声波防垢技术
2024-07-10 20:39

一、目的、意义

油田水结垢问题是油田开发中不可回避的问题,尤其是复合驱技术的现场应用和油田进入高含水开发期后,油田水结垢的问题日益突出,给生产带来诸多危害,已成为油田开发中不可忽视的重要问题之一。目前化学方法是主要的防垢方法,它存在着成本高、适用性差等问题。

   

声波防垢主要基于以下考虑:
(1)对于硫酸钡、硫酸锶垢,化学方法防垢效果差,或者不能有效地解决;
(2)在二元、三元复合驱过程中,结垢的类型和成分更加复杂,化学防垢适应性差的缺点明显显现;
(3)声波的特殊作用及其与化学方法的结合,能够提高防垢效果,降低防垢成本;
(4)声波防垢是油田开发中节能降耗和提高效益的需要。

声波防除垢技术是一种区别于化学防垢技术的新方法,其主要理论依据是:
(1) 声波的“增溶”作用,能够提高物质的溶解度,防止垢晶体的析出;
(2)声波的“粉碎”作用,能够减少和抑制垢晶体的生成和长大;
(3)声波的“剪切”作用,能够抑制垢微粒在管壁的沉积。
(4)声波的“搅拌”作用,能够提高化学防垢剂的防垢效果。

   

二、现场应用实例

经过多年的室内研究和探索,我们在声波防除垢方面取得显著的成果,并获石油大学优秀科技成果二等奖。截至目前,该技术已在玉门、青 海、华北等油田进行了现场应用,应用领域包括计量站、联合站、换热器、地面管线等。现场试验表明:声波具有防垢、除垢双重作用,而且无污染、成本低、维护 简单、有效期长、性能稳定、防垢效果好、一次投资长期有效,彻底解决了油田长期困扰的结垢难题。

以玉门老君庙油田8号站为例,垢型属于以硫酸钡、锶为主的复杂垢,以前曾有国内外多家单位对此开展化学防垢研究,效果不理想,被迫每年更换一次管线, 工作量大,影响正常生产。采用超声波防垢技术后,解决了多年来常规防除垢技术无法解决的难题,这不但避免了每年需要更换一次管线的繁杂工作,而且由于8号 站总机关系统压力的降低,使得整个区域近100口油井的产量不再受回压高的负面影响。


三、主要研究内容
1.结垢调查及可能的结垢分析;
2.水样、垢样分析及结垢预测;
3.声波防垢参数优化;
4.声波防垢器设计;
5.声波防垢效果评价。

四、技术路线
1.通过水样、垢样分析,得到有关的参数,进行结垢类型和结垢趋势的预测;
2.通过可变频声波发生器,进行声波防垢参数优化及影响因素研究;
3.设计声波防垢器,进行声化学防垢效果评价研究。

五、已有研究基础
1. 研究工作积累和已取得的成绩

石油大学石油工程学院在超声波解堵增注、超声波降粘、超声波防蜡、超声波防除垢、超声波乳化等方面进行了十余年的研究,在物理法采油领域形成了特色和优 势。先后参与完成了中石油项目“用声振动减轻油层污染的可行性研究”、“物理场致油气增采方法的研究”、“人工振动(弹性波)增产工艺研究”,油田横向项 目“输油管道原油降粘试验研究”、“声化学防除垢技术研究”、“高含蜡油井管理措施研究”等课题。

2.已具备的实验条件
实验室条件:石油大学“211”工程复杂油气藏综合模拟实验室、山东省油田化学研究中心、中石化-石油大学提高采收率研究中心、石油大学仪器分析中心等具有支持研究的仪器设备条件,为研究提供了设备保障。

仪器设备条件:
(1)Hp33120A函数/任意波发生器;
(2)L6型功率放大器
(3)可变频超声波处理机和配套的换能器系列
(4)离子发射光谱仪,ICPS-1000Ⅳ;
(5)界面张力仪,Tixer500型;
(6)高压釜:TFYX-1型,FYX-0.25型
(7)紫外分光光度计,731型;
(8)油田注剂评价仪;

   


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