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本期技术概览油田化学品及技术

  油田化学品是油田开发生产中必不可少的化工材料,其应用遍及石油勘探、钻采、集输和注水等所有工艺过程。其种类最重要的包含矿物产品、通用化学品、天然产品、无机产品和专用产品。

  随着石油工业的发展, 油田化学品耗量愈来愈大,其用量在十年间增长了52%。 油田化学品现已有70多类3000多个品种。北美是世界消费油田化学品最多的地区,约占总量的一半。世界采油用化学品每年耗量为450万吨, 价值37亿美元,占油田化学品总量用量的1/3。据世界120个公司统计,仅用于采油的化学品就有988种。

  为了保持泥浆各项性能的优良稳定,以适应钻井工艺的需要,须向各类泥浆(水基、油基、气体)中加入处理剂(添加剂),尤其是在复杂地层(如坍塌层、盐膏层)进行深钻或水平钻时,需要各种各样的处理剂。钻井液处理剂的作用:钻井液处理剂的作用是用于配制钻井液,并在钻井过程中维护和改善钻井液性能。

  钻井液是钻井中使用的作业流体,在钻井过程中,钻井液起着重要的作用,人们常常把钻井液比喻作“钻井的血液”,其功能是:悬浮和携带岩屑,清洗井底;润滑冷却钻头,提高钻头进尺,通过钻头水眼冲击地层,有利于破碎岩石;形成泥饼,增加井壁稳定性;建立能平衡地层压力的液柱压力,以防止发生卡、塌、漏、喷等复杂事故;使用涡轮钻具时,可作传递动力的液体。

  可见,良好的钻井液性能是钻井作业顺顺利利地进行的可靠保证,而钻井液处理剂则是保证钻井液稳定性很高的基础,没有优质的钻井液处理剂就不可能得到性能好的钻井液体系。

  对于高温泥浆来说,抗高温钻井液处理剂是其核心,因此近年来,国内研究者根据抗高温钻井液的需要, 围绕适用于抗温超过220°C的钻井液处理剂方面开展了一些探索研究。

  当油井生产层渗透率低或受到泥浆严重污染时,要进行压裂、酸化等增产作业,提高油、气井生产能力和注水井吸水能力。为了压开地层、延伸裂缝、携带支撑剂,根据油藏条件选择使用水基、油基、酸基压裂液。压裂液最早用河水,后改用稠化水,并已发展到用冻胶。冻胶压裂液是用增稠剂配成稠化水,再加交联剂进一步增稠而成,它可改善携砂能力。压裂液中含有酶和(或)过硫酸铵等破胶剂,利于将支撑剂携到目的地后,迅速减粘,并返排到地面。石油圈原创

  一种好的压裂液府满足如下需求:粘度高、便于携带支撑剂;摩擦阻力小,能有效地传递压力;滤矢量低,使地层压力升的快;不伤害地层,即不乳化、不沉淀,不堵塞地层等。压裂液中应用的化学剂就是压裂用化学剂,其作用是在压裂过程中提高压裂液的综合性能,以满足压裂工艺对压裂液的要求,提高压裂效果。

  油井在生产的全部过程中,随着温度、压力的降低和气体的析出,达到一定条件时,原油中的石蜡、化合物就会不断地结晶、析出。其结晶体便聚集和沉淀在套管、油管、抽油杆、抽油泵等表上,油井结垢后,使井筒出油通道内径逐渐缩小,增加了油流阻力,降低了油井产能,有些甚至将井筒通道堵死,造成油井停产。还会导致抽油泵工作失灵,影响抽油效率,甚至将深井泵卡死,损坏设备。

  为了防止此现状的发生,运营商大多采用化学药剂注入的方法来抑制结垢和结蜡。但多数情况下注入的药剂只能在井筒内发挥作用,效率较低,且需要长期注入,耗费过高。为此,油气行业一直在寻找一种能够在地层中发挥作用,并提供长时间作用的阻垢剂,这样就能从根本上解决结构问题,保障油气开采的稳定性。

  针对以上提到的三方面,本期油田化学品专题将会分别介绍斯伦贝谢的RHELIANT PLUS钻井液系统、贝克休斯的BrineCare压裂液系统和Fritz Industries公司的FlowSure井下阻垢系统。希望符合各位看官的口味。

  在深水井和大位移井钻井过程中需要对钻井液体系进行转变,在井下作业时,温度随着井深增加而升高,但是在泥面附近,井内温度接近冰点。

  RHELIANT PLUS钻井液在一个范围较大的温度区间都能保持耐热性及恒流变特性,并减少钻井液当量循环密度,在起下钻和下套管作业中,减少循环动压差和激动压力,并在大位移井和高温度高压力井中具有非常好的井眼清洁效果。

  近年来随着页岩行业的兴旺,也裂技术也快速地发展,但是压裂工业面临着巨大的挑战:超过30亿桶淡水被应用于油气压裂操作,油气压裂产出超过250亿桶废水,仅有不到2%的废水或回流水重复应用于压裂操作。这些都为环境带来非常大破坏,也面临着环保法规的严苛制裁。

  贝克休斯的BrineCare压裂液产品能将井厂生产废水回收用于压裂操作,减少了淡水使用量,同时降低了废污水处理压力。该产品具有多个品种,针对不同的废水及井下情况选不一样的产品,有很高的灵活性及适应性,为压裂操作指明了新的方向。

  碳酸盐水垢沉积和石蜡结晶是石油开采过程中的一大顽疾,连续注入化学药剂能够在某些特定的程度上解决这一个问题,但效率较低,多年来研发人员一直想从根本上解决结构难题,提高生产稳定性。

  近期,Fritz Industries公司开发了一种新型阻垢剂技术,该阻垢剂能够在地层基质上发挥作用,且一次注入能长时间发挥作用。此外,该技术无需复杂的地面设备和存储装置,操作时只需要工程车就能够实现,效率非常高,在实际的应用中也取得了非常好的效果。

  油田化学品种类非常之多,本期也只是选择了有代表性三种技术,石油圈也会继续追踪有关技术,在后续的文章中为大家带来其他化学品技术。

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