作为四川省首批省级重点学科建设单位,2003年获得四川省重点学科建设专项基金资助。经历了近三十的建设,已经成为以油气勘探开发工程中化学方法和化学剂的应用和相关理论作为学科方向和专业特色,研究成果和学科实力国内领先,在国际上也有一定影响的学科。(二)研究方向本学科的研究以化学剂和化学方法为基础,覆盖石油天然气工业上游和下游的各个工艺过程;在油气田勘探开发工作液体系、油气田化学品和化工材料、油气田和油气加工厂周边环境监测与治理、石油加工助剂等领域形成了有特色、有成果、在国内处于优势、国际上也有一定影响的学科。1、石油工作液化学及工作液作用机理研究方向高质量的工作液在钻井、原油增产、提高采收率等工程环节中有举足轻重的作用。抗高温抗盐深井水基泥浆研发、两性离子聚合物钻井液处理剂及其完井液体系的研发以及油基钻井液体系已经成功的完成由重大科技成果到产业化的转化,并在国内各大油田应用,取得了良好的效果。其中两性离子聚合物处理剂被国家科委列为重点推广计划。被总公司列为“九五”八大推广示范工程项目之一。开展“气井防气窜添加剂及水泥浆体系固井”攻关以来,为国内固井防气窜技术发展提供可靠技术支持,有效地遏制了高压天然气井固井气窜,在国内多个油气田推广应用,并发展出了各类油气井固井的水泥添加剂及其水泥浆体系,使我国在固井防气窜方面达到国际先进水平。水力压裂技术和酸化技术,在实践中不断提高水平,特别是通过引进技术和装备使我国的水力压裂技术和酸化技术水平大幅度提高。目前,常规的无机酸酸化不能很好的解决深部酸化的目的。大酸比、有机酸、粉状酸、多组分酸和缓速酸虽在一定程度上可以改善酸化的深度,但还存在以下问题:大酸比会在近井地带出现大的酸化孔洞,不利于地层的稳定;稠化酸会出现酸渣造成对地层的二次伤害。因此需要加强对深穿透酸液体系和工艺技术的研究。2、油气田化学品合成、开发与材料的经济化应用研究目前我国化学驱(主要包括聚合物驱和碱/表面活性剂/聚合物复合化学驱)研究中,聚合物驱技术相对较为成熟,已逐步形成了较为完整的十项配套技术,特别是大庆等油田先导性试验和工业性矿场应用的全面成功,大大推动了我国聚合物驱的发展。通过分子设计理论研制出了国产表面活性剂-强碱配方体系,性能已达到国外同类产品水平,价格下降50%以上,为复合驱工业化应用创造了条件,目前基本形成了强碱配方体系复合化学驱配套技术。但在矿场试验中,产生地层和井筒结垢等伤害严重,产出液乳化严重破乳困难,因此严重影响了强碱配方体系的大规模推广应用,其核心问题是缺乏适应弱碱/无碱复合化学驱油体系的高效驱油表面活性剂。3、环境化学与工程研究方向目前国内对钻进废液、废弃泥浆、试油废酸等处理工艺不合理、技术不成熟、设备不配套、处理剂品种单一效率低、处理成本高是目前制约油气田污染治理技术推广和应用的根本原因。总之,生态油气田的示范和建设为油气田污染治理用化学剂和工艺提供了巨大的环保产业市场。4、石油加工助剂研制与应用研究方向主要针对当前石油加工助剂和稠油开采技术中的研究热点及急待解决的关键性理论与技术问题。这方面研究对我国稠油开采技术、馏分油的环境友好脱酸技术、柴油非加氢脱硫精制技术的发展起到重要推进作用。应用化学学科的各个研究方向全部面向油田化学助剂、工作液、石油天然气钻采开发储运以及加工助剂等领域,形成了鲜明特色,在国内外具有相当大的影响力。2001年以来,承担国家级、省部级和油田协作项目127项,年均科研经费846万元;获省部级科技进步二等奖4项,三等奖2项;发表论文712篇(SCI,EI,ISTP检索141篇);出版专著10部,教材7部;获得授权发明专利13项;获得省级教学成果一等奖2项。(三)学术队伍本学科共有教授8名(其中:工程院士1名,博士生导师3名),60岁以下6名,45岁以下3名,副教授18名,讲师8名,博士学位专业人员8名,硕士学位专业人员20名。(四)研究生培养情况该学科已培养博士研究生21人、硕士研究生215人,目前在读博士研究生36人、硕士研究生89人。 油气安全工程博士授权点(一)学科概况油气安全工程是在石油与天然气工程一级学科下设置的二级学科博士点,于2006年获得博士学位授予权。本学科主要涉及石油天然气开发和储运过程中的安全技术,减灾防灾技术,以及救助技术等领域研究。在油气工程,安全工程与化学工程与技术学科交叉融合,形成石油天然气生产安全和劳动者安全与健康、环境安全的科学理论与工程技术研究等方向。(二)研究方向本学科从事石油天然气生产安全和劳动者安全与健康、环境安全的科学理论与工程技术研究,它既有安全科学及工程的理论基础、工程技术和管理方法,又与石油天然气工程技术相结合形成交叉的安全学科分支。主要研究高危气田建井作业过程中风险源分析与安全性评价、油气井建井材料在高危环境下的长期安全性评价方法与技术、用于油气井井下安全应急控制的特殊材料及工艺技术和高危环境下的钻完井添加剂研发。研究油气长输管道安全评估与安全设计、地质灾害对油气长输管道安全性的影响和常规作业工作液潜在安全隐患分析及防范技术,石油天然气开采工矿区的环境监测及环境影响评价和油气田污染控制技术,以及天然气在能源与交通领域中的关键安全技术。(三)学术队伍本学科学术队伍中有博士生导师6人,50岁以下省级学术后备带头人2名,教授8名。具备指导硕士生水平和能力的高级专业技术职务人员12名。学术队伍中知识和年龄以及学缘结构合理,学术思想活跃,各层次人员配备比较齐全。(四)研究生培养情况该学科目前在读博士研究生3人、硕士研究生7人。
接转站输油设备改造效果论文分析
摘 要:伴随着我国油田的不断勘察和开采进程,原有的采油厂接转站输油设备出现原油产量不断下降而能耗不断升高的矛盾,这种突出的问题已经成为目前采油接转站输油过程中的重要课题。针对这一冲突现状,油田企业的接转站要以输油设备为重点,进行现有的集输系统设备的调整和改造,大力开发节能降耗技术,使输油设备与油田生产实际相结合,达到提高系统效率、节能降耗的目的。
关键词:油田企业;接转站;输油设备;改造;节能降耗
油气集输是油田生产经营中的一个重要环节,由于油气集输与各钻井相连,牵涉范围较广,存在诸多难题,油田企业中油气的集输环节与整个油田的整体开发密切相连,直接影响决定了油田的整体水平。本文从油气集输的工艺流程入手,在分析其系统功能的基础上,探讨接转站的输油工艺,并以节能降耗为工作目标,对接转站的输油设备进行调整和改造,以满足油田企业集输系统的高效率要求。
1 油田企业中的油气集输的功能及操作任务阐述
在整个油田系统中,油气集输有四个功能:
①收集各个油田分散的油井抽出物;
②分离提取物,并将其分离成原油、天然气和采出水;
③将采出的原油加工炼制成人们所需的成品油,如:汽油、柴油等;
④可以辅助进行地下油藏动态分析,如:油气水产量、油气比例、气液比例、油井油压等参数,它们表面上与集输系统没有关系,实际上它与后续的油田油藏储量有重大的意义,可以在分析的基础上对后续的开采进行有针对性的调整,从而提高油藏开采效率。
油气集输的主要操作任务包括以下内容:首先,该系统要将开采出的石油气、液的混合物传送到接转处理站,将油气进行脱水分离,生成合格的原油;其次,由管道分别输送原油和天然气,将合格的原油至储存库,并将天然气送至再加工车间进行脱水、脱酸、脱氢处理;最后,将再加工处理过的油气输送给各售点。
2 油气集输流程分类及原则把握
油气集输工艺流程分类
通过一定的泵制设备将油井中的产物进行采集,收集而成的油气水混合物要按照顺序由管道负责输送至各种设备和装置之中,按照相关质量标准进行加工处理,形成合格的成品油气产品,最后输送至指定地点。这即为油气集输系统的工艺流程。根据油田的具体不同情况,油气集输工艺流程可以按不同的方式加以分类:
①根据加热方式的不同,分为不加热集油流程、井场加热集油流程、热水伴随流程、蒸汽伴随流程等。
②根据管线的数目多少,分为单管流程、双管流程和三管流程。
③根据管网的形态分布,分为米字型、树枝型、辐射状、环状以及串联式集油流程。
④根据系统的步站级数,分为一级步站流程、二级步站流程和三级步站流程,而接转站一般为三级步站流程。
⑤根据系统的密闭性可以分为:开放式和密闭式集油流程。
油气集输工艺流程原则把握
由于油气物理和化学性质的差异以及地理自然条件的制约性影响,油气集输系统设计要遵循基本的原则:其一,要采用全程封闭的流程,以减少油气运输过程中的损耗。其二,要将采集出的油气资源进行最大可能的再加工和处理,以生成更多的合格的原油和天然气产品。其三,要适当扩大油气输出半径,控制流程系统内部的压力,尽可能地避免油气损耗。其四,对油气集输流程的温度进行合理控制,科学利用热能并减少热耗。
3 接转站的输油工艺流程现状及问题分析
接转站的输油工艺流程主要采用两种,一种工艺流程是“旁接罐”式,其原理是将上站来的油在油罐中处理后再运送进输油泵,其特点主要表现在:由于油罐是中间的缓冲带,因而它在上下管段之间的油输送量不相等的情况下,可以起到缓冲的作用。同时,上下各管段自成一体,可以减少运行过程中的参数调节的相互影响。另一种工艺流程是“密闭输送”式,其原理的关键是去除了油罐这个中间缓冲环节,而是将上站进来的油全部直接进泵。其主要特点表现在:减少由于中间缓冲环节的存在而产生的挥发损耗;同时,上下各管道形成了一个连体,就可以充分利用上站的余压,减少节流的损耗。
目前,在我们的'油田企业中的接转站输送设备中存在不少问题,亟待解决和更新改造,其主要表现为:
①输送设备陈旧,大修费用较高。目前接转站使用的输油泵使用年限已久,各零件与现在厂家生产的配件都不匹配,致使在使用过程中零部件损耗严重,同时,也使这些设备的维修费用日益增高,带来较大的成本费用负担。
②老化设备耗电量较大。由于输送设备老化现象严重,在运行过程中运行缓慢而迟滞,导致耗电量加大。
③接转站输送的原油含水率居高不下,经过分离后的效果也都不尽如人意。
④使用的离心泵与当前的输送介质不符。由于离心泵的输送介质与效率密切相连,一旦介质粘度增加,则会导致离心泵的运行效率下降。其原理是:当介质的粘度增大时,各参数指标如:流量、扬程等都会下降,离心泵的轴功率增大。同时,由于介质粘度的增大,离心泵的吸入条件变差易产生汽蚀,影响效率。
4 接转站输油设备更新改造分析
改造原有的离心泵为螺杆泵输油,提升效率。新型的螺杆泵输油具有离心泵不可比拟的优点,螺杆泵的流量呈现稳定的线性流动状态,而且自吸能力强、吸入高度也较强。同时,螺杆泵还可以输送各种混合杂质、高粘度物质以及腐蚀性物质。
改造优化输油工艺流程,降低局部水头损耗。在油气液流输送至管路进口时,由于半径截面的扩充或缩小,导致油气液流的方向和大小发生改变,产生旋涡,在粘滞力的作用下液流发生剧烈的摩擦和碰撞,产生局部阻力,而油气液流在这一局部阻力下会出现局部水头损失。为了减少油气液流的局部水头损耗,可以进行相关设备的优化改造,将工艺流程改造放在首要位置,取消多余的弯头等局部装置,就可以极大地降低局部水头损耗,提高效率。
尽可能地减少接转站的动力费用支出。在将接转站的输油设备进行优化改造之后,输油工艺流程由原先的“旁接罐”式改为“密闭输送”式,极大地减少了原油热量的损失,也同时降低了轻质油的蒸发损耗。
综上所述,接转站的输油设备在针对其内部输油设备的问题下,进行更新改造,优化输油工艺流程,保证了平稳输油,提升了输油效率。
参考文献:
阎志.油田地面建设工程的质量监督管理探析[J].中国石油和化工标准与质量,2011(05).
油井压裂的风险分析与安全对策论文
摘要:对油井压裂过程中存在的安全风险进行了分析,梳理了安全管理的重点环节,提出了相应的安全管理对策措施。
关键词:油井压裂;风险分析安全对策
引言
油井压裂作业设备多、环节多,具有技术含量高、施工难度大、作业环境恶劣、救援及逃生困难的特点,安全管理工作难度大,极易酿成重大的人员伤亡和财产损失事故。笔者就油井压裂过程中存在的安全风险进行了分析,并提出了相应的安全管理对策措施。
1、压裂施工风险分析
人员与设备高度集中压裂作业井场占地一般1600m2左右;压裂设备包括压裂车、混砂车、仪表车、管汇车、砂罐车及立式砂罐、大罐等。在特殊情况下,如压力高或需要更大排量施工的井,还要增加压裂车和仪表车。井场人员和设备密集,管理难度大。
井场布置易存在隐患由于受井场场地的限制,施工车辆距离井口过近,压裂仪表车、其他辅助车辆和仪器距离高压区的距离较近,存在安全隐患。
施工过程危险性高压裂作业施工,尤其是老井、重复压裂井、大型酸化压裂,工序复杂,地面压力在30MPa-60MPa之间,极易造成井身结构破坏、管线爆裂,发生卡钻、砂堵油管、管柱断脱、井口设备刺漏等工程事故,极易引发井喷事故和物体打击事故。
救援及逃生困难由于井场摆放着各种车辆和压裂罐,视野较窄,一旦发生事故,很难迅速逃生和得到救援,极易升级为不良事件。
环境保护要求高如果压裂失控、压裂管柱破裂或者高压井口、管线泄漏,极易发生压裂液、有毒有害气体和原油的泄露,污染大气层和地表层,造成重大地面污染事故。
2、安全管理的重点环节
作业人员的管理应对设计人员进行井控培训,施工人员需穿戴好劳保用品并持证上岗,非本岗位工作人员要限入高压区。
生产设备的管理使用压裂设备前,必须对设备的气控系统、液压系统、吸入排出系统、仪表及执行机构系统、设备故障诊断系统等十个系统进行认真检查,并对仪表进行校正。
井场布置的管理压裂施工的井场布置应严格按高压区、低压区、井口区和辅助区划分,设立好警戒线,非工作人员严禁入内。油井压裂的所有生产设备,必须停放在上风方向,并与井口保持30m距离。
试压工序的管理井口要用钢丝绳固定牢固,高压管汇要安装泄压阀及安全阀。排空试压并保持15min,仔细检查无刺漏后再放空。要确定最高限压压力,现场施工中严禁超压操作,超压时应紧急停车。
施工过程的管理施工过程主要包括:循环、试压、试挤、压裂、支撑剂、替挤、反洗或活动管柱等环节,压裂施工期间应统一现场的操作指挥,必须对施工的设计要求、井下情况、地面设备及各个岗位的技术情况清楚,落实各项安全防范措施。在生产过程中,要保存安全生产的相关资料,主要包括作业人员名册、工作日志、培训记录、事故和险情记录、安全设备维修记录情况等。
安全管理的法规标准油井压裂作业安全管理须遵守SY6443-2000《压裂酸化作业安全规定》等有关的安全管理规定。
3、安全对策
规范人的安全行为
①压裂前召开安全会议,以保证所有的`现场人员都知道压裂施工程序,现场人员都应清楚自己在压裂施工中的职责和在应急情况下的处理措施。对施工现场人数进行统计,在应急情况下的人员逃生路线明确,在实施压裂过程中,暂无施工任务的人员应到指定位置待命。
②员工是油井压裂作业的主体,要从关爱员工生命及保护生产力的角度出发,严格压裂作业从业人员的选择任用。规范安全行为,加强安全教育及操作技能的培训,使其能够按规程、标准上岗操作,减少人为操作失误,降低因不安全行为引起的事故。
③压裂施工过程中,要严格按照操作规程的要求进行,不满足安全要求的井场坚决不能作业。高、低压管汇吊装、压裂车并入管汇、砂罐车倒车等重点工序,必须由专人指挥方能进行,提高操作的准确性及可靠性,有效避免人员伤亡事故的发生。
④要消除工作环境中的有害因素,创造适合人的工作环境,从而减少人失误的可能性。
控制设备设施的不安全状态
①压裂作业生产设施,要根据施工耐压等级,确定油井压裂生产设施和专业设备的选型,抓好设备的运行检查、定期校验、日常维护保养、维修改造、报废处理等环节的管理,杜绝设备带病运行,是确保油井压裂作业安全的重要途径。
②安全检查是监测单位生产作业情况与国家、地方及企业标准不符合程度的过程,是发现危害因素的方法,是安全管理工作的重要内容。通过安全检查,掌握油井压裂生产设备的安全运行状况,确保生产安全。
③严格按标准布置井场压裂设备,配备齐全的消防设施,消除压裂现场的机械设备、化学药剂的潜在危险。
④设备的安全附件要定期校验,不符合安全标准的安全附件要及时更换或修复,以消除作业中的安全隐患。
⑤安全管理部门要依据安全检查及隐患排查结果、隐患评价及隐患分级情况,提出隐患治理计划并组织实施。
抓好安全管理和应急救援工作
①油井压裂作业单位要依据国家有关安全生产的各项法律、法规和标准,结合单位的生产经营实际,制定单位安全生产管理的各项规章制度,要及时修订或完善,并组织员工对新制度进行学习培训。
②压裂作业单位要建立与单位生产和发展相适应的安全生产管理模式,建立健全安全管理网络,并配备好安全工程师,对于改善单位的安全管理、提高单位安全生产保障能力具有良好的作用。
③抓好应急救援工作。事故应急救援能有效降低事故发生后的人员伤亡和财产损失。油井压裂作业单位应建立并不断完善油井压裂作业配套的应急救援预案,强化应急演练,提高处理事故的应急技术,储备充足的应急物资和装备设施。同时,应建立可靠的通信联络与警报系统,加强与兄弟应急救援机构的信息沟通和交流,确保在应急状况下,及时得到救助,避免大的人员伤亡和财产损失。
定向井钻井技术被应用到石油钻井中是在19世纪中后期,我整理了定向井钻井技术论文,有兴趣的亲可以来阅读一下! 定向井钻井技术论文篇一 浅析定向井钻井轨迹控制技术 [摘 要]定向井钻井中的关键技术是井眼轨迹控制技术,本文在分析定向井井眼轨迹剖面优化设计技术的基础上,对钻井中的井眼轨迹控制技术进行了探究。 [关键词]定向井;井眼轨迹;关键技术 中图分类号:TG998 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2015)08-0056-01 随着我国油气资源勘探开发力度的不断加大,对于地面遮挡物无法正常钻井开采、地质情况复杂存在断层等构造遮挡和钻井发生事故需要侧钻等复杂油气藏的勘探开发日益重视,而这些油气藏一般需要采用定向井钻井技术进行开发,从而增加油气储层裸露面积、提高油气采收率、降低钻井成本。但是,定向井钻井的井眼轨迹控制难度较大,需要对井眼轨迹进行优化设计,并通过在直井段、造斜段和稳斜井段采用不同的钻井轨迹控制技术进行控制,才能有效保证定向井的井眼轨迹,而对这些技术措施进行探究,成为提高定向井钻井水平的关键。 一、科学进行定向井井眼轨迹和轨道设计 1、定向井井眼轨迹的优化设计技术 井眼轨迹的剖面设计是定向井钻井施工的基础,只有不断优化完善井眼轨迹设计,保证井眼轨迹设计的科学性、合理性,才能确保定向井钻井实现预期目标。在定向井井眼轨迹剖面优化设计中,要坚持一定的原则:要以实现定向井钻井地质目标为原则,定向井钻井的地质目标很多,包括穿越多个含油地层提高勘探开发效果、避开地层中的断层等地质构造从而实现对地下剩余油气储层的有效开采、实现油井井眼轨迹在油气储层目的层的大范围延伸以增加油气藏的裸露面积等,同时,因为钻井或油气开采中发生事故导致无法正常开采的油井,可以通过定向井实现对油气储层的侧钻来达到开采目的,存在地面障碍物无法进行正常钻井的区域也可以通过定向井来实现钻井开采的目的,为了节约钻井成本,还可以通过丛式平台定向井开发的方式来节省井场占地面积;要以高校、优质、安全钻井施工作为现场施工目的,在进行定向井井眼轨迹剖面设计时,结合所处区域的地质特征进行设计,选择在地层稳定、松软度适中的位置进行造斜,造斜点要尽量避开容易塌陷、缩径或漏失以及压力异常的地层层位进行,要将造斜段的井斜角控制在15°-45°之间,因为过大的井斜角会增加施工难度且易引发钻井事故,而过小的井斜角会造成钻井方位的不稳定性,增加调整次数,还有就是在造斜率的选择上,要综合考虑油井所处地层的地质状况和钻井工具的实际造斜能力,在满足定向井钻井目标的前提下尽量减小造斜率并缩短造斜段的长度,实现快速钻井的目的;要尽量满足后期采油和完井工艺实施的要求,在满足定向井钻井要求的前提下,尽量减小井眼的曲率,方便后期抽油杆和油层套管下井,同时减小二者之间的偏磨,方便后期改造安全采油泵等井下作业施工。 2、定向井钻井的轨道设计 根据定钻井的目的和用途不同,可以将定向井分为常规定向井、丛式井、大位移井等几种类型进行设计,常规定向井一般水平位移不超过1km、垂直深度不超过3km,丛式井可减小井场面积,大位移定向井的轨道一般采用悬链曲线轨道,在井眼轨迹上采用高稳斜角和低造斜率。我国定向井井眼剖面轨迹主要有“直―增―稳”三段制剖面、“直―增―稳―降”四段制剖面和“直―增―稳―降―直”五段制剖面三种类型,在具体设计时根据所在地层地质特征不同进行优化设计。三种井眼轨迹各有优缺点:三段制井眼轨迹造斜段短,设计和施工操作比较方便,在没有其他特殊要求时可以采用三段制轨迹剖面;四段制井眼轨迹剖面起钻操作时容易捋出键槽加大下钻的摩擦力,容易造成卡钻事故,且容易形成岩屑床,一般不会采用,只在特殊情况下使用;五段制井眼轨迹剖面在目的油气储层中处于垂直状态,有利于采油泵安全下入,且便于后期采油工艺的实现。 二、三段制定向井轨迹剖面钻井控制技术 基于三种不同类型轨迹剖面的优缺点,在现实中多应用三段制和五段制井眼轨迹剖面进行定向井钻井设计,而三段制井眼轨迹剖面最为常用,下面就对三段制定向井井眼轨迹钻井控制技术进行研究。 1、直井段的井眼轨迹控制技术 直井段的井眼轨迹控制技术主要是防斜打直,这是定向井轨迹控制的基础,因为地质、工程因素和井眼扩大等原因,直井段钻井中会发生井斜,地质因素无法控制,可通过在施工和井眼扩大两方面采取技术措施进行直井段钻井的轨迹控制,关键要选择满眼钻具和钟摆钻具组合进行直井段钻井,前者可以在钻井中防止倾斜,将扶正器与井壁尽量靠近,就可以有效防止井斜问题出现;钟摆钻具的工作原理是超过一定角度后会产生回复力,具有纠正井斜问题的作用,但要保证钻压适量,因为钻压过大会使钟摆力减小而增斜力增大,妨碍纠斜效果。 2、造斜段的井眼轨迹控制技术 在定向井钻井中,造斜段钻井是关键部位,造斜就是从设计好的造斜点开始,使钻头偏离井口铅垂线而进行倾斜钻进的过程,关键是要让钻头偏离铅垂线开始造斜钻进。要根据设计好的井眼轨迹,综合井斜角、方位偏差来计算造斜率,以此指导造斜钻井施工,通过增加钻铤等措施,调整滑动钻进和复合钻进的比例,从而使钻头按照设计的井眼轨迹进行钻进,指导造斜段完成。 3、稳斜段的井眼轨迹控制技术 造斜段完成后,需要进行稳斜段的钻井施工,在稳斜段的钻进中,要选用无线随钻测井仪器对钻头的工作进程进行动态跟踪,实时监测钻头的实际井斜角、方位角偏离情况并与设计值进行对比,确保钻头中靶。在没有无线随钻测井仪器的情况下,需要通过稳斜钻具组合进行钻井,并应用单、多点测斜仪进行定点测斜,从而保证井眼中靶,提高钻井质量。 三、结论 综上所述,定向井是开采复杂油气藏的有效手段,可以对常规油井无法开采的油气藏进行开采,但要顺利实现定向井钻井,需要根据地质特征等设计井眼轨迹剖面、选择合适的轨道类型,并对不同井段采取对应的井眼轨迹控制技术,确保按设计的井眼轨迹钻进,提高油气资源开采效果。 参考文献 [1] 王辉云.定向井录井技术难点浅析[J].科技情报开发与经济,2009(10). [2] 鲁港,王刚,邢玉德,孙忠国,张芳芳.定向井钻井空间圆弧轨道计算的两个问题[J].石油地质与工程,2006(06). [3] 王学俭.浅层定向井连续控制钻井技术[J].石油钻探技术,2004(05). [4] 崔剑英,贺昌华.定向井信息查询系统的开发[J].数字化工,2005(07). 定向井钻井技术论文篇二 寿阳区块煤层气定向井钻井技术浅谈 摘要:本文介绍了寿阳煤层气的开发现状和煤层气特征,分析了定向井钻井技术在施工过程中的应用,对今后在寿阳区块内施工的定向井有一定的指导作用。 关键词:寿阳区块;定向井;造斜段;稳斜段 Abstract: This paper introduces the development status and characteristics of Shouyang coal-bed methane coal-bed gas, analyzes the application of directional drilling technology in the construction process, has the certain instruction function to the construction of directional well in Shouyang block. Keywords: Shouyang block; directional well; oblique section; steady inclined section 中图分类号: 1.概况 寿阳区块位于山西省中部,沁水盆地的北端,沁水盆地是我国大型含煤盆地之一,蕴藏着丰富的煤层气资源,根据远东能源(百慕大)有限公司前期在沁水盆地南部施工的参数井和定向生产井所获得的相关资料,显示该区具有良好的开发前景。 寿阳区块勘探开发历史和现状 1995年由联合国开发计划署(UNDP)利用全球环境基金资助、煤科总院西安分院承担的《中国煤层气资源开发》项目,《阳泉矿区煤层气资源评价》专题科研报告,对阳泉矿区(包括生产区、平昔区和寿阳区)煤层气资源开发进行了评价和研究,其中重点对寿阳区的煤层气资源开发进行了评价和研究。 中国煤田地质总局于1996~1997年在韩庄井田施工了一批煤层气勘探参数井,获得了该区有关的煤储层参数,并对HG6井的主要煤层进行了压裂改造和排采试验,取得了该井合层排采的一整套数据。中联公司1997~1998年在寿阳区块施工了4口煤层气生产井,其中1口探井,3口生产试验井,获得该区宝贵的煤储层参数和生产数据。1998年完成了四条二维地震勘探线,共计167km,获得了丰富的地质成果。2005年远东公司在该区施工了3口羽状水平井,其中2口在煤层段进尺超过3000m,3口井均在生产。 2007年远东能源(百慕大)有限公司根据取得的初步成果资料研究、分析后,认为该区15#煤层十分稳定,储层参数比较有利,是煤层气开发的有利区块,决定在寿阳县南燕竹镇共计部署一批定向井及参数井,以获取该地区15#煤层的埋深、厚度等储层参数,进一步扩大勘探范围,并逐步形成区域生产井网,争取短期内该区煤层气地面开发进入大规模商业化运营。 寿阳区块地质背景 沁水盆地北端位于北东向新华夏系第三隆起太行山隆以西,汾河地堑东侧,阳曲——盂县纬向构造带南翼。总体形态呈现走向东西、向南倾斜的单斜构造。区内构造简单,地层平缓,倾角一般在10°左右。燕山运动和喜马拉雅运动期间,由于较大规模的岩浆侵入活动,大地热流背景值升高,本区石炭二叠纪煤层在原来深成变质作用的基础上,又叠加了区域岩浆热变质作用,致使煤化作用大大加深,形成了本区高变质的瘦煤、贫煤以及少量无烟煤。 本区所钻遇的地层为:第四系(Q),三叠系下统刘家沟组(T1l),二叠系上统石千峰组(P2sh),二叠系上统上石盒子组(P2x),二叠系下统下石盒子组(P1x),二叠系下统山西组(P1s),石炭系上统太原组(C3t)。 寿阳区块煤储层特征 主要含煤地层为上石炭统太原组及下二叠统山西组,含煤10余层,其中3#、9#、15#煤为主力煤层。 3#煤层:俗称七尺煤,全区煤层厚0~,煤层较稳定,寿阳矿区西部和阳泉三矿矿区煤层较厚,其他地区煤层变薄,甚至尖灭。结构简单,有时含一层夹矸,顶底板为泥岩,砂质泥岩、粉砂岩,局部为炭质泥岩和细砂岩。 9#煤层:全区煤层厚不一,煤层较稳定。结构简单,顶底板为泥岩,砂质泥岩、粉砂岩,局部为炭质泥岩和细砂岩。 15#煤层:煤层厚~,是寿阳区块内煤层气开发的主力煤层。15#煤含1~3层夹矸,结构中等,顶底板K2灰岩,底板为泥岩、砂质泥岩,局部为炭质泥岩和细砂岩。 沁水盆地北端煤储层厚度大,埋深适中;煤的热化程度较高,己进入生气高峰,煤层顶底板封闭性能好,含气量高;煤储层裂隙较发育,孔隙以小孔和微孔为主,渗透性较好;煤的吸附性能强,但含气饱和度偏低。 2.设备设备选择 钻机选择 寿阳区块定向生产井井深一般在在1000m以内,水平段不超过500m,根据我井队现有设备的情况,选择了TSJ-2000、GZ-2000钻机。该钻机提升、回转能力均能满足煤层气定向生产井施工的需要。 设备配置 水泵:TBW-850(直井段)、3NB-1000、F-500;排量0~42L/s,压力5~32MPa。 动力:PZ12V-190、PZ8V-190、12V135;功率120~800HP。 钻塔:型塔(750KN)。 钻具:Φ127mm钻杆,Φ203钻铤,Φ178钻铤+Φ159钻铤。 定向钻具 Φ172(°)螺杆、Φ165(°)螺杆 Φ172MWD定向短节、Φ165MWD定向短节 Φ165mm、Φ159mm短钻挺 Φ214mm扶正器、Φ48MWD Φ165mm无磁钻铤、Φ172无磁钻挺 3钻井工艺 井身结构 井身结构在钻井工程中处于最基础的地位,体现了钻井的目的,也是决定该目的能否顺利实现的重要因素之一。井身结构设计以钻井目的为目标,以现实的钻井工程和地质等条件为依据,使目标和过程统一起来。 一开采用Φ311mm钻头钻至稳定基岩,且水文显示正常,下入Φ表层套管,固井并候凝48小时。 二开采用Φ钻头钻至完井,达到钻井目的后,下入Φ生产套管并固井。 钻头选用 二开选择造适岩的HJ537G钻头。 动力钻具选择 为了适应软及中软地层,选择了中转速中扭矩马达。 钻井液的选择 煤层气井施工时,煤储层保护是关键。在煤层段钻井中,主要采用清水钻进,严格控制钻井液中的固相含量、比重,井内岩粉较多时,可换用高粘无污染钻井液排出岩粉,既能保证孔内安全,又防止了储层污染。 4.定向钻具组合及钻进处理措施 定向井施工中主要分直井段、造斜段、稳斜段,要针对不同地层、不同井深、位移有效地选择好三个井段的钻具组合。实现设计的井身规迹是施工的关键。 直井段钻井技术 直井段的防斜是定向井施工的重要保证,一般要求井斜100m内小于1°。直井段的钻具组合是关系到定向井下部定向造斜段的难易程度。 (1)钻具组合:一开采用塔式钻具组合:Φ311钻头+Φ203钻铤+Φ178钻铤+Φ159钻铤+Φ127钻杆。 二开:Φ钻头 +Φ178钻铤+Φ159钻铤+Φ127钻杆。 (2)钻进参数: 钻压 10~80 kN排量 12 L/s 泵压 ~2MPa 钻井液性能: 密度 ~粘度 21 s (3)见基岩时要轻压慢转,防止井斜。 (4)直井段换径时要吊打,换定向钻具前测井斜。 造斜段钻井技术 造斜段下钻到底后,EMWD仪器无干扰开始定向钻进;施工采用°单弯螺杆,测得实际造斜率为9°/30m,定向过程中采用滑动钻进与复合钻进交替作业,确保狗腿度满足要求。 (1)钻具组合Φ钻头+Φ172(°)螺杆+Φ172MWD定向短节+Φ172无磁*1根+Φ178钻铤*2根+411*4A10+Φ159钻铤*9根+Φ127钻杆 (2)钻进参数:钻压 40~80 kN排量 20~24 L/s 泵压 2~4MPa 钻井液性能:密度 ~粘度 16 s (3)要调整好钻井液性能,采用三级固控设备控控制固相含量不超标。 (4)及时测量井斜、方位,发现与设计不符,应马上采取措施。 (5)做好泥浆的性能维护,提高防塌性能和携带岩屑的能力,清洁井眼。 稳斜段钻井技术 稳斜段钻具组合在本区可采用以下三种方法,也可以交替作业,确保井斜方位满足要求,三班各钻井参数要保持一致辞,并保证井下安全。 (1)采用螺杆复合稳斜钻进 钻具组合:Φ钻头+Φ172(°)螺杆+Φ172MWD定向短节+Φ172无磁*1根+Φ178钻铤*2根+411*4A10+Φ159钻铤*9根+Φ127钻杆 钻进参数:钻压 40~80 kN排量 20~24 L/s 泵压 3~5 MPa 钻井液性能:密度 ~粘度 17s (2)采用近钻头扶正器稳斜钻进。 钻具组合:Φ钻头+Φ214扶正器+Φ172MWD定向短节+Φ172无磁*1根+411*4A10+Φ159钻铤*9根+Φ127钻杆 钻进参数:钻压 40~80 kN排量 20~24 L/s 泵压 2~4 MPa 钻井液性能:密度 ~粘度 17s (3)采用光钻铤钻进。 钻具组合:Φ钻头+Φ172MWD定向短节+Φ172无磁*1根+411*4A10+Φ159钻铤*9根+Φ127钻杆 钻进参数:钻压 80~120 kN排量 20~24 L/s 泵压 2~4 MPa 钻井液性能:密度 ~粘度 16 s 5.经验与建议 通过对本区FCC-HZ-23D、FCC-HZ-33D、FCC-HZ-11D、FCC-HZ-47D、FCC-HZ-70D井的施工,取得了以下经验: (1)及时测斜、准确计算、跟踪作图是保证井身轨迹的关键。使用MWD能准确掌握井身轨迹的变化情况,使轨迹得到有效的控制。 (2)在钻井过程中,随时观察扭矩、泵压的变化,发现问题及时分析与解决。 (3)勤测泥浆中固相含量的变化,确保固相含量不超标,从而影响螺杆的使用。有条件的话可以上三级固控设备。 (4)采取“转动+滑动”的复合钻进方式,利用无线随钻实时监测,能有效的确保井眼轨迹质量,使施工安全、快速进行;在稳斜过程中采用“转动+滑动”的复合钻进方式,有效降低摩阻和扭矩,降低施工风险。 (5)在定向造斜过程中使实际井斜略超前设计井斜,提前结束造斜段,使实钻稳斜段井斜略小于设计稳斜段井斜,在复合钻中使井斜微增至设计轨迹要求,达到快速、安全目的。参考文献 [1]王明寿.2006.寿阳区块煤层气勘探开发现状、地质特征及前景分析.北京:地质出版社 [2]大港油田.1999.钻井工程技术.北京:石油工业出版社 看了“定向井钻井技术论文”的人还看: 1. 地质钻探技术论文(2) 2. 地质录井方法与技术探讨论文 3. 采油技术发展展望科技论文 4. 超声波检测技术论文 5. 工程定额原理的应用论文