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【关键词】经济效益 采油工程的认识 方案设计 发展情况
1 对采油工程开发的认识1.1 采油工程的概念
油田开发工程是油田生产及开采过程中,开采企业根据油田开采生产的实际目标,所采取的对注入井、开采井等各项技术措施的汇总。采油工程是依靠地面工程组成的。是采油工程的重要组成部分,在油田开发工程中发挥了较为重要的作用。同时,采油工程想要实现油藏工程方案中的每一个指标,还应该和地面建设的工程相结合,只有这样油田工程才能够保证正常的进行。
1.2 采油工程的作用
采油工程技术在石油勘探开发的过程中发挥着非常重要的作用。石油工程技术包括,石油的钻井的工程技术,油藏的工程技术,采油工程技术。这三种技术相互联系,相互补充完善。这三个方面都是在石油地质研究成果的基础上进行的。采油工程的技术在整个油田开发的过程中不仅仅成为石油地质研究的依据,同时也解决了一些石油地质出现的问题,这样能够对采油技术的作用的了解,达到对一些油藏地质现象的深刻认识。总体来看,采油工程的技术是对油藏以及地质进行充分认识的重要的方式,也是对油田进行全面的开发的有效的工艺技术。
1.3 采油工程的目标
采油工程的技术一直都是从整体油田的开发,并且以增加地质的储量或者是增加采油的储量作为目标。将井筒技术以及保护,改造油层进行结合,大大提高产油量以及采油率。大概来讲,采油工程的发展方向分为三个。首先就是要对老油田进行水驱注,采的工艺或者是增产,增注的办法达到系分层甚至是精细分层。其次能够让老油田的产量持续的升高,就是将三次采油技术和三次采油结合在一起,完善油田的采油工艺并跟踪调整采油措施。最后就是对新开发的低渗透难易开采的储层油田,要按照油藏的地质特点,选择与之适应方便有效的开采技术。开采技术中,大规模的压裂以及水平井等新型技术将会成为主流的技术。
2 如何进行采油工程方案设计
2.1 采油工程方案的认识
目前随着石油行业的快速发展,采油工程的方案设计的类型也不断的增加和改进。采油工程中将普通的油井变化成了特殊的油井,将水驱开发变化到聚驱和三元,从油田转变为七天,有开发区块追变为实验区块。对于方案设计的领域一直不断的变化。同时方案设计的水平也一直稳步的提升,对于设计工作的内容已经不是简单的工艺的设计,而是将技术,经济优化,并对界限进行研究,多个方案进行对比再进行综合的设计。
2.2 采油工程方案的作用
对于采油工程方案来说在开发油田的工艺中发挥着重大的作用,采油工程方案处于油藏工程方案以及地面工程方案的中间的环节,一直被运用在油田开发的过程中。即使对于采油工程的投资比较少。但是在整个开发的过程中,正式采油工程作为节约投资的项目。通过对采油工程方案的设计工作,大大降低了油田开发的成本以及投资,同时也将开发过程中的投资减少,降低了能源的消耗。成为在开发油田的过程中的有效地措施。通过对采油该工程技术的优化,降低了一次性的投资。对于区块的总投资包括,钻井的投资,采油工程的投资以地面的投资。其中钻井的投资在一定程度上和地面投资有相同之处,都属于一次性的固定投资,并且可降低的幅度也比较小。采油工程中涉及到的技术也比较多,可优化的范围也比较广,能够最大限度的将采油工程的一次性投资减少。对于一项新的科研成果来说需要大量的人力。物力以及资金的投入。在科研成果成果的研究之后,应该得到大力的推广应用。这样才能够为油田或得更多的经济效益。在设计方案的作业中,应用上效果好并且经济效益高的科研成果,并选用配套设施好,应用的设施好,前景广的技术,这样能够大大加快科研成果转变为生产力的进度,也为新技术的推广工作做了一个很好的铺垫。
3 未来采油开采工程设计的发展趋势
3.1 采油工程发展现状
现阶段,油田开采一般处于高含水后期的开采时期。由于油田开采阶段和对象发生了变化,使得对油田的开采成本也处于不断上升的趋势,从而导致经济效益发生大幅下滑的问题。根据现阶段发展情况,为了让油田企业及时适应当前发展态势,保证经济效益的优化,在油田企业必须要科学有效的做好采油工程中方案的设计管理工作。因此对于采油工程的发难设计应该存在重点的发展方向。
3.2 采油工程方案设计的发展趋势
方案设计要将观念进行更新,增加方案设计的综合的实力。加大对信息调研的程度,使得其直接服务于方案的研究工作。信息调研工作能够将国际上的油田开采工程中应用的工艺技术以及设备的使用状况进行深刻的了解,对方案的设计工作提供强有力的依据。对于软件的开发不仅仅能够帮助方案设计的人员在计算机软件方面的应用在一定的程度上也丰富了软件开发工作者的经验和知识,使得软件更有实用性,为方案的设计工作提供了重要手段,也大大提高了方案设计的综合的实力。在油田中有不同形式的开发,因此在不断的对砂岩油藏水驱的开采方案进行设计完善的同事,也要对特殊的油气藏和水平井等这些工程方案设计工作进行研究,建立出采油的方案设计工作的基本的模式。在根据油田的不同的开次啊模式,应用人工智能的方法建立一系列的整体优化的面型。在对多个方案的技术,经济上的分析,进行整体的优化,在此基础上,选择更加实用,效益更好的方案,并拓展方案设计的思路,丰富方案设计整体的内容,提高方案设计的经济性,使得在国际中的经济实力增强。
4 结束语
总而言之,随着目前石油市场发展趋势的变化,石油企业为了尽快适应油田开采的现状,必须要充分发挥出采油工程在油田生产中的实际作用。在采油的工程方案设计中,首先要根据现阶段设计理念,积极改变设计观念,摒弃原有落后的思想,大胆完善设计技术和方式方法,培养出优秀的采油工程设计人员,从而实现油田企业经济效益最大化而不断努力。
参考文献
[1] 王运涛,闫建文,陈文思.油藏地应力特征在低渗透油田开发设计中的应用[J].大庆石油地质与开发,2005,05
[2] 梁振民.井下作业技术发展趋势与对策[A].全面建设小康社会:中国科技工作者的历史责任――中国科协2003年学术年会论文集(上)[C],2003
关键词:实验教学;实习教学;毕业设计;改革
中图分类号:G642.0 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2013)35-0024-03
东北石油大学石油工程专业是第二类国家特色专业,在专业建设过程中,始终十分重视对大学生“创新意识与创新能力”的培养,对主要实践教学环节进行了改革,取得了良好的实践效果。具体工作主要体现在以下三个方面。
一、实验教学环节改革
以强化实验教学环节对学生实践能力和创新意识的培养作用为核心,构建实验教学体系。按照理论教学与实验教学既互相关联又相对独立的原则,构建了“1个目标,2个结合,3个层面,4种模式,多种模块”的实验教学体系。即以培养学生实践能力和创新精神为目标,坚持课内与课外、校内与校外相结合,按照石油工程专业实验教学特点设置油气井工程、采油工程、油藏工程3个实验教学模块,通过课程基础实验、综合设计实验、探索创新实验、自主开放实验4种实验教学模式的训练,使学生得到基本技能、综合技能、创新能力3个层面能力的培养,优化了以不同教学内容与方式组成的实验教学体系,构建实验教学内容有机结合、系统衔接的实验教学平台。实验教学体系中油气井工程、采油工程、油藏工程3个模块,是按照学科专业理论教学与实验教学有机结合,根据实验教学内容特点进行划分的。各模块实验教学依据专业培养目标设立实验项目,形成了由课程基础、综合设计、探索创新3个层次实验构成的实验教学内容体系,并注重将教学改革成果、科学技术研究项目、结合生产实际问题、国家大学生创新实验计划项目、学科竞赛项目等引入、固化在实验项目中,不断更新实验教学内容。设置了一定比例的学生自主选做实验项目,充分调动学生参与实验教学的积极性、主动性,为满足学生个性化发展提供了条件。按照人才培养方案,制定了完备的教学大纲,体现了教学指导思想。分层次实验教学由基本技能、综合技能、创新能力3个层面能力的培养构成。根据理论教学与实验教学有机结合、系统衔接的原则,上述3个层面的能力培养主要通过课程基础实验、综合设计实验、探索创新实验、自主开放实验4种实验教学模式来实现。
1.课程基础实验。用于理论知识验证和认知、基本实验操作方法及技能训练、数据处理方法及实验报告书写方法训练。采用以教师教学辅导为主导的教学方式,学生边学边实践,通过基础实验项目的全面训练,巩固相应的理论知识,获得实验的基本操作方法及技能,掌握正确的数据处理及实验报告书写方法,培养学生严肃认真的实验作风。该层次培养任务主要由演示或验证性实验和野外地质实习、油田现场实习完成。
2.综合设计实验。该层次实验教学在学生掌握了一定的专业理论知识和实验基本技能的基础上开设,用于训练学生综合分析问题解决问题的能力及自主开展科学研究的实践能力。实验项目内容以理论教学多知识点综合分析与应用为基础设立,采用以学生自主实验为主,教师为辅的教学模式,即学生利用各种信息资源,通过自行查阅资料、设计实验方案、实施实验操作、完成实验结果综合分析和实验报告等。综合设计实验项目的主要由原有的常规实验项目整合、结合生产实际问题、科研项目转化、部分竞赛类项目转化形成。
3.探索创新实验。探索创新实验项目用于培养学生科学研究、科技创新能力,为具备一定科研潜质的学生提供较高级别的创新平台,进行特色培养。鼓励有创新性的实验研究成果申请专利或公开,对这些学生给予创新学分奖励。该类实验教学采取导师制,以学生自主设计实验方案、安排实验过程、实施实验检测为主的教学模式,并根据创新实验项目的类型及容量,成立大学生创新实验组及教学指导小组的方式开展集体创新实验教学工作。探索创新实验项目主要由国家大学生创新实验计划项目、科研课题、结合生产实际问题、学生申请项目等转化形成。
4.自主开放实验。实验室开放教学是在合理配置和优化整合实验中心资源,实现资源共享,完善实验教学、实验室建设制度和运行机制的基础上进行的。主要用于满足学生的兴趣、个性化发展等培养需要。开放的形式主要包括实验管理层面上开放、实验内容层面上开放、课内外科技创新活动开放三种。实验管理层面的开放主要用于实验教学课程内必做项目的时间开放,学生通过实验教学管理网络系统自主选择实验时间;实验内容层面开放主要用于实验教学课程内选做项目的实验,主要为综合设计实验,通过网络预约、实验方案设计提交、批准等程序实施;科技创新活动开放主要用于学生创新能力及个性化培养,实验时间根据项目研究内容确定,按照预约、实验方案提交、可行性分析、计划安排、批准等程序开展。上述三个层面的开放,满足了学生个性化培养的需求,为实现课程基础实验、综合设计实验、探索创新实验三个层次教学目标提供了保障。通过几年建设与改革,2009年“石油工程与地质实验室”被批准为国家级实验教学示范中心建设单位,为石油工程专业实验教学进一步发展提供了广阔平台。
二、实习教学环节改革
东北石油大学与大庆油田技术培训中心签订了长期实习培训协议,成为我校石油工程专业固定实习基地。该中心具有国家二级安全生产培训机构资质,拥有国内比较先进和完备的训练设施和设备,具有一个4万多平方米室外训练场(包括钻井工程演练场,采油工程演练场)和500多平方米的模拟演示陈列室。钻井演练场,承担着钻井技能训练的任务,演练场共分工具识别、设备解剖、二层平台操作、钻台操作大钳训练以及系绳套等六个训练区,能够完成钻井方向的全部实习任务;模拟演示陈列室包括石油钻井简介、钻进技术、固井技术、钻井常用工具、钻井机械、气控制流程、全套模拟井架等部分组成,采用了实物、模型、照片、光机电模拟显示板、录像等方式,直观形象地展示石油钻井工艺技术、工具设备和流程,对钻井工程培训直起到了非常重要的辅助教学作用。采油工程演练场,承担采油技能培训任务,演练场分抽油机操作、注水井捣流程、油井修井作业三个训练区;模拟演示陈列室包括油水井捣流程、井下管柱、管柱连接、集输流程、油水分离等部分组成,对采油工程培训起到了非常的重要辅助教学作用。近年来,石油工程专业生产实习一直在该中心进行,由该中心老师担任设备操作指导工作,学生能够亲手操作各种设备,避免了以前在油田生产单位实习,对各种设备只能看不能动的局面,既培养了学生动手操作能力,又培养了学生安全操作的意识,切实达到了生产实习的目的。
三、毕业设计改革
2010年,毕业设计由原来13周拓展到15周,增加了毕业设计时间,学生有充分的时间进行创新性研究。由于石油工程专业教师科研题目较多,毕业论文95%来源于教师真实课题,结合工程实际,使学生的实践能力得到真正的锻炼,80%左右的论文质量较高,具有较高的理论水平和实际应用价值。这些论文的一个共同特点是:工作量大,有一定的理论深度,学生在毕业设计期间花费了大量精力深入论文,与教师的科研工作相结合的同学大多数完成的论文质量较高,获得校级优秀和创新杯的同学大部分来源与此。针对石油工程专业教师科研任务多的特点,石油工程专业有20%左右的学生提前半年左右进入毕业设计,参与到课题研究工作中,一方面缓解了教师繁重的科研工作量,另一方面,更重要的是学生的动手能力和工程实践能力得到很好的培养和加强。这些提前进入毕业设计的学生所从事的科研工作主要是以下几个方面:
1.编制软件或参与软件的部分编制工作。实行双学位制度以来,一些对计算机感兴趣的同学辅修了计算机课程,但由于条件限制,这些同学的上机时间很少。这样,一些同学提前介入到教师的课题中来,由教师提供先进的计算机设备和必要的编程书籍,在教师给出理论模型的基础上,独立或参与编制部分软件。一方面,学生需要应用所学专业知识理解掌握数学模型,培养了学生理论联系实际、解决实际问题的能力;另一方面,学生的计算机知识在真刀实枪中得到锻炼,提高了学生的变成能力和计算机知识综合应用能力。
2.大量的数据拟合计算。一些工作量大、重复性强的计算工作由提前进入设计的同学完成,例如,油藏数值模拟,从数据整理、插值、数据流的形成到反复进行历史拟合,需要大量的时间,学生在毕业设计的短短2个月内根本无法完成,而这又是油田开发方案制定与调整的最主要研究内容,在石油工程专业中占有重要的地位。为此,在类似的这方面,一些学生提前介入,在教师的帮助和指导下,锻炼了他们综合应用专业知识进行大规模油田实际计算、分析的能力,对于学生了解各研究方向最新进展和毕业后所从事研究内容有很大的帮助。根据近几年毕业设计题目统计,95%的设计能够用于生产实践。
[关键词]石油工程 课程 教学 改革 探索
前言
中国文化最高深意之所在,在于“中国人所谓通天人合内外,亦可谓即是自然与人文之会合”[1]。中国儒家好言人道,即人文,缘于儒家经典《周易》之“观乎人文,以化成天下”。现在我国所提倡的“以人为本”的科学发展观,可谓与我国传统学说是一脉相承的。教学必须以人为本,对于自然科学及工程技术领域的教学,在强调理论的同时,除了要与实践相结合外,还要与人文会合。作者从事高校教学和科研工作二十多年,恰逢盛世,有幸参与学样的教改研究及“大学生创新性实验”。现以曾讲授过的石油工程专业课《油田化学》、《钻井液工艺原理》及其专业基础课《胶体与表面化学》等课程为例,结合相关课程以及目前已完成的“大学生创新性实验”以及教学改革项目,探索高校专业课及专业基础课的教改思路。
一、专业及专业基础课程
《油田化学》是石油工程的专业课程之一,是研究油田钻井、完井、采油、注水、提高采收率及原油集输等过程中的化学问题的科学。油田化学其实由钻井化学、采油化学和集输化学三部分组成,以无机化学、有机化学、物理化学、胶体化学、表面化学、高分子化学等基础化学为理论基础,通过各种类型的油田化学剂来解决油气钻进过程中遇到的复杂问题,改造油层及油水井,改善原油在管道中流动状况,以及分离油气水,提供高品质原油,减少油田采出水对环境的污染。虽然这三个部分是不同的体系和过程,十分复杂,并且有各自的发展方向,但是它们又是相互关联的,绝大多数体系属于或涉及到胶体分散体系(属于纳米技术的范畴)。
《大学》八条目,以格物致知为先。朱子《大学格物补传》有,因其已知之理而益穷之。虽然石油工程本科生开设了《胶体与表面化学》等基础课,但实际使用的教材中,胶体理论知识部分中所讲述纳米材料较少,内容较少,且与实际结合得不够,讲授时安排的学时也很少。其实自从进入21世纪以来,纳米技术日新月异,已经影响到我们日常生活的方方面面。因此,我们追踪了相关学科在纳米技术方面的研究热点及其发展方向,补充讲稿,完善教案。尽量做到理论联系实际,培养学生们的学习兴趣,提高他们的学习积极性。
二、纳米技术
纳米是长度计量单位,1纳米是1米的十亿分之一,相当于10个氢原子一个挨一个排列起来的长度。纳米材料涉及凝聚态物理、化学、材料和生物等领域,被公认为21世纪重点发展的新型材料之一。纳米材料现已发展到人工组装合成有纳米结构的材料。
纳米技术在油田化学中经常用于钻井液完井液的暂堵剂以保护油气层,在油田采出水处理中可以利用纳米材料的光催化作用,将采油污水中的油和高分子进行光催化和光降解,使其达到回注地层及外排的水质要求。利用纳米技术甚至可以从水和空气中清除细微污染物,从而提供更清洁的环境和更高质量的水。
三、教改探索
(一)教学探索
作者将自己平时积累的学习及科研经验,应用到不同层次的教学中。在本科教学中,先侧重基础知识讲解,然后再讲授胶体的各种性质。在给硕士生讲授《现代钻井液技术》以及给博士生讲授《高等胶体化学》时,作者也将纳米技术等先进技术引入进来。针对学生们将来的工作,要求学生了解各油田的情况,使每一位学生能更快更好地了解未来的工作。
在本科生教学过程,针对纳米材料的特性引入学生感兴趣的话题,从而提高学生们的学习兴趣。例如,金红石型纳米二氧化钛可用作涂料,涂层粗糙度小,表面光滑细腻;而锐钛矿型纳米二氧化钛可以防紫外线,可用在遮阳伞的防紫辐射。女生们比较感兴趣的话题是引入纳米材料的化妆品,有同学提到互联网上的天价纳米金护肤品的广告。作者在讲解到《胶体化学》中溶胶的光学性质时,以多媒体的形式向学生进行展示金溶胶的颜色。金溶胶粒子逐渐减小时所对应的颜色从红色到蓝色,其实可以呈现出不同的颜色;而金属银在50~60纳米时,也可以呈现黄色。学生们看了PPT后一目了然,除了不会再受不实广告宣传影响外,对本课程的学习更加投入了。此后提问的学生多了,学习的积极性得到普遍提高,学生们的期末考试成绩普遍好于往届。对硕士生及博士生的要求则要求更高一些,除了要求他们对日常生活中所涉及的纳米技术有所了解外,还要求他们能够结合专业知识,研制出可用于石油工程专业领域的纳米材料。
在针对来自现场的学生进行培训时,作者则是与学生多互动,既了解了各油田的研究现状,又针对一些具体问题提供参考意见。例如,在讲解部分黏土矿物对采油工程的影响时,特别提到在深部地层的油层有时会存在绿泥石,而绿泥石中可能有一定含量的铁元素,在进行强化采油时,不适宜采用酸化作业来提高原油采收率。一些培训的同学曾在某油田承担过两项酸化作业,但在施工后却发现油井产量非但没有上升,反而下降了。经学习后发现,就是由于未进行黏土矿物的组成分析。
(二)创新探索
在“大学生创新性实验”中,作者与本科生一起完成了“钻井液用超细颗粒的研制”。在近一年的研究过程中,本着“学不厌,教不倦”的精神,不以师自居,鼓励学生多动手进行实际操作的同时检索文献。用孔子的五步学习法启发学生:博学之,审问之,慎思之,明辨之,笃行之[2]。与研究生们一起研制出了多种钻井液用超细颗粒,并获得黑龙江省石油学会优秀论文三等奖。在学校的教改项目中,作者还与其他师生一起共同学习和共同实践,圆满完成了工作任务。
四、结论
钱穆先生曾说:教与学平等,共一业。师与弟子亦平等,共一生命。教者学者在其全人生中交融为一,始得谓之是教育[1]。作者一直认同钱穆先生的“能于教者中得一学者,则成为一不寻常之师。终其身惟有一大事业斯曰学”。孔子也说过:后生可畏,焉知来者之不如今。我等虽是教者,但应以学生为本,同时也以学习为终生职业。
[参考文献]
[1]钱穆.现代中国学术论衡.第二版.北京:三联书店.2005年.p38-60.
[关键词]污水 杀菌 过滤 处理 水质
中图分类号:X741 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2014)07-0350-01
1.杏北某区块污水回注现状
2013年上半年采油四厂污水含油量、固体悬浮物含量、硫酸盐还原菌含量三项考核指标平均合格率分别为75.9 %、64.8 %、83.1%, 其中污水每毫升悬浮物含量、硫酸盐菌类含量的合格率过低, 需要认真分析水质影响的因素, 完善制定可行性的措施方案,从而提高污水水质合格率,从而是油田稳产。
2.影响联合站水质工艺缺陷因素
实践表明, 影响联合站水质的关键因素是站内过滤系统问题, 同时个联合站的一般沉降、加药工艺也对水质产生较大的影响。
2.1 过滤罐滤料流失及附件陈旧老化损坏问题。由于目前开发规模的加大, 污水成分更加复杂, 使滤罐运行极不稳定, 滤罐滤料流失、受污染以及附件损坏等问题比较严重。
2.2 沉降罐、回收水池清淤问题。污水处理站沉降罐、回收水池一般1 年清理一次, 沉降罐内杂质、污油不能及时排出, 造成出水水质污染。
2.3 杀菌工艺问题。污水站杀菌剂投加点设在外输管线上, 忽略对原水的杀菌, 污水在污水站停留期间, 细菌大量繁殖, 使水质恶化, 杀菌后细菌残骸造成二次污染。由于常规方式投加杀菌剂效果不理想, 需要改为连续投加, 但又给成本控制带来一定困难。
2.4 过滤罐反冲洗工艺问题。目前虽然大部分污水站采用变频器来控制水量, 但该方式具有教条性,所以有时仍采用回流调节和出口阀门调节,就容易造成表层滤料不易流化和“致密层”整体移动等问题, 易导致滤罐附件损坏和滤料流失。
2.5 双向过滤工艺问题。原有污水站采用双向过滤罐, 该滤罐滤速比控制存在滞后现象, 导致电动执行机构经常出现故障; 在污水从上、下两个方向进入滤罐时, 中部的出水筛管不断震荡, 造成出水筛管断裂、支撑变形, 导致滤料流失。
2.6 沉降罐收油工艺问题。沉降罐的收油槽由于水平问题及收油槽较窄的问题导致收到的水多油少; 沉降罐顶部加热盘管均匀分散布局导致不能对浮油层集中加热, 部分硬油块无法进入收油槽;沉降罐调节堰板阀运行不稳定, 堰板易脱, 丝杠易腐蚀。上述问题导致收油工作无法连续进行, 给水质控制带来一定影响。收油不及时产生的老化油对油站电脱的平稳运行也造成威胁。
2.7 水罐、管线的二次污染问题。各种水罐、外输水管线脱落的防腐层, 以及水罐、管网中滋生的细菌, 造成水罐、净化水管网的水质二次污染,导致堵塞地层等问题。
3.联合站水质改善措施方法
3.1 积极实施工艺流程改造。2010年杏十九联合站深处理滤罐流程改造,将原来的单向石英砂滤罐改成一次为泵洗式核桃壳滤罐、二次为双向石英砂滤罐的过滤方式;进行了沉降罐和事故罐来水出水收油管线连通改造,这样就可以把事故罐作为备用沉降罐。另外污水站还进行了来水进沉降罐流程改造。
3.2 加大关键设施的维护力度。2011 年杏十九联合站对污水站的6个滤罐实施了填料措施, 结合填料工作对附件损坏的滤罐进行了处理,如对300m3油罐进行了清淤并做防腐。杏五一联合站也对污水站的排泥池、收油罐、5个横向流及深处理的回收水池进行了清淤,尤其加大了污水系统中老化油的清除工作, 此工作对改善第一油矿水质, 稳定油站脱水系统, 起到了关键作用。
3.3 减少注水水质二次污染。为减少污水在进入注水井油层之前的二次污染,自2012年起加大了非金属管道推广应用的力度。近几年老改工程中更换各类水井管道21000余米, 其中应用各种非金属管材28000余米, 占更换管线的60.5%。
3.4 开展物理杀菌试验。在杏十九联污水站安装了紫外线杀菌装置2套、变频杀菌装置3套(污水站2套、油岗沉降罐进出口各3套、来油阀组4套), 在杏杏十九联合站深处理站安装紫外线杀菌装置5套(目前灯管坏停用),开展物理杀菌现场试验。试验表明, 紫外线杀菌率在52.10%~85.09%之间。
3.5 完善工艺技术建议。优化沉降罐收油槽、加热盘管、调节堰结构, 提高收油效果; 改进滤罐内部附件结构, 探索不同类型滤料的反冲洗机制,加大滤罐附件检修力度, 增设观察孔,提高过滤效果, 减少维护费用; 回收水池底部采取大坡度斜面处理, 取消底部散热管, 回收水泵进水口与回收水池的进水口设计在同一侧, 以减少清淤量及清淤难度; 对污水站、注水站来水支线进行计量, 确保系统在设计负荷内平稳运行。
4.结论
4.1 提高水质合格率是保障开发效果的重要基础。回注污水水质不合格, 容易造成堵塞地层、降低油层吸水能力、产液量下降、注水压力升高、套损增多及能耗加大等问题。并且, 污水中细菌含量超标,将会增大含油污水的处理难度, 腐蚀管道和设备, 缩短其使用寿命, 堵塞滤料, 使污水站实际处理能力下降。上述问题不仅增加了后续改造工作量, 而且降低了注水的驱油效果, 因此要认识到改善水质的重要性, 加大水质改善工作的力度。
4.2 不断完善污水新工艺技术是保障水质的重要措施。目前滤罐附件损坏、滤料流失问题较为严重, 为提高水质达标率, 必然要加大滤罐维护力度, 另外常规冲击投加杀菌剂改为连续投加, 进一步加大了污水处理成本。实践表明, 完善工艺技术, 是降低成本、提高水质的重要措施。
4.3 执行好日常管理是保证水质达标的重要过程。近些年, 通过重力流程改压力流程, 反冲洗增加变频控制以及对双向过滤流程改造, 影响污水站正常运行的瓶颈基本消除。及时排出污油、污泥, 使过滤系统良好运行, 加大高效杀菌药剂的研制及使用力度等管理措施, 是水质达标的必要保证。
参考文献
[1] 大庆油田有限责任公司企业标准2010。
[2] 砂岩油藏注水开发动态分析 方凌云、2009。
[3] 胡靖邦主编.石油工程。石油工业出版社.2000
1.节能技术应用前提与原则
抽油机节能技术在油田推广应用。一是在管理方面,推广应用抽油机井系统优化软件与单井自动化监控系统,从源头把关,保证系统效率。二是在硬件方面,主要包括抽油机、电动机、控制柜节能技术应用;应用节能电机,如:高滑差电机、永磁交流电机、多绕组电机、双转子电机等节能技术;空抽控制柜、变频控制器和无功补偿箱等控制装置。三是从全年费用“盘子”中,分离出专项费用,实现“专款专用”。选择遵守以下基本原则:
优先原则:根据区块实际特点,在保证油井最佳产能的前提下,优化参数设计、精确调整运行参数。
适用原则:通过现场适应性、实用性试验,优选匹配最佳、节能效果最好的节能产品推广应用,避免盲目引进。
主次原则:以节能电机为主,以节能控制箱为辅的原则,同时兼顾旧机型抽油机和普通旧电机的节能技术改造,充分合理发挥节能设备优势,从而达到在较少资金取得较好的节能效果。
规模原则:节能拖动装置在一定范围内可降低电功消耗。
2.论证节能技术与试用验证
2.1节能技术论证
一般用节能抽油机、控制箱等节能设备较多。筛选永磁电机、空抽控制器、低压无功计量补偿装置等节能设备,并分段实施。
交流永磁电机 采用稀土永久磁铁代替励磁绕组激磁,没有转差损耗,定子电流减小,功率因数高,电机在负载变化和电网电压波动时,不存在速度波动,没有机械传动过程损耗。
直流无刷永磁电动机 是一种典型的机电一体化结构。电动机定子绕组多做成三相对称星形接法,同三相异步电动机十分相似。转子上粘有已充磁的永磁体,为检测转子极性,在电动机内装有位置传感器(霍尔元件)。驱动器由功率电子器件和集成电路等构成,其功能:接受电动机的启动、停止、制动信号,以控制电动机的启动、停止和制动;接受位置传感器信号和正反转信号,用来控制逆变桥各功率管的通断,产生连续转矩;接受速度指令和速度反馈信号,用来控制和调整转速;提供保护和显示等。
空抽控制器 是美国汉诺威专利技术,通过高分辨率传感器检测抽油机电机动力线电流、电压及相位角,计算出电机运转实时有功功率、无功功率,并根据抽油机上行、下行电流变化与抽油机加载、卸载过程的关系准确描述出抽油机加载及卸载过程的电流运行轨迹及加、卸载过程的时间变化,将采集到的数据存储在主控制器的存储区中,并对预置在芯片里的具有广域代表性的数学模型进行个性化修正,找出真实反映每台抽油机实际运行情况的电流、功率及负荷的变化规律,达到对抽油机智能化、科学化管理。通过科学控制间机抽井的启、停状态,防止油井空抽,达到节省能耗、降低磨损的目的。
抽油机变频控制器 是一种输出频率可调的电力拖动设备,从电机转速公式:N=60f/p×(1-S)得出,电机转速与频率成正比,电机在保持磁通量不变,在电压与频率之比为恒定值状态,功率与电压成正比,功率与频率也成正比,下调频率能降低电机输出功率,达到节能的目的。
双转子柔性电动机 由两台同轴不同功率的异步电动机组成,互为主辅电机,不同负荷下分别对应着主电机、辅电机、主辅电机同时运行三种状态。自动控制装置可根据抽油机负载情况,控制运行状态的转换,使其运行在最佳状态。
抽油机机井整体工艺参数优化 在保证产液量的情况下,抽油机井整体工艺参数优化技术采用损失功率最低或机械采油成本最低为原则的设计方法,合理优化抽油机井杆柱、管柱、泵型、电机、调整冲程、冲次等抽汲参数,使抽汲系统达到最优,能对对检泵作业井的参数设计和新投产井机、杆、泵选择及能耗进行预测和分析。
2.2试用验证
2006年开始,组织各采油厂对永磁交流电机、摩擦换向式抽油机、智能变速多功率超高转差电机、直流无刷永磁电机、空抽控制器等技术产品,选择不同的油田、油井进行试装;并对节电情况进行节能测试,作如下对比。
节能率测试结果对比
③.截止2009年底,在油田随检泵作业应用抽油机整体工艺参数优化技术600多口井次,实施优化后,泵径增大130口井,泵径减小52口井,冲次降低250多口井,冲次增大10口井,调大冲程16口井,应用小功率永磁电机178口井。
④.双转子柔性电动机:2007年现场试验4口井,平均有功功率降低0.91kW,无功功率降低13.7kVar,运行电流降低20.54A,平均单井日节电38.84kwh,节电率达20%。
⑤.加装抽油机空抽控制器、变频器;摩擦换向式抽油机等技术改造后,节能效果也比较明显效。
4.认识、体会与努力方向
机械采油是一个系统工程,应将采油工艺、油藏条件、地面设备、地面条件等有机结合起来,结合抽油机、油井效用年限,综合考虑,才能取得最佳的经济效益。
节能抽油机电机或节能控制装置是可以降低电能消耗,降耗低碳是进一步提高抽油井效率的主要手段之一,但要增加技术与管理环节,系统可靠性要降低,维护管理成本会相应地增加,只有加大应用规模,取得规模效应,才能实现好的经济和社会效益。
节能型抽油机是发展方向,能与油井负荷相匹配,并有完善的保护功能;有数据采集和存储功能;联网和通信功能以及遥控遥测功能;并能适应油田的野外环境要求,操作简单,智能化程度高。
自动化控制是攻关方向。应用微型计算处理机和自动适应电子控制器进行控制、监测,具有抽油(液)效率高、节电、功能多、安全可靠、自动化程度高、经济性好、适应性强等特点、功能。
参考文献:
[1]于海迎.抽油机节能技术及其发展趋势.石油和化工节能.2007. 2;
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[3]赵来军,倪振文,职黎光,刘刚,黎若鹏. 抽油机变频控制技术.采钻工艺;
[4] 李玉生,王琪等. 浅谈我国抽油机电控装置的发展. 中国电工技术学会电力电子学会第八届学术年会论文集. 2002;
关键词:开采后期、防砂工艺、技术探讨
1引言
水平井已经成为国内外一项重要的采油工艺技术,随着水平井数量的增多,也伴随着产生了一系列关于水平井的技术问题,水平井的冲砂解堵工艺就是其中一项。由于水平井井身结构的特殊性,与直井冲砂相比,水平井冲砂工艺存在以下问题:由于需冲洗的井段很长,尤其是洗井液在水平井段及斜井段的携砂能力低,因此砂粒容易沉降,不易被冲起和清除干净,而且在停泵时很容易在大斜度井段形成砂桥,造成冲砂过程中的砂卡事故。因此,发展与水平井相配套的冲砂解堵工艺技术具有重要的工程价值。
2 水平井冲砂洗井技术
2.1 油管液体冲砂
我国各油田普遍采用水力冲砂的方式将油井中的积砂冲到地面,目前应用最多的就是传统油管液体冲砂。它是利用高速液体将井底砂子冲散,然后利用循环上返的液体将冲散的砂子带到地面。
油管液体冲砂有三种方式:(1)正冲:冲砂液沿冲砂管流入,冲散的砂子和冲砂液沿冲砂管和套管之间的环空返回地面;此工艺可以在井底产生较高的冲击力,冲散井底砂层。(2)反冲:与正冲恰好相反,冲砂液沿油井环空注入,冲散的砂子和冲砂液沿冲砂管柱返回地面,此工艺可利用管柱内空间较小的特点,提高冲砂液上返速率,从而增加冲砂液的携砂率。(3)正反冲:同时采用正冲和反冲,利用两者各自的优点。
常规油管液体冲砂技术弊端在于:冲完一根管柱停泵接单根时,冲砂液停止循环,砂粒上返过程中易在井斜大的部位重新堆积,造成砂卡堵的现象。因此,目前国内外大部分油田开始选用连续油管作为水平井冲砂管柱,避免了作业中接单根的工序,同时保证了冲砂液的连续循环,实现高效安全的冲砂洗井。
2.2 连续冲砂洗井工艺技术
虽然连续油管可有效解决洗井过程中停泵导致的冲砂液暂停循环问题,但我国使用的连续油管及相关设备依赖进口,费用较高,随着我国水平井数量的不断增加,目前的连续油管设备已经不能完全满足水平井的修井作业需求。因此,国内研发出了可替代连续油管的连续冲砂洗井装备技术。
图2为国内某连续洗井的井口设备,冲砂液由井口注入,经过组合阀进入冲砂管柱内部,利用组合阀双重开关的原理,阀上面和侧面各有一个入口,正常工作时上口开启侧口关闭,接单根时上口关闭侧口开启,以此实现连续冲砂。
2.3泡沫流体冲砂洗井技术
泡沫洗井工艺的研究最早是在美国和加拿大,已达数十年的历史。其原理是根据泡沫流体密度低,携带沉砂及清洗井底杂物能力强等优点,对油井实施特殊的泡沫作业;清洗井底杂物、剥落结蜡层,在井底油层处造成负压或低压循环,激励产层,顺畅通道,是诱喷求产和恢复老井产能的有效工艺技术。
泡沫流体是在发泡介质中加入发泡剂得到的。常用的有氮气泡沫流体,它是由含起泡剂和稳泡剂的水溶液和氮气组成,其中氮气是分散相,液体是连续相。气泡分散在水中,降低了流体密度。由于氮气泡沫流体密度小、粘度大、携砂能力强,遇水敏性地层不会产生粘土膨胀等问题,用它做洗井液可获得很好的效果。
为使泡沫洗井的携砂率达到90%以上,通过理论研究及现场试验应用,得到了水平井底泡沫流体的流速应满足的条件,如表1所示[5]:
2.4 旋转射流冲砂洗井工艺
旋转射流冲砂洗井技术是近年来国内外新兴的一种洗井工艺,通过旋转射流清洗工具在井筒内产生射流冲击作用和环空旋流效应进行洗井作业,该工具依靠高压射流在井底的环空中产生旋流场,将砂粒和杂质悬浮起来,克服了水平井段砂粒易沉降等问题,同时喷头也可以进行旋转,能够对管壁进行全方位的清洗,从而大大提高了水平井冲砂洗井的效率[6-7]。
2.4.1 旋转射流产生机理
不同的旋转射流产生方式得到的射流冲击力及环空旋流场各不相同,目前研究出的旋流方式主要有以下几种:
(1)切向注入法。将流体沿切向注入,并可通过改变切向和轴向进入喷嘴的流体比
例来改变旋流参数。
(2)导向加旋法。通过导向元件如涡轮转子等对管柱内液体加旋。
(3)自旋转喷头。设计利用水力自旋转的射流喷头产生旋转射流,此工艺为目前新兴的工艺技术。
2.4.2 旋转射流洗井工具
二者均采用自旋转喷头工艺,喷头上加工有不同方向的喷嘴,冲砂液经喷嘴喷出后,在井底形成不同方向的冲击射流,在侧向射流反冲力的作用下喷头开始旋转,实现对圆周井壁的全方位清洗,前向射流对井底砂床进行清除;在旋转喷头的作用下,各向射流在环空中形成旋流场,使井底尘砂悬浮起来,大幅提高了冲砂液的携砂能力,从而实现高效的冲砂作业。
3结论
(1)产层出砂对油气井的生产有极大危害,与直井冲砂相比,由于水平井井身结构的特殊性,水平井冲砂工艺存在其他技术问题,因此需对水平井冲砂洗井工艺展开研究。
(2)相比传统的冲砂洗井技术,连续冲砂洗井和泡沫流体冲砂洗井工艺具有更高的优越性。
(3)旋转射流冲砂洗井技术是一种新兴的冲砂技术,依靠特殊的旋转射流工具在井底形成旋流场,实现对水平井筒高效安全的冲砂作业。
参考文献
关键词油田;仪表自动化;仪表选择
中图分类号:TE83 文献标识码:A 文章编号:1671-7597(2014)12-0149-01
随着现代经济和科技的快速发展,石油开采行业的技术要求也在不断地提高,对于专业化人才的需求加大的同时,对于技术的要求也在不断的提高。特别是在油田的仪表自动化过程中,技术要求越来越高,因此,在这一过程中的仪表选择就十分重要,仪表的选择直接关系到了油田在开采过程中,各项生产数据的准确性,稍有偏差就会有较大的影响,发生故障的后果也是不堪设想的,因此,笔者撰写本文,详细阐述在油田自动化过程中,仪表的选择的理论依据,旨在为实际生产工作提供理论依据。
1压力测量仪表
对于压力测量仪表的选择,在油田仪表自动化过程中是十分重要的,稍有不慎,误差就会变成错误。对于就地指示压力表的选用,需要注意,一般情况下,对于不同压力的介质,需要选择不同的压力表,例如,要选用不同的压力表,粘度较高原油的测量需要按照规定选用隔膜式或者膜片式的压力表,当然,也可以选择灌隔离液等具体的措施的弹簧管压力表,有着1.5级、2.5级的精准度,同时也要考虑螺纹的大小以及刻度盘的直径,一般螺纹为20×1.5,而刻度盘直径一般则是在100 mm~150 mm。而对于远传压力仪表的选用,主要是按照标准来选择,例如,对于那些要求以标准信号输出的压力仪表,必须要使用相应的压力变送器,而对于具有高粘度,并且是固体颗粒状的介质,以及那些具有较强的腐蚀性的介质,就需要选择法兰膜片式压力变送器,选择使用的时候,温度要低于200℃,如果在操作过程中,选择了隔离措施,就可以用一般的压力变送器来辅助。另外,对于那些有剧烈振动场合的介质的压力测量,应该适当地选用数字压力变送器,总之,在选择时,要符合实际条件。
2温度测量仪表
在理论上,压力和温度是自动化进程中最重要的两个方面。而在文都测量仪表的选择上也是有讲究的,比如,就地指示的温度仪表,最佳的选择就是金属温度计,温度需要控制在-80℃到零上500℃之间,而其精准度应该为1.0或者1.5级,刻度盘的直径一般是100 mm左右,需要安装在观察距离相对来说远一点的地方时则要用150 mm的直径。而对于-8℃以下的低温介质、或者说存在着震动现象以及没有办法进行近距离的接触去读取数据的情况,其精准度要求不高,那么可以选择低温压力温度计,但也需要注意按照显示仪表进行选取型号,而那些要求以标准信号输出的温度仪表,可以考虑使用一体化的温度变送器。
3计量及流量测量仪表
计量和流量测量仪表直接关系到生产过程中的各项数据的准确性,因此,在选用上要十分慎重,一般来说,对于油井单井计量方式的情况,我们常常采用分离器自动玻璃管来进行相关的计量操作,这种分离器自动玻璃管的计量是采用的液位计量,随后,采用小型的可编程序控制器来进行控制和计算数据,从而实现了一种自动的计量。除此之外,也可以选择用人工玻璃管来进行计量,主要是通过自力式差压调节阀来具体实现的,主要用来控制集油汇管和分离器之间出现的压差,这种手动控制液面,然后进行相应的秒表计时,最终计算量的大小。另一方面,对于原油流量测量仪表的选用也是需要注意几点的,例如,对粘度较高的原油及杂油(含有污水等杂物)井采的流量的具体测量,应当尽量选择容积式流量计(包括腰轮流量计、双转子流量计、金属刮板流量计等等),当然,对于粘度小于等于5mps的轻质原油就选要涡轮流量计。
4液位测量仪表
一般来说,就地液位指示仪表是可以根据被测介质的基本性质来进行选择的,和被测介质的温度、压力以及各方面的性质都有很大的关系。如果被测介质是轻质油就要选玻璃板液位计,或者也可以考虑磁翻板液位计;如果被测介质是原油,那么可以考虑选用浮球液位计;而对于地下水池的液位的具体测量,则需要选择顶装式浮球液位计,也可以替换为深度计;而那些污油、污水池具体的液位测量可以用电容物位计;而介质为含水油的卧式的压力容器的液位,如果需要进行必要的连续测量,那么,一般会选用插入法差压液位变送器;而当有大量冷凝液析出时,则需要选择双或者是正插负平双法的兰差压液位变送器;另外,在具体的实践过程中,也会遇见介质为液烃的卧式压力容器的情况,这种情况下,如果进行液位的连续测量,需要选择差压液位变送器,值得注意的是,如果是介质比较容易液化,那么就需要设置隔离容器,隔离液一般为乙二醇水溶液,重量比为50%。
5油田生产过程分析仪表
在原油的生产过程中,分析仪表起着至关重要的作用,理论上来说,对于原油密度的测量,相对来说是比较重要的,因此需要选用合适的密度计,一般,我们选择振动式密度计;而对于水中溶解氧量的分析,如污水、锅炉水等等,则需要根据被测介质的具体的含量来选取适当的分析仪,特别是当这一过程需要进行连续型的检测和测量时,则必须要选用水中溶解氧分析仪,而对于这些水的含盐量的测量,就需要采用化学技术,一般是选用电导率分析仪,这个仪器是最为直接的达到目的的一期,或者也可以采用盐量计,都可以最终达到效果。
6结束语
随着经济和科技的不断发展,油田开采的技术不断更新,而油田各类自动化仪表选择的科学性和合理性,可以更好的促进自动化的发展,重要的是,可以促使自动化系统的科学、合理的应用在油田的开发和建设当中,不断地提高油田的生产效率和管理水平,保障油田的安全生产、稳定生产,保障经济效益。笔者撰写本论文,主要分析了各项自动化仪表在具体的油田自动化进程中的选择方法,旨在为油田开采的相关单位的相关工作有所启示。
参考文献
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