贝克森锤井下油水分离技术

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井下油气分离技术

井下油气分离技术

采油工艺技术结课论文井下油气分离回注技术姓名:刘峰学院:培黎石油工程学院专业:石油工程班级:111学号:20111802050116教师:张垒垒井下油气分离技术井下分离技术即井下油水分离技术(DOWS),该技术是在井下实现油气与水的分离,将水回注地层,通常是产层以下层位,油气则产出地面。

该技术的主要优点有:降低水处理费用、通过降低含水率和回注提高采收率、在地面分离难以进行的条件下,提供一种可行的选择、减少油、气分离的环境影响。

1.技术进展井下油水分离系统包括两个系统:分离系统和泵送/注入系统。

根据分离系统的不同主要有重力井下油水分离系统和水力旋流井下油水分离系统两种类型,此外还有薄膜井下油水分离系统,该系统正在通过模拟研究进行现场开发与应用。

配套应用的泵送/注入系统主要有电潜泵、螺杆泵、杆式抽油泵,它们均可以与水力旋流分离系统配套使用,重力分离系统则主要采用杆式抽油泵。

井下油水分离系统也可以根据泵、分离器组合在井下的相对位置来分类,产出液先进入分离器的称为拉入式,产出液先进入泵的称为推进式。

重力井下油水分离技术充分利用油套环空中油、水重力分异进行分离,分离过程遵循Stoke法则。

该技术主要与杆式抽油泵配套,根据泵的类型可以分为双作用泵系统(DAPS)、三作用泵系统(TAPS)和Q-Sep G系统。

最常用的是双作用泵系统,它主要的缺点是:最多处理1200bbl/d、不能有效处理流体中的天然气与颗粒、有限的注入压力。

为了进行充分的重力分异,注水层和产层必须有足够的垂直距离。

双作用泵系统应用中必须有足够的井筒容积保证有相应的时间完成油滴的分离与举升,设备安装最小套管尺寸41/2in。

三作用泵系统(TAPS)是双作用泵系统(DAPS)的改进,应用在低渗注入层注入压力要求更高的情况。

Q-Sep G系统可以避免注入压力下双作用泵系统在下冲程时的压应力。

水力旋流井下油水分离同样遵循Stokes法则。

水力旋流分离器没有运动部件,是利用水力旋流外形产生的巨大离心力来实现油水分离。

井下油水分离技术在曹妃甸油田的应用

井下油水分离技术在曹妃甸油田的应用
第 3 卷第 1 期 (0 1 2 工程管理> 0 2 2 1 . )( 1
井下油水分离技术在曹妃甸油田的应用
田楠 范海 燕 马 团校 中 海石油有限公司天津分公司
摘 要 :井 下 油水 分 离是 近年 来发展 起 来 的一项 新技 术 ,这 项技 术 通过 在 井 下对 油水进 行 分 离 ,分 离后 的 水 不被 举 升 到 地 面 , 而是 直接 注 入 合适 的地 层 ,分 离后 的 富油 流被 举 升 到 地 面 。
油 水 重 力 差 > %, 黏 度 ( 下 )<3 p 5 地 0c ;④ 电泵
还 可 以通 过 变 频 器 和 油 嘴 调 节 水 力 旋 流 器 分 离 效 率 ,当注入 层 注入 能力 下 降时 ,还 可 以通过 药剂 管 线 注入 药剂 对地 层进 行增 注处 理 。
工 作 3 以上 ,超 过 电泵 的运 行 周期 ;⑤ 具 有较 高 年
分 离 效 果 。分 离 器 人 口压 力 等 于下 部 电 泵 出 口压 应用 井下 油水 分 离器 。 ( )井筒 的完 整性 。为 了防止流体在 管外 流 8 力 ,分 离器 富油 流体 出 口压 力等 于上 部 电泵 人 口压 力 ,分离 器 排 出水 出 口压力 可 以 由环空 内传 感器 随 动 ,备选 井 的井 筒必 须有 封 隔器 把 注入 层和 生产 层 时监 控 。上 部 电泵采 用 小排 量 的 电泵 ,给油 管 中富 封 隔开 ,同时具有 良好 的 固井 质量 。 油 流体提 供 举升 动力 ,通过 地 面变频 器对 其 排量 进 行 大 范 围调 节 。分离 器 出 口压力 等 于上部 电泵人 口 压力 ,通过 地 面变频 器 和油 嘴 可 以调节 水力 旋 流器 分离 效率 。 曹妃 甸 油 田井 下油 水分 离 系统 不仅 可 以通过 地

海上油气开采设备的油水分离技术及处理方法

海上油气开采设备的油水分离技术及处理方法

海上油气开采设备的油水分离技术及处理方法随着全球能源需求的不断增长,海上油气开采成为了一种重要的资源开发方式。

然而,在海上进行油气开采过程中,会产生大量的油水混合物,这对环境造成了严重的污染。

油水分离技术及处理方法的研发与应用成为了保护海洋环境、实现可持续发展的关键。

1. 油水分离技术的原理油水分离技术旨在有效分离油水混合物,保护海洋环境免受污染。

该技术的基本原理是利用物理、化学或生物原理来实现油水的分离。

1.1 物理分离技术物理分离技术主要包括重力分离、浮力分离和离心分离。

重力分离利用油水混合物的密度差异,通过物体的沉降速度来实现分离;浮力分离则利用气泡或浮球将油水混合物分隔开;离心分离则是通过离心力将油水混合物分离成不同层次的液体。

1.2 化学分离技术化学分离技术主要包括溶剂溶解、氧化还原和凝聚等方法。

溶剂溶解是利用具有选择性溶解性的有机溶剂将油水混合物分离;氧化还原则通过氧化剂与油水混合物中的有机物发生化学反应来实现分离;凝聚则是利用表面活性物质改变油水界面张力,使油水分离。

1.3 生物分离技术生物分离技术是利用微生物处理油污染的一种方法。

通过选择适应油污染环境的微生物株,使其利用油污染物作为能量和碳源,将油水混合物分解为无害的物质。

2. 油水分离设备及处理方法2.1 油水分离设备在海上油气开采过程中,常用的油水分离设备包括油水分离器、旋流器和浮式收集设备。

油水分离器是用来分离油水混合物的重要设备。

它通常由沉淀池、分离罐和倾斜板等部分组成。

油水混合物进入沉淀池后,通过重力分离,油浮于水上方形成一层。

然后,油水混合物流入分离罐,经过分离板的作用,油水再次被分离。

最后,油水分离后的水被排放或进一步处理,而油则被收集。

旋流器是一种利用旋流效应进行分离的设备。

通过旋流器的旋转运动,油水混合物中的油被带入旋流器的内部,形成涡旋效应,油浮在中心并被收集,而水则从外圈流出。

浮式收集设备通常用于海上漏油事故应急处理。

双层完井井下油水分采技术应用前景探究

双层完井井下油水分采技术应用前景探究

值时才会趋于平缓状态,但是在这种平缓状态之下的原油开采的效率并不呈现出上升的趋势,只有当油田周围的地层压力值在110%~120%之间波动时,石油的开采效率才会呈现出上升的状态,然后再达到石油开采的最大效率,因此,要想使得石油的开采效率达到峰值就必须要将油田周围的地层压力保证在110%~120%之间波动。

再超前注水技术的具体应用过程中对于压力注入的把控十分重要的,在通过将较大压力进行注入的同时还要兼顾到地层是否能够承受住,即要保证好在最快时间内将压力值注入完成,同时还要保证地层不会出现破裂情况。

通过较长时间的调查统计数据研究之后发现,在超前注水应用过程中要将压力值保持在致使地层发生破裂的压力值的85%以下就可以。

除此之外,还要严格控制好注水的强度,根据以往较为成功的超前注水案例来看既能够在最短时间内保证注水完成同时还能够保证好地层不会受到较大强度水冲击而坍塌。

将注水的具体时间进行把控也是十分有必要的,在超前注水积水的具体应用过程中,如果遇到地层相对比较脆弱的情况时,未处理地层的压力值就会偏高,这个时候就需要花费较长的注水时间,而如果将注水强度进行一定程度的提升时,就会减少相应的注水时间,经过长时间的统计数据显示,当注水量越大时,单产量就会呈现出越来越高的趋势,因此,最为合理的时间应该把控在3~6月。

4 结语超前注水技术的应用对低渗透油田有着十分重大的意义,因此要对其进行不断的研究、实验,让超前注水技术能够更加有效的对低渗透油田中出现的问题进行解决。

参考文献:[1]苟宏刚,赵奇,余锋,马詹.低渗透油田注水开发工艺技术分析[J].云南化工,2018,45(01):127.[2]李叶鹏,李珍元,韩明.低渗透油田有效注水工艺研究[J].中小企业管理与科技(中旬刊),2016,(01):246.[3]徐小凯.浅析油田注水开发的工艺技术[J].中国石油和化工标准与质量,2012,33(15):196.[4]高军.低渗透油田有效注水工艺技术研究[D].东北石油大学,2012.双层完井井下油水分采技术应用前景探究高义评 罗雄 唐世旭 吴巍巍 张迪盛(重庆科技学院, 重庆 401331)摘要:为了有效的控制底水锥进,使油田继续保持高产稳产,并增加原油的可采储量,提高最终采收率,迫切需要研发新的控水稳产技术来解决当前油田面临的难题。

井下油水分离同井注采工艺技术可行性研究的开题报告

井下油水分离同井注采工艺技术可行性研究的开题报告

井下油水分离同井注采工艺技术可行性研究的开题报告一、研究背景及研究意义随着石油资源的日益减少和开采难度的增加,油田井下油水分离技术成为提高开采效率、降低采油成本的重要手段。

井下油水分离技术是指将油水混合物在井下进行分离,将分离后的水通过井底回注或排放,将分离后的油经管道输送至地面加工。

采用井下油水分离技术,能够实现混合液体在井道内无需运输至地面即可完成分离,避免了水位上升及输油管道的侵蚀等问题,降低了储油环节的成本和风险。

同时,井下注采工艺技术也是目前油气勘探和生产领域发展的重要趋势。

井下注采技术采用井下设备和实时数据采集系统,通过互联网和大数据平台实现对油田的实时监测和控制,对于提高油田开采效率、降低成本、提高采收率具有重要作用。

针对以上问题,本研究拟选取一种井下油水分离同井注采技术,探究其在油田开发中的可行性,并通过实验研究得出最优化的设计方案,为我国油气勘探和生产领域的发展提供技术支持。

二、研究内容和目标本研究拟选取一种井下油水分离同井注采工艺技术进行研究。

其中,井下油水分离技术主要研究油水分离设备的设计与优化,包括分离器、沉降器、旋流器等的选型、尺寸设计及加工制造;同井注采技术主要研究各项实时监测与控制技术,以及设计合理的数据采集与传输系统。

本研究的主要目标是研究井下油水分离同井注采工艺技术在油田开采中的可行性和优化设计方案,并通过实验进行验证。

具体研究内容包括:1. 设计井下油水分离设备,确定分离器、沉降器、旋流器等的选型及尺寸设计,并进行加工制造。

同时,通过流场模拟等技术对设备进行优化设计。

2. 设计同井注采技术的实时监测与控制系统。

基于互联网和大数据平台,对油田进行实时监测和控制,提高采收率和降低成本。

3. 借助实验室和现场实验,评估井下油水分离同井注采工艺技术的可行性。

通过对实验数据的收集和分析,优化设计方案,提高技术效率和稳定性。

4. 研究油田开发过程中的问题,并提出解决方案。

一种井下油水分离同井注采系统及方法

一种井下油水分离同井注采系统及方法

一种井下油水分离同井注采系统及方法Underground oil-water separation and injection-production system is a crucial process in the oil and gas industry. 井下油水分离和注采系统对于石油和天然气行业来说至关重要。

First of all, the design and implementation of such a system must take into consideration the complex geological conditions and the varying compositions of the extracted fluids. 地下油水分离和注采系统必须考虑复杂的地质条件和不同地层流体的组成。

The primary goal of an underground oil-water separation and injection-production system is to efficiently separate oil and water, and then effectively inject the separated water back into the reservoir to enhance oil recovery. 井下油水分离和注采系统的主要目标是高效地分离油和水,然后有效地将分离后的水注入到油藏中,以提高原油采收率。

In this process, the equipment and materials used should be corrosion-resistant and able to withstand the high pressure and temperature conditions experienced underground. 在这个过程中,使用的设备和材料应具有耐腐蚀性,并能够承受井下的高压和高温条件。

井下油水分离技术

井下油水分离技术

井下油水分离技术编译:李化钊~谢成君~盛国富~王修利叶鹏(大庆油田有限责任公司第四采油厂)(大庆油田有限责任公司第九采油厂) 李清民摘要:井下油水分离技术(DOWS)使水在井筒处就可分离出来并注入到相应的地层中,而油则被采到地面。

二十世纪九十年代,人们提出井下油水分离技术后,对该技术的可行性,提供了许多试验资料,并进行了一些试验加以验证,本文概述了井下分离技术的现状并阐述了相关内容。

关键词:井下油水分离, 技术1 简介油气开发过程中,从油气层中开采到地面的水包括地层水、注入水和所有注入到地下的化学剂。

传统的工艺是将油水开采到地面,利用分离和脱水设备将油水在地面进行分离,这些设备包括分油罐、板式聚结器、水力旋流器。

为了降低水相中油的含量,在分离之前还会使用滤膜器。

油田开发中后期,油气开采达到顶峰,含水通常会上升,举升工艺和水处理的费用也相应增大。

含水上升也迫使人们加强了生产设备的维护,同时还要解决井下腐蚀、细菌和结垢方面的问题。

尽管对污水可以进行处理或是再利用,但人们对污水处理方面的问题还是日益关注。

人们最关心的问题是污水处理对环境的影响,尤其是泄露造成的地面污染或是因注水不当引起的地面饮用水污染。

关于污水处理方面的环保条例会更加严厉,这就要求人们采用新技术、新工艺来处理污水。

在二十世纪九十年代,石油行业提出了井下油水分离技术的概念。

1991年美国能源部对其可行性进行了评估鉴定。

与传统的分离工艺不同,它是在井底处就将油气从采出水中分离出来,把分离出来的水注入到其它地层,通常注入到比生产层更深的地层,而油气则被采到地面。

井下分离技术有很多种类型,一般来说,其费用(采购费用和安装费用)为$120,000-$300,000之间不等。

虽然有报道显示一些井下分离技术的还本期可短至2个月,但其技术费用相对来说还是很高,所以该技术成功的关键因素就是技术设计寿命或时间是否正确。

生产井性能、油层条件、流体特性以及分离器/泵装置的稳定性对该技术的受效程度和受效时间都有着很大的影响。

井下油水分离采油技术运用

井下油水分离采油技术运用

井下油水分离采油技术运用摘要:我国是一个地域辽阔的国家,堪称地大物博,然而,在诸多能源形势中,石油却是资源储量较为匮乏的国家之一。

石油是现代人类生产、生活、贸易交往等不能缺少的一种能源,其一直都是自然能源当中关键的一部分,可是,当前我国很多石油开采企业正在面临一个非常艰难的课题,这一难题让油气能源在持续发展的道路上举步维艰,并且现代石油企业的开采作业还对自然环境产生极为严重的不良影响,究其原因是因为当前所使用的采油工艺技术已经不适合含水量不断升高的油井开采活动了。

所以,本文着手于含水比重较高的油井开采作业中出现的问题,论述井下所使用的油水分离工艺技术原理,以及其优点,经过一系列的实验活动来验证其在实际作业中的可操作性。

关键词:油井下;油水分离;采油;工艺技术;运用伴随我国国民经济的不断增长,社会经济也获得不断发展,人们对能源的消耗量也在逐渐提升。

而能源在社会发展当中具有极为关键的地位,其是社会、经济获得发展的关键性物质前提。

石油是现代人类生产、生活当中必不可少的一种能源类型,在国民经济增长中具有较为突显的作用,可以带动国家以及各个地区经济贸易、经济等的发展。

当前我国用来进行石油开采的工艺技术手段还有很多需要改进的地方,需要有关工作者不断进行探索研究,以推动各项技术的发展与研发。

伴随油田开采进度的不断推行,开采出来的原有中含水量也在不断增加,于石油能源的开发成效与监管等工作来讲,都产生了程度不同的负面效应,所以,在石油开采作业过程中应用先进技术是极为关键的。

本文中对油井下的油水分离工艺技术手段进行探究论述,以期能够为推动油田企业的持续发展。

1、原油含水量高给现代油田企业开采作业带来的影响我国现代非常重视油田开采过程中所使用的节能工艺技术手段,以及其未来长远、持续的发展,自从有了油田开采企业至今,一直在不断从多个层面上进行探索研究,其中包含技能型技术的探究,能源节约工程项目的建设,能源节约工程项目的专项投资等,这些工作的有效落实,都推动了我国油田企业油田节能工艺技术手段的创新发展。

井下油水分离采油技术

井下油水分离采油技术
(供稿 王元荪)
Vol. 26 No. 6 ABSTRACT
85
MENT COUNTERMEASURE IN CHA - 39 BLOCK
/ mm 70/ 44 分抽泵
/ m / 次·min - 1 / m / t·d - 1 / m3·d - 1
4. 2
4
800 37
56
注 :12 T 游梁机 。 2. 2. 4 生产管柱结构 生产管柱结构 : 89 mm 油 管 ×800 m + 70 mm 抽油泵 + 89 mm 油管短节 × 2 m + 44 mm 抽油泵 + 油水分离器 + 73 mm 油管 ×530 m + 139. 7 mm 扶正器 + 插入短节 + 丢手管 柱 。丢手管柱结构 : 73 mm 油管 ×1360 m + YDS 丢手 + Y441F + 分流工具 + 73 mm 油管 ×40 m + Y441F + 单流阀 + 73 mm 油管 ×20 m 。生产管柱 结构见图 2 。
第 26 卷 第 6 期 石 油 钻 采 工 艺 Vol. 26 No. 6 2004 年 12 月 O IL DR ILL IN G & PRODUCTION TECHNOLO GY Dec. 2004
井下油水分离采油技术 Ξ
任闽燕 程 军 张子玉 张安德 蒲 兵 张 健
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1 有杆泵井下油水分离抽油系统
1. 1 系统结构 有杆泵井下油水分离抽油系统由油水分离器、
注水泵 、抽油泵 3 大部分组成 ,见图 1 。
图 1 井下油水分离抽油系统结构

井下油水分离技术

井下油水分离技术

井下油水分离技术编译:李化钊~谢成君~盛国富~王修利叶鹏(大庆油田有限责任公司第四采油厂)(大庆油田有限责任公司第九采油厂) 李清民摘要:井下油水分离技术(DOWS)使水在井筒处就可分离出来并注入到相应的地层中,而油则被采到地面。

二十世纪九十年代,人们提出井下油水分离技术后,对该技术的可行性,提供了许多试验资料,并进行了一些试验加以验证,本文概述了井下分离技术的现状并阐述了相关内容。

关键词:井下油水分离, 技术1 简介油气开发过程中,从油气层中开采到地面的水包括地层水、注入水和所有注入到地下的化学剂。

传统的工艺是将油水开采到地面,利用分离和脱水设备将油水在地面进行分离,这些设备包括分油罐、板式聚结器、水力旋流器。

为了降低水相中油的含量,在分离之前还会使用滤膜器。

油田开发中后期,油气开采达到顶峰,含水通常会上升,举升工艺和水处理的费用也相应增大。

含水上升也迫使人们加强了生产设备的维护,同时还要解决井下腐蚀、细菌和结垢方面的问题。

尽管对污水可以进行处理或是再利用,但人们对污水处理方面的问题还是日益关注。

人们最关心的问题是污水处理对环境的影响,尤其是泄露造成的地面污染或是因注水不当引起的地面饮用水污染。

关于污水处理方面的环保条例会更加严厉,这就要求人们采用新技术、新工艺来处理污水。

在二十世纪九十年代,石油行业提出了井下油水分离技术的概念。

1991年美国能源部对其可行性进行了评估鉴定。

与传统的分离工艺不同,它是在井底处就将油气从采出水中分离出来,把分离出来的水注入到其它地层,通常注入到比生产层更深的地层,而油气则被采到地面。

井下分离技术有很多种类型,一般来说,其费用(采购费用和安装费用)为$120,000-$300,000之间不等。

虽然有报道显示一些井下分离技术的还本期可短至2个月,但其技术费用相对来说还是很高,所以该技术成功的关键因素就是技术设计寿命或时间是否正确。

生产井性能、油层条件、流体特性以及分离器/泵装置的稳定性对该技术的受效程度和受效时间都有着很大的影响。

井下油水分离技术进入高速发展阶段

井下油水分离技术进入高速发展阶段

井下油水分离技术进入高速发展阶段李海金;B.R.Peachey【期刊名称】《石油石化节能》【年(卷),期】1999(000)005【摘要】工程研究股份有限公司中心(现名C-FER技术股份有限公司)、新示范工程有限公司和39个以上石油开采商和供应商联合的集团公司,花了6年时间研制和试验了一种井下注水分离(DHOWS)工艺,它由水力旋流器和普通抽油设备组成。

截止1996年底、采从电潜泵(ESP)、螺杆泵(PCP)和有杆泵系统,在各种条件下,共完成18次以上矿场试验。

在最初的电潜泵样机应用中;产水量下降程度达到97%;一般排到地面液体的水油比可以降低到2或2以下。

本文简要总结了完成的矿场试验和取得的关键性成果;包括产油量增加,产水量下降、预测的储量采收率增加和影响井下油分分离系统实施的一般因素。

本文对已经解决的问题,连同该接术今后潜任的应用和挑战一起进行了讨论。

可以预测,在水管理方面,井下油水分离技术的应用,将很快改变工业上与此有关方面的现状。

【总页数】4页(P18-21)【作者】李海金;B.R.Peachey【作者单位】江汉石油管理局采油工艺研究院【正文语种】中文【中图分类】TE358【相关文献】1.井下油水分离器—降低井下产水量的新方法 [J], 王玉华;2.井下油分离技术进入调整发展阶段 [J], 李海金;李继康3.井下油水分离技术进入高速发展阶段 [J], Peac.,BR;李海金4.海上油田井下油水分离技术研究与应用 [J], 张忠哲; 刘春志; 潘彬; 王辉; 李文军5.井下油水分离技术的现状与展望 [J], 张金山;姜伟;刘庆;万红碧因版权原因,仅展示原文概要,查看原文内容请购买。

井下油水分离同井注采技术现场试验

井下油水分离同井注采技术现场试验

井下油水分离同井注采技术现场试验王思淇【摘要】为了延长油田开发寿命,提高油田经济采收率,开展了井下油水分离与回注技术的研究。

该工艺管柱应用水力旋流器在井下进行油水分离;运用同轴螺杆泵进行分离液的举升和回注;通过双层油管结构的井下多层封隔工艺管柱保证产出层和注入层的封隔生产。

综合含水下降6.2~8.3个百分点,产水量下降了70%以上,取得了较好效果。

通过现场试验证明,井下油水分离同井注采工艺可行,将分离水直接回注入油层,可减少无效水循环,降低地面工程成本,延长油田经济开采寿命。

【期刊名称】《油气田地面工程》【年(卷),期】2014(000)011【总页数】2页(P28-28,29)【关键词】高含水;油水分离;同井注采;产油量;试验【作者】王思淇【作者单位】东北石油大学; 大庆油田采油三厂【正文语种】中文为了延长油田开发寿命,提高油田经济采收率,开展了井下油水分离与回注技术的研究。

把一口井的油层划分成采出层和注入层,在井下将采出层的高含水液体中的大部分水分离出来,直接回注到注入层。

将含水率被降低的油水混合液举升到地面,实现单一井眼的采注结合,井下油水分离同井注采技术可有效地降低油井含水,大幅度减少油井的产水量[1]。

20世纪90年代,美、法、德、加拿大及俄罗斯等国均开展了井下油水分离同井注采工艺的理论研究和现场试验,国内也开展了相类似研究与试验。

研发了重力沉降式分离器、水力旋流式分离器、薄膜渗透式分离器等多种油水分离仪器,应用柱塞泵、螺杆泵、电潜离心泵等多种采出注入方式。

已试验的井下油水分离同井注采工艺系统均见到了一定的降水稳油效果,但受井下工艺管柱复杂、系统可靠性差,井下分离装置分离效率低,所选注入层难以保持长期有效注入等因素影响,研发的井下油水分离同井注采工艺都未能达到长期使用的目的;同时已有的工艺主要针对7"及以上套管井进行实验研究,无法应用到大庆油田普遍使用的5⅟2"套管井。

2.1 原理及结构该工艺管柱应用水力旋流器在井下进行油水分离;运用同轴螺杆泵进行分离液的举升和回注;通过双层油管结构的井下多层封隔工艺管柱保证产出层和注入层的封隔生产[2]。

油水分离背景技术

油水分离背景技术

随着油田开采时间的增长,特别是页岩气的开采,产出液中含水率逐年增加,部分井液的含水率高达95%以上,给目前已有的处理工艺带来新的挑战.为了解决这些问题,急需研发新型的油水分离技术,以解决传统技术所遇到的瓶颈。

目前已知的油水分离方法主要有:重力式分离、离心式分离、蒸馏法分离、吸附分离(利用固体表面亲水性促使油水分离) 、气浮分离等,其中重力式分离、吸附分离和气浮分离等技术利用油水本身的物理性质,改变外界条件下的被动式分离,效率较低。

而离心式分离利用油水密度的不同, 使高速旋转的油水混合液产生不同的离心力, 从而将油与水分开,可以在较短时间分离油水。

蒸馏法则是利用油水沸点不同,加热油水混合物进行分离,这两者成本就较高,消耗能量过大。

故这些常用的油水分离技术都存在较大的弊端,尤其是处理这种石油这种能源本身就要兼顾效率与成本,否则不存在较高的经济效益。

为了提高效率与降低油水分离成本,现有的技术为电脱离技术,电脱水作为油水处理的最终手段, 在油田及炼厂得到广泛应用。

其原理是乳状液置于高压的交流或直流电场中, 由于电场对水滴的作用, 削弱了乳状液的界面膜强度, 促进水滴的碰撞、合并, 聚结成粒径较大的水滴,但是其对处理的油水混合具有一系列限制,主要是含水率不能过高,且处理后的含水率依然不能达到很好的效果。

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DOWS Technology 井下油水分离技术 Subsep 井下分离July 2009Copyright © 2007, Baker Hughes, Inc. All rights reserved. Confidential. No portion of this material may be copied, reproduced, transferred or stored without the express written permission of Baker Hughes, Inc.井下油水分离议题 • 什么是井下分离 • 为什么要井下分离 • 系统工作原理 • 水力旋流器 • 性能介绍 • 技术要求– – – 套管尺寸相关 细节要求 影响分离的因素AGENDA • What is Subsep • Why Subsep • How does it work • The Hydrocyclone • Performance Characteristics • Technical Requirements– – – Rates by casing size Specifics Separation factors• 成功要素 • 应用经验Copyright © 2007, Baker Hughes, Inc. All rights reserved. Confidential. No portion of this material may be copied, reproduced, transferred or stored without the express written permission of Baker Hughes, Inc.• Success Factors • Field Experience什么是井下分离•井下分离是井下油水分离(DOWS)技术 •井下分离系统帮助将井液举升至地面前处理生产 水 •将分离出的水注入注水层 •并将原油举升至地面•Subsep is DOWS (downhole oil and water separation) technology •A Subsep system will help manage water from the well fluid prior to being produced to surface •Inject separated water in the well •Produce oil to the surfaceCopyright © 2007, Baker Hughes, Inc. All rights reserved. Confidential. No portion of this material may be copied, reproduced, transferred or stored without the express written permission of Baker Hughes, Inc.为什么要井下分离•降低举升费用 •减少水举升费用•Reduced lifting cost •Water lifting costs reduced•降低地面的水处理费 •Reduced surface water 用 management costs •回注井 •水处理 •地面管汇 •地面泵 •Disposal wells •Water treatment •Surface pipelines •Surface pumpsCopyright © 2007, Baker Hughes, Inc. All rights reserved. Confidential. No portion of this material may be copied, reproduced, transferred or stored without the express written permission of Baker Hughes, Inc.如何实现井下分离•Electrospeed 3 变频柜 •3相电缆 •电机引接电缆 •插入式电机接头 •倒置式电潜电机 •Electrospeed 3 Variable Speed Drive •3 phase power cable •Motor Lead Extension •Plug in Pothead •Inverted submersible motor•双保护器 •多级离心注入泵 •水力旋流器油水分离 •旁通管 •需要时应用多级泵举升产油•2 seal sections •A multi stage centrifugal injection pump •The oil-water separator with Hydrocyclone •By pass tubes •A multi stage oil boost pump if requiredCopyright © 2007, Baker Hughes, Inc. All rights reserved. Confidential. No portion of this material may be copied, reproduced, transferred or stored without the express written permission of Baker Hughes, Inc.如何实现井下分离•高含水井液流经马达和保护器为其降温 •井液被增压并使其向下流动 •水力旋流器产生涡流从比重大的水中分离出比重小的原油– 产生高达 2000g的重力加速度 •分离出的水继续向下流动 •富含油的井液通过旁通管向上流动,进入油管 •依据特定井况也许需要额外的泵举升井液至地面 •High water cut well fluid passes the motor and seal providing cooling •This fluid is pressurized and forced down •The Hydrocyclone induces a vortex separating the lighter oil from the heavier water – up to 2,000 g’s created •The separated water continues to travel downwards •The oil rich fluid is forced up by pass tubes to the production tubing •Unique well characteristics may require a pump to push the fluid to surfaceCopyright © 2007, Baker Hughes, Inc. All rights reserved. Confidential. No portion of this material may be copied, reproduced, transferred or stored without the express written permission of Baker Hughes, Inc.如何实现井下分离性能示例: Performance Example:BFPD 井液 井液 Well Fluid (原始状况) 10,000 BWPD 水 9,000 1,000 8,000 BOPD 油 1,000 1,000 < 500 ppm地面液体 Surface Fluid 2,000 (分离后) 注入液体 Injected Fluid (井下) 8,000Copyright © 2007, Baker Hughes, Inc. All rights reserved. Confidential. No portion of this material may be copied, reproduced, transferred or stored without the express written permission of Baker Hughes, Inc.气体分离器• 利用旋转叶轮 (转子) 或制造涡 流通过离心作用驱动井液, 迫 使比重高的液体在外侧流动, 而游离气(比重低)移动至中 心。

• 液体导入至泵入口,气体则被 排至套管环空 • 可以选用耐磨设备 • Rotating chamber (rotor) or induced vortex imparts centrifugal force on the fluid, forcing heavier fluids to the outside while free gas migrates to the center • Liquid is ported internally to the pump inlet while the gas is vented to the casing annulus • Abrasion resistant options are availableCopyright © 2007, Baker Hughes, Inc. All rights reserved. Confidential. No portion of this material may be copied, reproduced, transferred or stored without the express written permission of Baker Hughes, Inc.常规电泵系统Variable speed drive Power Ride Through Step-Up Transformer Transformer•传统电潜泵选型设计 •Traditional ESP Sizing •绝大部分能量(马力)用于增加总动压头(TDH) • largest component of HP is total dynamic head (TDH) •总动压头=流体举升+油管流阻+地面管汇压力 •TDH = Lift + Tubing Friction + Surface Tubing Pressure •流体举升=f(静液面,井的生产指数)Cable PumpSealMotor•Lift = f(static fluid level, Well Productivity Index) Sensor •总动压头→叶轮级数 →电机马力 •TDH → # stages → Motor HPCopyright © 2007, Baker Hughes, Inc. All rights reserved. Confidential. No portion of this material may be copied, reproduced, transferred or stored without the express written permission of Baker Hughes, Inc.如何实现井下分离总动压头井下分离 =总动压头注入+总动压头生产TDHsubsep = TDHinjection + TDHproduction • 最终产生的压头也许足以将油举升至地面 •The resulting head created may be sufficient to carry the oil to the surface •若不够,可采用增压泵 •If not a boost pump is required •回压(背压)装置设计 •Backpressure device designBACK PRESSURE DEVICE REDUCING SECTION LIGHT PHASE OVERFLOWFEED INLETACCELERATING HELICAL FLOW PATHLIGHTER PHASE MIGRATES TO CENTRAL COREDENSE PHASE UNDER FLOWCopyright © 2007, Baker Hughes, Inc. All rights reserved. Confidential. No portion of this material may be copied, reproduced, transferred or stored without the express written permission of Baker Hughes, Inc.水力旋流器油流至地面Oil Stream to Surface纯净的生产水至注入层Clean Water to Disposal从泵或产层进入Inlet From Pump Or Reservoir油/水从射孔段进入Oil / Water From Perforations性能介绍含水率WATER CUT (%)50100单级SINGLE STAGE双级旋流器分离TWO STAGE CYCLONE SEPARATION分离效果较弱POOR SEPARATION 5015API 重度API GRAVITY10030摄氏温度TEMP.(deg.C)井下分离能力Subsep Capabilities2,0004,0006,0008,00010,00012,00014,00016,00018,00020,0005 1/2"7"9 5/8"C a s i n gD i a m e t e rFluid Rates (bpd)** - Preferred*分离能力套管尺寸流量(BPD )技术需求•Water cut ≥75% 含水率≥75%•≥90% preferred ≥90%最佳•干净的井况–最小至无颗粒•Clean Well –minimal to no solids •Variable Speed Drive变频设备•Adjustable surface choke 可调地面油嘴•Injectivity testing 注入能力测试•Injection zone below producing zonepreferred注入层低于产层最佳•Non-shrouded preferred不需导流罩最佳•Gauging preferred 最好使用井下传感器•水油比,含水量,压力•Water & oil rates, water cut, pressures分离参数LIGHT PHASE OVERFLOWFEED INLETDENSE PHASE UNDER FLOWREDUCING SECTIONFLOW PATHACCELERATING HELICAL TO CENTRAL CORELIGHTER PHASE MIGRATES BACK PRESSUREDEVICE•混合粘度•Mixture Viscosity–油的粘度,油浓度及温度的函数–Function of oil viscosity, oil concentration and temperature•温度•Temperature–越高越佳–Hotter the better •密度差•Differential density–最低0.05比重差–Minimum .05 sg (specific gravity)•入口浓度•Inlet concentration–含水量越高越佳–Higher water cut is better •旋流器结构合理性•Cyclone geometry–经过验证–Proven design成功要素•Proven Technology •Focus on Execution–Flawless Service•Field engineering–Install –Start-up –Operation •Manufacturing •Assembly •QA/QC•Factory AcceptanceTesting–Flawless Support•Acquire good well data •Analyze data •Sizing•Project management•经验证的技术•注重实施–完美的服务•现场工程–安装–启动–作业•制造•安装•质量监控•工厂验收试验–完美的技术支持•获取精准的井数据•分析数据•选型•项目管理深锤公司井下油/水分离经验含水量重度采用井下分离双级旋流器分离单级分离不同地点的应用经验Diverse Location Experience•5 Canada 加拿大5口•4 Argentina 阿根廷4口•2 USA (1 test) 美国2口(1口测试井)•1 China 中国1口••1 Ecuador 厄瓜多尔1口•1 France (test) 法国1口测试井2 Subsep systems in process in Congo 刚果正在安装2口井下分离系统注水层岩性注入层沙堵注入率过低高硫化氢电机烧毁测试碳酸盐岩砂岩注水层在上注水层在下起井原因注水层位置(相对产层)含水量比较采用井下分离前的含水量日产桶数井数井下分离现场经验HydroSep Configuration #2PRODUCTION DETAILSTotal Well Inflow Oil to Surface Water to Surface Water to InjectionBEFORE4020 70 3950 0AFTER5500 78 337 5085 bfpd bopd bwpd bwpdNET CHANGE+ 37 %PRODUCTION TUBING+11% - 91%BOOSTER PUMP HIGH PRESS. SEAL UPPER SEAL PRODUCTION ZONESEPARATION DETAILSOil gravity Water gravity Percent Water Cut Percent Gas into the Pump (GIP) Bottom hole temperature 20.6 1.0 99 0.1 API sg % %MECHANICALCasing size Casing weight Tubing Size Bypass Tubes Shroud 8 5/8 inches 32 lb/ft 3 ½ inches 3 x 1/2” YesMOTORTHRUST CHAMBER OIL BYPASS TUBES INJECTION PUMP135 °FPRODUCTION ZONEFormation Type Perforations (TVD) Productivity Index (PI) Static pressure Madison Carbonate 3951 ft 3.929 bpd/psi 1480 psiINJECTION ZONEFormation Type Perforations (TVD) Injectivity index Static pressure Madison Carbonate 4348 ft 22.9 bpd/psi 1515 psiCASING OIL-WATER SEPARATOR INJECTION TUBING SEAL BORE ASM.PACKER INJECTION ZONECopyright © 2007, Baker Hughes, Inc. All rights reserved. Confidential. No portion of this material may be copied, reproduced, transferred or stored without the express written permission of Baker Hughes, Inc.井下分离现场经验HydroSep Configuration #2PRODUCTION TUBINGPRODUCTION DETAILSTotal Well Inflow Oil to Surface Water to Surface Water to InjectionBEFORE371 19 352 0AFTER1761 62 250 1449 bfpd bopd bwpd bwpdNET CHANGE+ 374 % + 226 % - 29 %BOOSTER PUMP HIGH PRESS. SEAL UPPER SEAL PRODUCTION ZONESEPARATION DETAILSOil gravity Water gravity Percent Water Cut Percent Gas into the Pump (GIP) Bottom hole temperature 38 1.2 93 0.7 111 API sg % % °FMECHANICALCasing size Casing weight Tubing Size Bypass Tubes Shroud 5 ½ inches 15.5 lb/ft 2.875 inches 3 x 3/8” NOMOTORTHRUST CHAMBER OIL BYPASS TUBES INJECTION PUMPPRODUCTION ZONEFormation Type Perforations (TVD) Productivity Index (PI) Static pressure Nisku-2 Carbonate 5784 ft - 5788 ft 3.38 bpd/psi 1813 psiINJECTION ZONEFormation Type Perforations (TVD) Injectivity index Static pressure Nisku-3 Carbonate 6060 ft - 6135 ft 7.8 bpd/psi 1998 psiCASING OIL-WATER SEPARATOR INJECTION TUBING SEAL BORE ASM.PACKER INJECTION ZONECopyright © 2007, Baker Hughes, Inc. All rights reserved. Confidential. No portion of this material may be copied, reproduced, transferred or stored without the express written permission of Baker Hughes, Inc.井下油/水分离技术 DHOWS Technology 井下分离 Subsep讨论 DiscussionCopyright © 2007, Baker Hughes, Inc. All rights reserved. Confidential. No portion of this material may be copied, reproduced, transferred or stored without the express written permission of Baker Hughes, Inc.。

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