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陆梁油田生产系统结垢机理及预测技术研究

作　者: 蒋伟
导　师: 郑云萍
学　校: 西南石油大学
专　业: 油气储运工程
关键词: 结垢机理结垢预测饱和指数法计算程序生产系统
分类号: TE358.5
类　型: 硕士论文
年　份: 2006年
下　载: 578次
引　用: 4次
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内容摘要

在陆梁油田开发中，无机结垢使得地层通道和管道截面积变小，设备处理能力降低，增加能耗，甚至发生由于结垢造成管道压力增加使管道爆裂现象，这些都给油田的正常生产带来巨大的危害。针对油田实际情况，本文对陆梁油田生产系统进行结垢机理及预测技术的研究。本文的研究主要目的是解决陆梁油田生产系统结垢问题，以达到提高油田的经济效益、技术效益和社会效益。目前，从大量的文献资料来看，结垢形成比较复杂，受很多因素的影响，因此各个油田的结垢情况也不一样。结垢预测技术比较多，有的方法虽简单但考虑的结垢因素不周全，而有的方法比较复杂难以在现场进行应用，且各自适用的条件也不一样。国内外对结垢部位和结垢时间的预测研究基本没做什么工作。本文结合这些结垢方面研究存的问题，根据陆梁油田生产系统的结垢现状作了以下工作。 (1)本文研究了陆梁油田的结垢机理。对现场的垢样和水样进行实验分析，发现垢样的主要成份是碳酸钙、二氧化硅和少量的硫化亚铁；水样是由氯离子、钙离子和碳酸氢根等成垢离子组成。从热力学、结晶动力学、流体力学、二氧化碳分压、含盐量及酸碱度这几方面着手，详细的分析了影响结垢的因素。就陆梁油田生产系统来看，成垢离子浓度是主要因素；热力学因素次之，它影响碳酸钙的溶解度极易打破溶解平衡；二氧化碳分压也是比较重要的，它影响离子平衡反应式是否向生成碳酸钙垢方向进行；其它因素影响较小。 (2)调研了大量的国内外文献资料，并结合陆梁油田实际结垢状况，筛选了适合油田结垢趋势预测模型，即Oddo-Tomson饱和指数法。将该结垢预测技术同生产系统的温度、压力计算模型相结合，首次建立了结垢位置预测模型。 (3)根据油田历年来采出水离子浓度数据，采用线性回归方法，建立计算不同时间的离子浓度变化的模型，并将其应用到饱和指数法建立结垢时间预测模型。 (4)根据结垢预测模型，采用VB语言编制了陆梁油田生产系统结垢预测计算程序。该计算程序采用模块化的结构形式，集数据管理、计算和图形绘制为一体，增强计算程序系统的实用性、灵活性，对现场实例进行计算分析，取得较好的效果。

全文目录

摘要  2-3
ABSTRACT  3-8
1 绪论  8-28
  1.1 油田生产系统的结垢问题概述  8-10
    1.1.1 油田垢物主要成份及性状  8
    1.1.2 油田可能发生结垢地方  8-9
    1.1.3 油田结垢的危害  9-10
  1.2 油田生产系统结垢机理技术研究现状  10-14
    1.2.1 结垢形成的过程  10
    1.2.2 油田结垢影响因素  10-11
    1.2.3 结垢机理理论研究现状  11-14
  1.3 油田生产系统结垢预测技术研究现状  14-23
    1.3.1 结垢趋势预测研究动向  14-15
    1.3.2 单一的碳酸钙垢预测技术  15-17
    1.3.3 单一硫酸钙垢预测技术  17-20
    1.3.4 混合垢的预测技术  20-23
  1.4 陆梁结垢问题  23-25
    1.4.1 陆梁生产系统概述  23-24
    1.4.2 陆梁油田生产系统的结垢现状及存在的主要问题  24-25
  1.5 该课题研究的目的、内容及意义  25-28
    1.5.1 研究目的  25
    1.5.2 研究的主要内容  25-26
    1.5.3 研究的技术路线  26-27
    1.5.4 本文的创新点  27-28
2 陆梁油田生产系统结垢机理研究  28-44
  2.1 垢样分析  28-31
    2.1.1 结垢调查及垢样采集  28-29
    2.1.2 垢样组分分析  29-31
  2.2 陆梁油田采出水、地表水水质分析  31
  2.3 离子平衡反应式  31-33
  2.4 陆梁油田结垢因素分析  33-41
    2.4.1 地质因素  33-34
    2.4.2 水质不相溶因素  34-35
    2.4.3 二氧化碳对碳酸盐沉淀的影响  35-36
    2.4.4 pH值对碳酸盐沉淀的影响  36-38
    2.4.5 热力学因素  38-40
    2.4.6 结晶动力学因素  40-41
    2.4.7 流体动力学因素  41
    2.4.8 含盐量的影响  41
  2.5 铁沉积物  41-42
  2.6 硅沉积物  42-44
3 陆梁油田生产系统结垢预测技术研究  44-58
  3.1 陆梁油田结垢趋势预测技术  44-51
    3.1.1 结垢趋势预测模型  45-49
    3.1.2 结垢位置预测模型  49-51
  3.2 结垢随时间变化的预测模型  51-54
    3.2.1 回归分析方法简介  51-54
    3.2.2 结垢随时间预测模型  54
  3.3 碳酸钙垢速率的预测模型  54-58
    3.3.1 结垢速率定性分析  54-55
    3.3.2 碳酸钙结垢速率的理论预测方法  55-58
4 陆梁油田结垢预测计算程序设计  58-66
  4.1 程序设计工具  58
  4.2 用户界面设计的基本原则  58-59
  4.3 计算程序的主要功能  59-60
  4.4 用户界面设计  60-66
    4.4.1 人机交互主界面  61
    4.4.2 用户文件管理系统界面  61-62
    4.4.2 推荐方法  62-63
    4.4.3 其它方法  63
    4.4.4 结垢随时间变化趋势预测  63-66
5 应用实例  66-81
  5.1 现场提供的水分析数据及结垢状况  66-71
    5.1.1 采出水离子组分分析  66
    5.1.2 结垢预测结果  66-71
  5.2 结垢趋势分析  71-75
    5.2.1 结垢随温度变化情况  71-72
    5.2.2 结垢随压力变化情况  72-73
    5.2.3 结垢随井深增加结垢趋势情况  73-74
    5.2.4 二氧化碳含量对预测结果的影响  74-75
  5.3 结垢随时间变化趋势预测  75-81
6 结论与展望  81-83
  6.1 主要结论  81-82
  6.2 对今后工作的建议  82-83
致谢  83-84
参考文献  84-87
附录A  87-99
附录B  99-106
附录C  106-114

陆梁油田生产系统结垢机理及预测技术研究

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