CN116220636A - 二氧化碳驱油井缓蚀剂注入方法及缓蚀剂注入装置 - Google Patents
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Abstract
本申请公开了一种二氧化碳驱油井缓蚀剂注入方法及缓蚀剂注入装置,其中缓蚀剂注入方法包括:采集设定时间段采出液中的二氧化碳百分含量、采出液中的含水率以及采出液对油井的腐蚀速率;确定油井在腐蚀速率达到0.076mm/a所需要的加药浓度;根据采集设定时间段采出液中的二氧化碳百分含量、采出液中的含水率、采出液对油井的腐蚀速率以及油井在腐蚀速率达到0.076mm/a所需要的加药浓度,确定出设定时间段采出液中缓蚀剂所需达到的浓度;根据所确定的采出液中缓蚀剂需要达到的浓度来确定下一设定时间段缓蚀剂的注入量、注入速度。本申请所公开的缓蚀剂注入方法能够解决防腐效果差、防腐成本高等问题。
Description
技术领域
本申请属于二氧化碳驱油井防腐技术领域,尤其涉及二氧化碳驱油井缓蚀剂注入方法及缓蚀剂注入装置。
背景技术
本部分提供的仅仅是与本公开相关的背景信息,其并不必然是现有技术。
二氧化碳驱油技术是将二氧化碳注入油层中,以提升油田采收率的方法。目前,该技术已经被广泛地应用于石油的开采。然而二氧化碳属于酸性气体,溶于水中时会形成碳酸;极易对油管、井筒和油杆等油井组件的表面造成腐蚀,而且还会随着环境温度的升高,腐蚀不断加剧。如果油井组件得不到有效地防护,在实施二氧化碳驱油技术一段时间后,将对油井造成严重的伤害,甚至会使油井被彻底损坏。
现有的做法是在二氧化碳驱油前,向油井中注入高浓度缓蚀剂,并使缓蚀剂在油井中循环流动,进而使高浓度缓蚀剂在井筒的内表面、出油管、抽油杆等被防护的金属表面形成一定厚度的防腐层。在后续进行二氧化碳驱油时,通过缓蚀剂注入装置向油井注入一定浓度的缓蚀剂,在缓蚀剂的作用下,起到维护防腐层的作用。然而,在实际的应用过程中,缓蚀剂的注入量和注入速度全凭工作人员的经验进行判断,没有客观的判断依据,进而导致要么防腐效果差,要么造成缓蚀剂浪费的问题;由于缓蚀剂的价格昂贵,过度使用缓蚀剂将极大程度地增加石油的开采成本。
不仅如此,由于油井现场环境比较恶劣,尤其在冬天,极易出现缓蚀剂发生冻结的问题,不仅影响正常的防腐作业,而且给工作人员的检修工作带来极大的困扰。除此之外,目前,针对缓蚀剂注入装置,需要工作人员较为频繁地往返油井现场进行人工巡检,以采集油井的防腐信息,并根据所采集的防腐信息来调整下一时间段各油井的缓蚀剂的注入量和注入速度,这种防腐方法无疑增加了工作人员的工作量和工作难度,同时增加了油井的维护成本。再加上,由于油井现场往往处于偏远的地方,油井数量众多,工作人员的巡检难度大;而且不能及时发现和解决问题。
发明内容
本申请提出了一种二氧化碳驱油井缓蚀剂注入方法及缓蚀剂注入装置,旨在解决防腐效果差、防腐成本高、人工巡检频繁等问题。
第一方面,本申请公开了一种二氧化碳驱油井缓蚀剂注入方法,包括如下步骤:
采集设定时间段采出液中的二氧化碳百分含量、设定时间段采出液中的含水率以及设定时间段采出液对油井的腐蚀速率;
确定设定时间段油井在腐蚀速率达到0.076mm/a所需要的加药浓度;
根据设定时间段采集采出液中的二氧化碳百分含量、设定时间段采出液中的含水率、设定时间段采出液对油井的腐蚀速率以及设定时间段油井在腐蚀速率达到0.076mm/a所需要的加药浓度,确定出设定时间段采出液中缓蚀剂所需达到的浓度;
根据所确定的设定时间段采出液中缓蚀剂需要达到的浓度来确定下一设定时间段缓蚀剂的注入量、注入速度。
本申请通过采集采出液中的二氧化碳的百分含量、采出液中的含水率以及采出液的腐蚀速率,并结合油井在腐蚀速率达到0.076mm/a所需要的加药浓度,作为下一设定时间段缓蚀剂的注入量、注入速度的考虑因素,进而使缓蚀剂的注入量和注入速度的设定更加科学;使油井达到防腐要求的情况下,能够有效地避免缓蚀剂的使用量过大带来的浪费问题,继而降低油井的防腐成本。
作为本申请的一些优选的实施方案,进一步选择性地使设定时间段采出液中缓蚀剂所需达到的浓度根据如下公式计算:
其中:M为设定时间段采出液中缓蚀剂所需达到的浓度;
A为设定时间段采出液对油井的腐蚀速率;
a为设定时间段采出液中的二氧化碳的百分含量;
f为设定时间段采出液中的含水率;
M0为油井在腐蚀速率达到0.076mm/a所需要的加药浓度。
本申请通过上述公式可以估算出设定时间段采出液中缓蚀剂所需要达到的浓度,进而可以根据该数值来估算下一设定时间段缓蚀剂的注入量和注入速度。基于这一公式,可以使缓蚀剂注入装置根据采出液的实际分析情况,对缓蚀剂的注入量和注入速度进行校正。经过验证发现,采用上述计算公式,进行注入量和注入速度的估算,相较于传统的缓蚀剂注入方法,能够达到更好的防腐效果的同时,缓蚀剂的使用量更少,进而有效地降低油井的防腐成本,具有极大的推广意义。除此之外,在具体实施时,可将上述公式作为缓蚀剂注入装置控制的算法,进而为缓蚀剂注入装置的自动化控制提供实现的基础。
作为本申请的一些优选的实施方案,进一步选择性地通过确定设定时间段油井的采液量Q1;确定设定时间段油井采出液的含水率f1;确定设定时间段采出液中缓蚀剂所需达到的浓度M;确定注入油井中的缓蚀剂的浓度M1;
并根据设定时间段油井的采液量Q1、设定时间段油井采出液的含水率f1、采出液中缓蚀剂所需达到的浓度M和注入油井中的缓蚀剂的浓度M1来计算下一设定时间段缓蚀剂需要的注入量Q,并根据如下公式计算:
本申请通过该计算公式可以确定下一设定时间段的缓蚀剂的注入量;经过验证,采用该技术方式所确定的缓蚀剂的注入量,相较传统的注入量的设定方法,在满足防腐要求的同时,具有更加节约缓蚀剂等优点。
作为本申请的一些优选的实施方案,进一步选择性地通过确定设定时间段油井的采液量Q1;确定设定时间段油井采出液的含水率f1;确定注入油井中的缓蚀剂的浓度M1;根据设定时间段油井的采液量Q1、设定时间段油井采出液的含水率f1、设定时间段采出液中缓蚀剂所需达到的浓度M、注入油井中的缓蚀剂的浓度M1和下一设定时间段t来计算下一设定时间段缓蚀剂需要的注入速度,并根据如下公式计算:
本申请通过该计算公式可以计算出设定时间段的缓蚀剂的注入速度;经过验证,采用该技术方式所确定的缓蚀剂的注入量,相较传统的注入量的设定方法,在满足防腐要求的同时,具有更加节约缓蚀剂等优点。
作为本申请的一些优选的实施方案,进一步选择性地采用连续注入的方式将缓蚀剂注入到油井中。经过验证发现,通过连续注入的方式注入缓蚀剂不仅能够达到更好的缓释效果,而且更加节省缓蚀剂。
作为本申请的一些优选的实施方案,进一步选择性地使设定时间段的取值为1小时至72小时中任一数值。本申请通过对设定时间段进行限制,可以基于该时间段所采集的信息进行下一设定时间段缓蚀剂注入量、注入速度的调整;且所设定的时间段不宜太短,也不能太长。
第二方面,本申请公开一种缓蚀剂注入装置,用于前述任一实施方案所述的二氧化碳驱油井缓蚀剂注入方法的实施,缓蚀剂注入装置包括缓蚀剂存储单元、缓蚀剂变量泵送单元、信息采集模块、控制单元、信息处理模块;其中缓蚀剂存储单元用于存储缓蚀剂;缓蚀剂存储单元经缓蚀剂变量泵送单元与采油管和井筒之间的环形空间连通;信息采集模块包括二氧化碳含量检测单元、含水率检测单元和腐蚀速率检测单元;二氧化碳含量检测单元用于检测采出液中的二氧化碳的含量,含水率检测单元用于检测采出液中的含水率,腐蚀速率检测单元用于检测采出液对油井腐蚀的速率;控制单元与二氧化碳含量检测单元、含水率检测单元和腐蚀速率检测单元信号连接;缓蚀剂变量泵送单元与控制单元信号连接;信息处理模块与控制单元信号连接,信息处理模块与信息采集模块信号连接,以处理信息采集模块所采集的信息。
在具体实施时,使信息处理模块根据信息采集模块所采集的采出液中的二氧化碳浓度信息、含水率信息和腐蚀速率信息,再经过信息处理模块估算出采出液中缓蚀剂所需达到的浓度;再根据设定时间段油井的采液量、设定时间段油井采出液的含水率、采出液中缓蚀剂所需达到的浓度和注入油井中的缓蚀剂的浓度来计算下一设定时间段缓蚀剂需要的注入量。
本申请通过使缓蚀剂注入装置包括控制单元,并使控制单元根据信息采集模块所采集的信息来控制缓蚀剂注入装置,使缓蚀剂注入装置可以根据所采集的信息进行自动调整缓蚀剂变量泵送单元的流量,进而达到调整缓蚀剂的注入量、注入速度的目的;与此同时,利用上述计算公式,还可以实现缓蚀剂注入装置的自动化控制。
本申请通过设置信息处理模块,并使信息处理模块根据信息采集模块所采集的二氧化碳浓度信息、含水率信息和腐蚀速率信息进行处理,并进一步折算出设定时间段缓蚀剂需要的注入量,并将注入量信息发送给控制单元,以对缓蚀剂注入装置进行控制,进而实现缓蚀剂注入装置能够实现自动化控制。
作为本申请的一些优选的实施方案,进一步选择性地使缓蚀剂存储单元包括储液罐、加热组件,信息采集模块还包括温度检测单元;其中储液罐用于储存缓蚀剂;加热组件用于加热储液罐内的缓蚀剂,加热组件与控制单元信号连接;温度检测单元用于检测储液罐内缓蚀剂的温度,温度检测单元与控制单元信号连接。
本申请通过设置温度检测单元和加热组件,当温度检测单元检测到缓蚀剂存储单元内的缓蚀剂的温度低于设定值时,可以通过控制单元控制加热组件,以对缓蚀剂进行加热,避免缓蚀剂由于温度过低导致冻结带来的一系列问题。
作为本申请的一些优选的实施方案,进一步选择性地选择使缓蚀剂注入装置还包括预警单元,预警单元与二氧化碳含量检测单元信号连接,预警单元与控制单元信号连接;和/或,使缓蚀剂存储单元还包括液位计,液位计与预警单元信号连接。
本申请通过使缓蚀剂注入装置包括预警单元,并使预警单元与二氧化碳含量检测单元信号连接,当二氧化碳含量检测单元所采集的二氧化碳的浓度大于设定值时,预警单元发出预警信息。另外,本申请通过设置液位计,可以对缓蚀剂存储单元内的缓蚀剂进行监测,并进一步使液位计与预警单元信号连接,进而可以对缓蚀剂的液位进行监测,以对工作人员发出提示信息;使人工巡检更具针对性,能够及时发现并解决问题,有效地提升了巡检的质量。
作为本申请的一些优选的实施方案,进一步选择性地使缓蚀剂注入装置还包括信息存储模块,信息存储模块与信息采集模块信号连接,以存储信息采集模块所采集的信息;和/或,使缓蚀剂注入装置还包括信息远程传输模块,信息远程传输模块与信息采集模块信号连接,信息远程传输模块与控制单元信号连接。
本申请通过设置信息存储模块,并使信息采集模块所采集的信息经过信息存储模块进行存储,将所存储的信息作为驱油工艺制定的重要参考依据。本申请通过设置信息远程传输模块,可以实现信息的远程传输,同时,也能够实现缓蚀剂注入装置的远程控制,避免频繁的人工巡检,可有效地减少工人的工作量和降低巡检成本。
附图说明
通过阅读下文优选实施方式的详细描述,各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的,而并不认为是对本发明的限制。而且在整个附图中,用相同的附图标记表示相同的部件。在附图中:
图1示意性地示出了一种缓蚀剂注入装置的结构示意图;
图2为本申请所涉及缓蚀剂注入装置的监控单元的原理图。
附图标记如下:
1缓蚀剂变量泵送单元;
2信息采集模块;
3控制单元;
4信息处理模块;
5预警单元;
6信息存储模块;
7信息远程传输模块;
81储液罐,82加热组件,83液位计;
91采油管,92井筒,93环形空间。
具体实施方式
下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施方式。虽然附图中显示了本公开的示例性实施方式,然而应当理解,可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施方式所限制。相反,提供这些实施方式是为了能够更透彻地理解本公开,并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。
应理解的是,文中使用的术语仅出于描述特定示例实施方式的目的,而无意于进行限制。除非上下文另外明确地指出,否则如文中使用的单数形式“一”、“一个”以及“所述”也可以表示包括复数形式。术语“包括”、“包含”、“含有”以及“具有”是包含性的,并且因此指明所陈述的特征、步骤、操作、元件和/或部件的存在,但并不排出存在或者添加一个或多个其它特征、步骤、操作、元件、部件、和/或它们的组合。文中描述的方法步骤、过程、以及操作不解释为必须要求它们以所描述或说明的特定顺序执行,除非明确指出执行顺序。还应当理解,可以使用另外或者替代的步骤。
尽管可以在文中使用术语第一、第二、第三等来描述多个元件、部件、区域、层和/或部段,但是,这些元件、部件、区域、层和/或部段不应被这些术语所限制。这些术语可以仅用来将一个元件、部件、区域、层或部段与另一区域、层或部段区分开。除非上下文明确地指出,否则诸如“第一”、“第二”之类的术语以及其它数字术语在文中使用时并不暗示顺序或者次序。因此,以下讨论的第一元件、部件、区域、层或部段在不脱离示例实施方式的教导的情况下可以被称作第二元件、部件、区域、层或部段。
为了便于描述,可以在文中使用空间相对关系术语来描述如图中示出的一个元件或者特征相对于另一元件或者特征的关系,这些相对关系术语例如为“内部”、“外部”、“内侧”、“外侧”、“下面”、“下方”、“上面”、“上方”等。这种空间相对关系术语意于包括除图中描绘的方位之外的在使用或者操作中装置的不同方位。例如,如果在图中的装置翻转,那么描述为“在其它元件或者特征下面”或者“在其它元件或者特征下方”的元件将随后定向为“在其它元件或者特征上面”或者“在其它元件或者特征上方”。因此,示例术语“在……下方”可以包括在上和在下的方位。装置可以另外定向(旋转90度或者在其它方向)并且文中使用的空间相对关系描述符相应地进行解释。
本申请中,某个数值以上包括本数,例如“两个以上”包括两个。
申请人在进行井筒腐蚀机理研究过程中,做了大量的实验研究,经过研究发现,采出液的含水量和pH值对油井的影响较大。
具体地,关于采出液的含水量对油井腐蚀的影响实验,选取三种不同材质的材料(P110S、35CrMo、P110S-3Cr)作为研究样本,分别测出含水率为0、10%、30%、50%、65%和80%条件下的腐蚀速率。具体实验条件为85℃,1MPa二氧化碳,流速为1m/s。实验数据如表1所示,数据表明,对同一材料而言,在含水率不同,其他实验条件相同的情况下,随着含水率的增加,腐蚀程度也越来越严重。研究发现,当含水率小于50%时,材料的腐蚀速率低于0.06mm/a,且腐蚀速率的增长也不显著;当含水率大于50%时,腐蚀速率显著升高。因此,在确定缓蚀剂的注入量和注入速度时,将含水率作为重要的考虑因素。
表1不同含水率下腐蚀速率实验数据
含水率% | P110S(mm/a) | 35CrMo(mm/a) | P110S-3Cr(mm/a) |
0 | 0.0208 | 0.0116 | 0.0142 |
10 | 0.0338 | 0.0402 | 0.0502 |
30 | 0.0461 | 0.0462 | 0.0405 |
50 | 0.0647 | 0.0713 | 0.0601 |
65 | 0.1551 | 0.4952 | 0.5984 |
80 | 0.2405 | 1.2894 | 0.7318 |
另外,申请人在进而井筒腐蚀机理研究过程中,选取三种不同材质材料(P110S、35CrMo、P110S-3Cr)作为研究样本,分别测出pH=3和pH=6条件下的腐蚀速率。具体实验条件为85℃,1MPa二氧化碳,腐蚀介质为50%原油和50%模拟地层水,流速为1m/s。实验数据如表2所示,研究发现,当pH值降低(酸性增强)时,腐蚀速率会大大提升。因此,采出液中的二氧化碳的含量也是影响油井腐蚀的重要因素。
表2不同pH下腐蚀速率实验数据
pH | P110S(mm/a) | 35CrMo(mm/a) | P110S-3Cr(mm/a) |
3 | 0.1322 | 0.1679 | 0.0459 |
6 | 0.0356 | 0.0318 | 0.0392 |
申请人经过对二氧化碳腐蚀机理、检测及防腐措施的研究,并结合现场油井的防腐经验的积累,提出了一种二氧化碳驱油井缓蚀剂注入方法及缓蚀剂注入装置,以解决防腐效果差、防腐成本高等问题。
具体地,本申请提供一种二氧化碳驱油井缓蚀剂注入方法,包括如下步骤:采集设定时间段采出液中的二氧化碳百分含量、采出液中的含水率以及采出液对油井的腐蚀速率;
确定油井在腐蚀速率达到0.076mm/a所需要的加药浓度;
根据设定时间段采集采出液中的二氧化碳百分含量、设定时间段采出液中的含水率、设定时间段采出液对油井的腐蚀速率以及设定时间段油井在腐蚀速率达到0.076mm/a所需要的加药浓度,确定出设定时间段采出液中缓蚀剂所需达到的浓度;
根据所确定的设定时间段采出液中缓蚀剂需要达到的浓度来确定下一设定时间段缓蚀剂的注入量、注入速度。
需要说明的是,采出液中的二氧化碳百分含量、采出液中的含水率以及采出液对油井的腐蚀速率可利用相关的检测设备进行检测。需要指出的是,各种检测设备在检测时,可以进行连续检测,也可以进行定期检测(即一段时间检测一次,检测的间隔时长根据实际情况进行设置)。
需要说明的是,本申请中的“设定时间段”和“下一设定时间段”可选择性地设为相同时长的时间段,也可以选择性地使“设定时间段”所限定的时长大于“下一设定时间段”所限定的时长,或者选择性地使“设定时间段”所限定的时长小于“下一设定时间段”所限定的时长。在具体实施时,优选地使“设定时间段”和“下一设定时间段”各自所设定的时长相同;或者,当“设定时间段”所限定的时长与“下一设定时间段”所限定的时长不相等时,使“设定时间段”和“下一设定时间段”各自所设定的时长差值的绝对值小于24小时。
需要解释的是,本申请中的“下一设定时间段”与“设定时间段”为相邻的时间段,其中“下一设定时间段”为“设定时间段”的在后时间段,即“设定时间段”相对于“下一设定时间段”发生在前,“下一设定时间段”相对“设定时间段”发生在后。
需要说明的是,本申请中的“设定时间段”所设定的时长和“下一设定时间段”所设定的时长不做具体的限制,其可根据实际的生产需要进行选择性设置,例如选择性地使“设定时间段”设定为1小时至72小时之间的任一时间段。具体例如使设定的时间段设为1小时、2小时、3小时、4小时、5小时、6小时、8小时、10小时、12小时、14小时、16小时、18小时、20小时、22小时、24小时、26小时、28小时、30小时、32小时、34小时、36小时、38小时、40小时、42小时、44小时、46小时、48小时、50小时、52小时、54小时、56小时、58小时、60小时、62小时、64小时、66小时、68小时、70小时、72小时中的任一数值;当然,在具体实施时,所设定的时间段并不仅限于上述所罗列的数据,其可以是1小时至72小时之间的任一数值,例如可以是7小时、7.5小时等。在具体设定时,要根据采油井的实际情况进行选择性设置,具体根据采出液所给出的信息进行设置。
需要说明的是,本申请中的缓蚀剂的成分不做具体限制,其可以是任何能够对油井起到防腐作用的物质。在具体选择时,可根据油井组件(例如井筒、油管、油杆等)的材质、缓蚀剂的缓释性能、缓蚀剂的缓释成本等进行选择。在具体实施时,可选择性地使缓蚀剂包括水溶性咪唑啉衍生物。
在具体实施时,确定下一设定时间段缓蚀剂的注入量、注入速度时,可依据所采集的采出液中的二氧化碳百分含量、采出液中的含水率、采出液对油井的腐蚀速率以及油井在腐蚀速率达到0.076mm/a所需要的加药浓度,并结合以往的防腐经验确定出采出液中缓蚀剂所需达到的浓度,并对缓蚀剂的流量和缓蚀剂的流速进行调整;也可以按照本申请所涉及的计算公式进行估算后调整。
本申请通过采集采出液中的二氧化碳的百分含量、采出液中的含水率以及采出液的腐蚀速率,并结合油井在腐蚀速率达到0.076mm/a所需要的加药浓度,作为下一设定时间段缓蚀剂的注入量、注入速度的考虑因素,进而使缓蚀剂的注入量和注入速度的设定更加科学;使油井达到防腐要求的情况下,能够有效地避免缓蚀剂的使用量过大带来的浪费问题,继而降低油井的防腐成本。另外,本申请通过采集设定时间段所采集的相关信息作为下一设定时间段注入缓蚀剂的量和注入速度的调整依据,进而使缓蚀剂注入装置能够随着实际的生产情况进行及时的调整,使调整后的防腐措施更加科学、有效。
作为本申请的一些优选的实施方式,进一步选择性地使采出液中缓蚀剂所需达到的浓度根据如下公式计算:
其中:M为设定时间段采出液中缓蚀剂所需达到的浓度(Kg/m3);
A为设定时间段采出液对油井的腐蚀速率(mm/a);
a为设定时间段采出液中的二氧化碳的百分含量(%);
f为设定时间段采出液中的含水率(%);
M0为油井在腐蚀速率达到0.076mm/a所需要的加药浓度(Kg/m3)。
需要说明的是,采出液对油井的腐蚀速率可通过腐蚀速率检测装置进行检测并获得相关的检测信息;同样,采出液中的二氧化碳百分含量、采出液中的含水率分别通过相应的检测单元检测获得。
本申请通过上述公式可以估算出设定时间段采出液中缓蚀剂所需要达到的浓度,进而可以根据该数值来估算下一设定时间段缓蚀剂的注入量和注入速度。基于这一公式,可以使缓蚀剂注入装置根据采出液的实际分析情况,对缓蚀剂的注入量和注入速度进行校正。经过验证发现,采用上述计算公式,进行注入量和注入速度的估算,相较于传统的缓蚀剂注入方法,能够达到更好的防腐效果的同时,缓蚀剂的使用量更少,进而有效地降低油井的防腐成本,具有极大的推广意义。除此之外,在具体实施时,可将上述公式作为缓蚀剂注入装置控制的算法,进而为缓蚀剂注入装置的自动化控制提供实现的基础。
作为本申请的一些优选的实施方式,进一步选择性地通过确定设定时间段油井的采液量Q1(T);确定设定时间段油井采出液的含水率f1(%);确定采出液中缓蚀剂所需达到的浓度M(Kg/m3);以及确定注入油井中的缓蚀剂的浓度M1(Kg/m3);
并根据设定时间段油井的采液量Q1、设定时间段油井采出液的含水率f1、采出液中缓蚀剂所需达到的浓度M和注入油井中的缓蚀剂的浓度M1来计算下一设定时间段缓蚀剂需要的注入量Q(m3),并根据如下公式计算:
本申请通过该计算公式可以确定下一设定时间段的缓蚀剂的注入量;经过验证,采用该技术方式所确定的缓蚀剂的注入量,相较传统的注入量的设定方法,在满足防腐要求的同时,具有更加节约缓蚀剂的优点。
作为本申请的一些优选的实施方式,进一步选择性地通过确定设定时间段油井的采液量Q1(T);确定设定时间段油井采出液的含水率f1(%);确定注入油井中的缓蚀剂的浓度M1(Kg/m3);根据设定时间段油井的采液量Q1、设定时间段油井采出液的含水率f1、采出液中缓蚀剂所需达到的浓度M、注入油井中的缓蚀剂的浓度M1和下一设定时间段t(h)来计算下一设定时间段缓蚀剂需要的注入速度,并根据如下公式计算:
本申请通过该计算公式可以计算出设定时间段的缓蚀剂的注入速度;经过验证,采用该技术方式所确定的缓蚀剂的注入量,相较传统的注入量的设定方法,具有更加科学、有效、节约缓蚀剂等优点。
作为本申请的一些优选的实施方式,进一步选择性地采用连续注入的方式将缓蚀剂注入到油井中。作为可变换的实施方式,还可选择性地使应用该方法的缓蚀剂注入装置采用定时注入的方式将缓蚀剂注入到油井中。在具体实施时,优选地采用连续注入的方式将缓蚀剂注入到油井中。经过验证发现,通过连续注入的方式注入缓蚀剂能够达到更好的缓释效果。
第二方面,本申请公开一种缓蚀剂注入装置,用于前述任一实施方案的二氧化碳驱油井缓蚀剂注入方法的实施,具体如图1和图2所示,缓蚀剂注入装置包括缓蚀剂存储单元、缓蚀剂变量泵送单元1、信息采集模块2、控制单元3、信息处理模块4。其中缓蚀剂存储单元用于存储缓蚀剂;缓蚀剂存储单元经缓蚀剂变量泵送单元1与采油管91和井筒92之间的环形空间93连通;信息采集模块2包括二氧化碳含量检测单元、含水率检测单元和腐蚀速率检测单元。其中,二氧化碳含量检测单元用于检测采出液中的二氧化碳的含量,含水率检测单元用于检测采出液中的含水率,腐蚀速率检测单元用于检测采出液对油井腐蚀的速率。控制单元3与二氧化碳含量检测单元、含水率检测单元和腐蚀速率检测单元信号连接;缓蚀剂变量泵送单元1与控制单元3信号连接。信息处理模块4与控制单元3信号连接,信息处理模块4与信息采集模块2信号连接。
需要说明的是,本申请中的缓蚀剂存储单元的结构不做具体的限制,其可以是任何能够对缓蚀剂进行储存的结构,具体例如使缓蚀剂储存单元设为罐体或设为箱体。同样,缓蚀剂变量泵送单元1的种类也不做具体的限制,其可以是任何能够泵送缓蚀剂,且能够调整泵送流量的变量泵;在具体实施时,其可选择性地选择设为齿轮泵、叶片泵、叶轮泵、柱塞泵等。
需要说明的是,本申请中的信息采集模块2包括但不限于二氧化碳含量检测单元、含水率检测单元和腐蚀速率检测单元;其还可以包括其他用于信息采集的检测单元。例如在具体实施时,还可选择性地使信息采集模块2包括产出液计量单元(或采出液流速检测单元)、温度检测单元等等。
在具体实施时,使信息处理模块4根据信息采集模块2采集采出液中的二氧化碳浓度信息、含水率信息和腐蚀速率信息,计算出采出液中缓蚀剂所需达到的浓度;再根据设定时间段油井的采液量、设定时间段油井采出液的含水率、采出液中缓蚀剂所需达到的浓度和注入油井中的缓蚀剂的浓度来计算下一设定时间段缓蚀剂需要的注入量、注入速度。
本申请通过使缓蚀剂注入装置包括控制单元3,并使控制单元3根据信息采集模块2所采集的信息来控制缓蚀剂注入装置,使缓蚀剂注入装置可以将所采集的信息处理后,并根据处理结果进行自动调整缓蚀剂变量泵送单元1的流量,进而达到自动调整缓蚀剂的注入量、注入速度的目的。
本申请通过设置信息处理模块4,并使信息处理模块4根据所采集的二氧化碳浓度信息、含水率信息和腐蚀速率信息进行处理,并进一步计算出设定时间段缓蚀剂需要的注入量,将注入量信息发送给控制单元3,以对缓蚀剂注入装置进行控制,进而实现缓蚀剂注入装置的自动化控制。作为优选,进一步选择性地使缓蚀剂注入装置还包括远程信息传输单元,进而实现信息的远程传输,使缓蚀剂注入装置具有远程控制的功能,以减少人工现场巡检的工作量。
作为本申请的一些优选的实施方式,进一步选择性地使缓蚀剂存储单元包括储液罐81、加热组件82,其中储液罐81用于储存缓蚀剂(如图1所示),加热组件82用于加热储液罐81内的缓蚀剂,加热组件82与控制单元3信号连接;使信息采集模块2还包括温度检测单元,温度检测单元用于检测储液罐81内缓蚀剂的温度,温度检测单元与控制单元3信号连接。
需要说明的是,本申请中的储液罐81的结构和形状不做具体的限制,其可以是能够储存一定量缓蚀剂的罐体;储液罐81的容量具体根据所要保护的油井的需求进行选择性设置,以避免工作人员频繁到现场加注缓蚀剂。
需要说明的是,本申请中的加热组件82也不做具体的限制,其可以是设置在储液罐81内部的能够对缓蚀剂进行加热的加热棒(如图1所示),其还可以是包覆在储液罐81外侧壁上,能够对缓蚀剂进行加热的加热组件(图中未示),例如电热毯等。在具体实施时,优选地使加热组件采用电加热方式进行加热;为了避免引发火灾,将加热组件的最高加热温度限制在安全使用的温度范围。
需要指出的是,本申请中的温度检测单元是用来检测储液罐81内的缓蚀剂的温度,并使温度检测单元与控制单元3信号连接。在具体实施时,当温度检测单元所检测的储液罐81内的缓蚀剂的温度低于设定值时,控制单元3接收到温度检测单元检测的温度信息,并控制加热组件82对缓蚀剂进行加热,以避免由于环境温度较低导致缓蚀剂发生冻结的问题。因此,本申请通过设置温度检测单元和加热组件,避免缓蚀剂由于温度过低导致冻结并由此带来的一系列问题。
作为本申请的一些优选的实施方式,如图2所示,进一步选择性地选择使缓蚀剂注入装置还包括预警单元5,预警单元5与二氧化碳含量检测单元信号连接,预警单元5与控制单元3信号连接。作为优选,还可进一步选择性地使缓蚀剂存储单元还包括液位计83,液位计83与预警单元5信号连接。
本申请通过使缓蚀剂注入装置包括预警单元5,并使预警单元5与二氧化碳含量检测单元信号连接,当二氧化碳含量检测单元所采集的二氧化碳的浓度大于设定值时,预警单元5发出预警信息。本申请通过设置液位计83,可以对缓蚀剂存储单元内的缓蚀剂进行监测,并进一步使液位计83与预警单元5信号连接,进而可以对缓蚀剂的液位进行监测,以对工作人员发出提示信息,使工作人员能够及时补充缓蚀剂。
作为本申请的一些优选的实施方式,进一步选择性地使缓蚀剂注入装置还包括信息存储模块6,信息存储模块6与信息采集模块2信号连接,以存储信息采集模块2所采集的信息。
本申请通过设置信息存储模块6,并使信息采集模块2所采集的信息经过信息存储模块6进行存储,将所存储的信息作为驱油工艺、防腐工艺的重要参考。
作为本申请的一些优选的实施方式,进一步选择性地使缓蚀剂注入装置还包括信息远程传输模块7,信息远程传输模块7与信息采集模块2信号连接,信息远程传输模块7与控制单元3信号连接。本申请通过设置信息远程传输模块7可以实现信息的远程传输功能,使其与控制单元3信号连接,可以使缓蚀剂注入装置能够实现远程控制,减少工作人员的巡检次数。
以上所述,仅为本发明较佳的具体实施方式,但本发明的保护范围并不局限于此,任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内,可轻易想到的变化或替换,都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此,本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。
Claims (10)
1.一种二氧化碳驱油井缓蚀剂注入方法,其特征在于,包括如下步骤:
采集设定时间段采出液中的二氧化碳百分含量、采出液中的含水率以及采出液对油井的腐蚀速率;
确定油井在腐蚀速率达到0.076mm/a所需要的加药浓度;
根据采集的所述设定时间段采出液中的二氧化碳百分含量、所述设定时间段采出液中的含水率、所述设定时间段采出液对油井的腐蚀速率以及所述设定时间段油井在腐蚀速率达到0.076mm/a所需要的加药浓度,确定出所述设定时间段采出液中缓蚀剂所需达到的浓度;
根据所确定的所述设定时间段采出液中缓蚀剂需要达到的浓度来确定下一设定时间段缓蚀剂的注入参数。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的二氧化碳驱油井缓蚀剂注入方法,其特征在于,
采用连续注入的方式将缓蚀剂注入到油井中。
6.根据权利要求1至4中任一项所述的二氧化碳驱油井缓蚀剂注入方法,其特征在于,
所述设定时间段的取值为1小时至72小时中任一数值。
7.一种缓蚀剂注入装置,用于权利要求1至6中任一项所述的二氧化碳驱油井缓蚀剂注入方法的实施,其特征在于,所述缓蚀剂注入装置包括:
缓蚀剂存储单元,用于存储缓蚀剂;
缓蚀剂变量泵送单元,所述缓蚀剂存储单元经所述缓蚀剂变量泵送单元与采油管和井筒之间的环形空间连通;
信息采集模块,所述信息采集模块包括二氧化碳含量检测单元、含水率检测单元和腐蚀速率检测单元,所述二氧化碳含量检测单元用于检测采出液中的二氧化碳的含量,所述含水率检测单元用于检测采出液中的含水率,所述腐蚀速率检测单元用于检测采出液对油井腐蚀的速率;
控制单元,所述控制单元与所述二氧化碳含量检测单元、含水率检测单元和腐蚀速率检测单元信号连接;所述缓蚀剂变量泵送单元与所述控制单元信号连接;
信息处理模块,用于处理所述信息采集模块所采集的信息;所述信息处理模块与所述控制单元信号连接,所述信息处理模块与所述信息采集模块信号连接。
8.根据权利要求7所述的缓蚀剂注入装置,其特征在于,
所述缓蚀剂存储单元包括:
储液罐,用于储存缓蚀剂;
加热组件,用于加热所述储液罐内的缓蚀剂,所述加热组件与所述控制单元信号连接;
所述信息采集模块还包括:
温度检测单元,所述温度检测单元与所述控制单元信号连接。
9.根据权利要求8所述的缓蚀剂注入装置,其特征在于,
所述缓蚀剂注入装置还包括预警单元,所述预警单元与所述二氧化碳含量检测单元信号连接,所述预警单元与所述控制单元信号连接;和/或,
所述缓蚀剂存储单元还包括液位计,所述液位计与所述预警单元信号连接。
10.根据权利要求7所述的缓蚀剂注入装置,其特征在于,所述缓蚀剂注入装置还包括:
信息存储模块,所述信息存储模块与所述信息采集模块信号连接,以存储信息采集模块所采集的信息;和/或,
信息远程传输模块,所述信息远程传输模块与所述信息采集模块信号连接,所述信息远程传输模块与所述控制单元信号连接。
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