采油工艺技术交流一.ppt

,采油工程工艺技术交流,2014年2月25日,汇报提纲,一、举升工艺技术 二、注水工艺技术三、集输工艺技术 四、修井工艺技术五、增产工艺技术,一、举升工艺技术,1、丛式井抽油机举升工艺技术,丛式井抽油机举升工艺技术充分利用丛式井两口油井或多口油井距离相近的特点,用一台抽油机同时开采两口油井或多口油井原油。目前,国内外有游梁式和无游梁式两种不同结构形式高效能丛式井抽油机。优点：采用油井载荷相互平衡,体积小、质量轻、投资少。抽油杆匀速运动,大大地改善了抽油性能,油流平稳,动载荷较小,平衡效果好,噪音较低。如果采用多井高效能丛式井抽油机,会使该类抽油机优点更为突出,效益、效能更高。,原理：采用多缸发动机原理，利用电机驱动曲柄，带动曲柄动滑轮上钢丝绳，牵引丛式平台各油井抽油杆进行往复运动。所有动力连在曲柄的动滑轮上，将多井载荷按相位平均分布，充分利用了平台丛式井上下悬点载荷交替变化、悬点位置交替变化而产生的势能变化，实现平台丛式井互动自平衡抽油，载荷波动平稳，提高了载荷利用率。,比常规抽油机节能47%功率由90千瓦降至11千瓦平均日耗电由334.8千瓦时降至196.8千瓦时,（1）“一机多井”抽油装置,大庆采油九厂敖南油田敖14平台,（2）游梁式双驴头双井抽油机,结构：大部分构件与前置式抽油机的基本相同,游梁与支架的设置和常规型抽油机的相同。两驴头分别安装在游梁的两端,连杆与游梁的连接位置靠近于其中的一个驴头,曲柄和平衡重之间有一个比较大的夹角,游梁的长度根据两井之间的实际距离而定。,工作原理:动力从电机由皮带传动副传到减速箱，再经曲柄、连杆传到游梁，最后通过游梁上下摆动将动力传给驴头。当左驴头上行时，实现I 井抽油,同时右驴头下行;当右驴头上行时，实现II 井抽油,同时左驴头下行，对相邻两井的抽油交替进行。,特点：首先,这种双驴头双井抽油机的零部件基本上可采用普通抽油机的,不需要设置新的制造工序;其次,采用这种双井抽油机对双井进行采油,几乎节省了一台抽油机的成本;再次,采用双驴头双井抽油机,改善抽油机工作状况，延长抽油机及其构件的寿命，还有明显的节能效果。,（3）丛式井智能长冲程抽油机,工作原理：传动带与油井1、油井2等多个油井光杆相连。调速换向电动机驱动减速器,减速器输出轴驱动平衡轮。通过传动带、主动轮带动多个导向轮转动,后者带动各个油井的光杆交替上下运动,实现各个油井抽油机的上冲程和下冲程。,丛式井智能长冲程抽油机采用“一机多井”的设计,充分利用了平台丛式井上下悬点载荷交替变化、悬点位置交替变化而产生的势能变化,实现平台丛式井互动自平衡抽油。采用调速换向电动机、传动带软传动,彻底放弃了常规游梁式抽油机的四连杆机构,实现了最短的传动组合,大大提高抽油机的机械效率;采用换向器、限位器和控制柜组合,实现了抽油机机电一体化和抽油机工作参数的智能调节、控制。,应用效果：装机容量低,比常规游梁机节能50%，采用机电一体化、传动带软传动,传动链短,机械效率80%以上,系统效率高,比常规游梁式抽油机机械效率提高1倍。可靠性好,自动控制系统最大限度地确保设备、油井和人员的安全，智能化程度高,调整工作参数简单。常规游梁式抽油机冲程一般为3、3.6、4.2 m,而本机可以实现6 m以上冲程,从而减缓机、杆、泵的磨损,延长检泵周期。,2、直线电机无杆采油工艺技术,构成：主要由直线电机、抽油泵、地面供电控制系统三 部分组成。,直线电机无杆采油技术是通过置于井下的直线电机带动抽油泵柱塞上下往复运动实现举升抽油,省去了地面抽油机、抽油杆等中间传动环节，降低载荷传递过程中功率消耗、提高抽油效率。,工作原理 每个工作循环分为2 个冲程,第1 个为向上举升冲程,抽油泵固定阀开启,直线电机动子依据命令,向上作举升运动,直接推动柱塞举升油液;第2 个为向下回落冲程,电机动子向下运动,抽油泵固定阀关闭,游动阀开启,等待充填液体。在液柱作用下,液体通过进油绕丝筛网渗入泵腔,充满泵腔后进入下一个工作循环。,工艺特点地面设备简单,维护工作量小,后期维护费用低。不使用抽油杆,杜绝了杆管偏磨,减少管杆的更换量。现场调参方便,根据液面情况随时在线调整工作参数(0.18.0 min-1),额定排量可在0.520.0 m3/d 范围内调整。采用底部驱动,省去了中间传动环节，将电能直接转换成直线运动,可降低载荷传递过程中的功率消耗，提高举升效率。,应用效果：油井液量、油量、动液面基本保持稳定,平均泵效提高了24 个百分点,平均日耗电下降12 kW h(19%)。,结论与认识直线电机无杆采油技术适用于低产低效的油井,能够有效解决定向井管杆偏磨问题。采用数控方式调整参数简单,易操作,自动化程度高,地面设备的简化可减少设备后期维护作业,能够大幅提升抽油效率和节能降耗。井下防气防垢工具、油管锚定装置、井口防喷器等工艺需进一步配套完善。直线电机和泵的故障诊断、测试技术有待进一步攻关研究。,汇报提纲,一、举升工艺技术 二、注水工艺技术三、集输工艺技术 四、修井工艺技术五、增产工艺技术,二、注水工艺技术,1、悬浮污泥过滤污水处理工艺技术,悬浮污泥过滤法又称SSF（Suspended Sludge Filtration）法,污水净化工艺及系统:包括物化工艺和SSF污水净化器两大部分组成。首先采用投加混凝剂使污水中部分溶解状态的污染物胶体颗粒吸附出来，形成微小悬浮颗粒，从污水中分离出来；依据旋流和过滤等流体力学原理，在SSF污水净化器内使絮体和水快速分离,形成悬浮泥层，污水经过罐体内自我形成的悬浮泥层过滤之后，达到回注标准。,创新性：SSF污水净化装置打破了传统的静态滤料机械过滤模式，巧妙设计符合Stokes定律和同向凝聚理论，用动态缓慢旋转和不断更新的悬浮污泥层作为主要过滤净化介质，实现不用反洗和不怕堵塞的长期稳定过滤净化。优势：流程短,简单可靠，整个流程停留约40分钟 投资和运行费用低，无需更换滤料 没有复杂的反冲洗流程和PLC控制 净化效果好（含油 3mg/L，悬浮物 3mg/L，粒径中值 2m）占地少,SSF污水净化技术工艺流程图,2007年，在胜利东辛102污水站应用SSF技术对1000立方米混凝沉降罐进行改造，设计规模为10000方/天。改造成的SSF污水净化装置进口要求为:含油100mg/L,对悬浮物的多少不做限制。设计出水指标：含油10mg/L，悬浮物含量15mg/L,利用SSF技术改造混凝沉降罐,改造前混凝沉降罐的构造,混凝沉降罐的尺寸和内部情况：1000方沉降罐：11.55m,H=9.90m.内部有布水系统、集水系统和收油/排泥装置等。,改造成的SSF-400C污水处理装置,改造后水质效果:利用悬浮污泥污水处理技术改造混凝沉降罐后运行效果良好,大大简化了污水处理流程,节省污水处理成本,减少操作工作量,并且运行稳定。改造后出水优于C1级注水指标.达到含油5mg/L,悬浮物5mg/L.,悬浮污泥层,SSF净化前后水样比较,水质监测数据曲线图,1）长期稳定去除污水中的含油和悬浮物，使后续过滤设备不受污染困扰而长期稳定运行。2）实现有效排泥，克服原来混凝沉降罐因不能很好排泥而使水质受到严重影响的问题。3）经该设备处理后,可以省掉后续的过滤设备,从而极大地简化污水处理流程,节省投资、占地。4）处理量大,运行成本低。5）操作管理简便。,结论,化学絮凝+加载沉降+磁分离,澄清池,2、磁过滤污水处理工艺技术,澄清和过滤,磁嵌合沉淀比传统工艺快20 至 40 倍，磁过滤的超滤速率为4888.2 升/分/平方米。,胜利油田中试,进水含油 1,000 mg/L 出水含油 5 mg/L,改造前,改造后,污水站,从所检查项与磁过滤效果有关的10项水质指标（检查13项中不含总矿化度、pH值、硫化物）对比看出，过滤后悬浮物含量、粒径中值、含油量、SRB、TGB、平均结垢率、总铁等7项指标好转，其它三项指标情况是：过滤后细菌FB指标没有变化，过滤后水质指标含量上升的有2项，一是含氧，二是腐蚀率，其中含氧在控制指标标准范围内，腐蚀率超标。,备注：污水处理运行成本1.97元m3。（包括液碱、杀菌剂、缓蚀剂成本，0.95元/m3）,磁过滤运行成本分析统计表,1）可以简化处理流程，减小占地面积，缩短停留时间，提高处理效率。2）处理成本略高于常规重力流程，少量磁粉漏失对污泥后期处置产生一定影响。,结 论,汇报提纲,一、举升工艺技术 二、注水工艺技术三、集输工艺技术 四、修井工艺技术五、增产工艺技术,三、集输工艺技术,1、油井远程监测计量技术,根据抽油机井、电泵井、螺杆泵井不同的工作原理，建立相应的计量数学模型，借助计算机进行数据处理，可以得到产液量等数据。抽油机井示功图法电泵井压差法螺杆泵井转速法,技术关键：通过建立有杆泵抽油数学模型，借助计算机自动诊断系统成功实现对泵功图的获取与识别，计算出产液量，并且能够实现对泵功图故障正确诊断。,连接条件,抽油机井“示功图法”计量技术,地面功图,泵功图,示功图法量油基本原理：在油井不同产油量、井深等因素作用下，功图曲线具有不同的特征。通过传感器采集油井载荷与位移数据，将地面示功图应用杆柱、液柱和油管三维数学模型，同时考虑杆柱组合、油气比、出砂、油品性质等边界条件求解，得到井下泵功图，然后应用泵功图识别技术来计算油井产液量。,通过传感器测试油嘴前后压差，应用多相流节流公式，建立相应数学模型，用电流数值进行修正，计算出产液量。,电泵井压差法计量技术,通过测量螺杆泵电机转速，建立相应的数学模型，加以电流数值修正，计算出产液量。,螺杆泵井转速法计量技术,电量传感器,冲次传感器,载荷传感器,温度传感器,压力传感器,数据采集系统硬件传感器,井口数据采集,载荷传感器,角位移传感器,压力传感器,控制终端RTU,抽油机井井口数据采集,电泵井井口数据采集,螺杆泵井口数据采集,RTU终端接受各种传感器传来的数据信号，利用手机卡(GPRS)将信号远传到采油厂中控室处理器。,手机卡插口,RTU模块,12V直流电源,数据传输,数据处理（1）油井产液量计量功能（2）油井工况检测功能（3）油井工况诊断报警功能（4）分析功能,计算产液量,油井产液量计量功能：计算单井日产液量并可实时或定时显示。同时可显示理论泵排量、有效冲程、泵效率、功图及泵的工作状况等。,油井工况监测功能：监测油井工作状态（开、停），另外可显示油井基础数据（如抽油机冲次、冲程、泵型号等）。,油井工况诊断报警功能：对抽油机载荷、压力、启停井、功图、曲柄销子、皮带工作状态进行诊断报警。,分析功能：对采集的功图进行叠加分析，确定油井的工作状况，发现工况异常油井，采取相应的措施。图中显示不同时间段产液量变化较大，可采取间抽措施。,分析功能：根据示功图可形成泵效分析扇面图，可以直观反映出泵效及冲程、漏失、容积和气体损失等。,为了实现注水系统串联、枝状管网的调整，取消配水间,注水井井口安装恒流配水器，实现恒流配水;井口安装RTU、流量计和压力传感器，RTU将采集的流量、压力数据，利用GPRS远传至油田中控室，实现数据远传。,2、注水井数据远传及恒流配水技术,恒流配水器,无线压力传感器,采集装置,无线流量计,注水井无线流量计,发射天线,液晶显示,信号放大器,流量计,电池,注水井无线压力传感器,就地数字显示,内部结构,外部结构,多功能恒流配水器工作原理,工作原理：利用预压缩弹簧的弹力作用在补偿阀柱塞上，来平衡水嘴活塞内外压差。在注水压力发生变化时，柱塞在压力的作用下发生滑动，改变堵塞器出水口，保持水嘴前后压差基本恒定，经过水嘴流量实现恒流。,在中控室计算机显示注水压力、流量等数据，同时可折算得到月、年注水量。,油水井远程计量技术特点：,（1）该技术改变了传统集油和注水模式，取消了计量站和配水间，减少了工程量和投资。（2）属于间接计量技术，存在一定的计量误差（港西油田综合误差8），可满足生产计量要求。（3）需进行系统维护工作，配套相应的管理制度。（4）可适用于东部高含水老油田地面工艺改造；低产、边际新区油田地面集输工程建设。,港西油田改造前集油放射状管网,港西油田改造后集油枝状管网,通过采用枝状、串接等工艺模式，优化管网结构，取消了计量站和配水间，改变了一直应用的集中配注模式。,集输系统优化调整改造后，关停46座计量站、47座配水间和2座接转站，地面配套工程规模减小，集油注水管网以T接、枝状流程为主，串接、环状为辅，集输注水系统干线共减少了208.88km，可对比350口油井回压平均下降0.05MPa。集输系统优化后，运行15年以上的集油注水管线共更新11.59km，减少环境污染和安全隐患。年节省计量站配水间维护费72.5万元，减少占地169亩。,