第五部分 油田采油井化验
第一章 采油井的化验常识及方法
1、原油化验含水的目的意义是什么?
答:原油化验含水的目的是为了计算纯油量,给地质人员提供资料,以采取有效措施保证原油生产。根据油层连通情况,结合原油含水资料,可判断来水方向,进一步了解地下情况,控制和改造地层。
2、什么叫含水原油?
答:在油田上,通常把原油和油田水混合液体叫做含水原油。
3、原油中为什么会含水?
答:原油中水分进入,主要有以下三种途径。第一种是:油层中原始原油本身就含有水。第二种是:为了保持油层压力,向油层内注入的水。第三种是:原油在贮存和运输中受气温的变化,石油容器罐内交替排出气体或吸入空气,由于空气的不断吸入,水蒸气不断进入,使原油中的水分子增加等原因。
4、油样中的水有几种方式存在?
答:油样中的水有四种方式存在:包括游离水、悬浮水、乳化水和溶解水。其中,游离水是指用倾斜方法就能分离出来的水;悬浮水是指一微小的颗滴散碎在原油中成机械混合的水;乳化水是指油和水均匀地乳化在一起的水;溶解水是指根据水在原油中溶解的能力而溶解在原油里的水,其数值甚小。
5、目前原油含水测定的主要方法有几种?是如何计算的?
答:油田目前原油含水测定的主要方法有两种,即蒸馏法和离心法
(1)蒸馏法
蒸馏法原理:称取一定量油样与无水溶剂汽油混合加热,蒸馏出水分,记下水分的体积,按以下公式计算获取原油含水数值,以百分数%表示。
B=(v/m)×100%
式中:B—试样的水分质量百分含量;
v—接受器中水的体积,毫升;
m—试样的重量,克。
(2)离心法
离心法原理:原油与水是两种互不相溶的液体,其密度大小不同,在加入破乳剂后,油中的乳化水分离出来,利用离心机高速旋转产生的离心力,密度大的水被沉积在离心管的底部,实现油水分离,经读水液位刻度,计算出原油含水数值
两种含水测定方法的计算公式:
乳化水测定公式:
含水(%)=V/G×100
式中:V——在接受器中收集水的体积,ml;
G——试样重量,g。
游离水测定公式:
总含水(%)=[(G-G1)×B+A] / [(G-G1)+A)]×100%
式中:G——试样与样桶总重量,g;
G1——空样桶重量,g;
B——测出乳化水百分含量,%;
A——游离水体积,ml。
6、目前做原油含水常用的汽油批号为多少?
答:目前做原油含水常用的是56号或120号溶剂汽油,也可用经氯化钙脱水的80号直馏汽油。
7、蒸馏法测定原油含水的主要特点是什么?
答:蒸馏法测定原油含水的特点是亦省电,操作简便,脱水效率高,但轻质油损失较多,影响原油分析质量。
8、离心法测定原油含水的主要特点是什么?
答:离心法测定原油含水的特点是速度快,批量大,安全系数高,但化验精确度不够高,特别是外输油的含水化验必须用蒸馏法。
9、含水确认是痕迹的几个特征是什么?
答:确认含水痕迹主要看(1)蒸馏过程中集水管里的液体呈现混浊状态。
(2)从各个角度观察集水管的底部能明显看出有水滴存在,不论水粒大小,只要能识别出是水即可,而又在0.03ml这个刻度以下。
10、什么叫原油的密度,它的数值大小反映了什么?
答:原油的密度指在规定温度下,单位体积内所含物质的质量数以g/cm3表示。原油密度的大小,直接反映了轻质馏分的收率,是原油质量及价格关键性指标,我国原油的密度一般在0.79—0.95g/cm3之间。
11、油田上为什么要测原油的密度?它的作用有哪些?
答:油田上测原油的密度,可根据密度值判断原油的成分和类型。可计算出容器中原油的质量。在原油储运及使用过程中,根据密度值采取相应的措施。
12、原油密度大小,反映原油的成分有哪些变化?
答:一般地说:密度小的原油,含有较多的汽、煤、柴油。而密度大的原油胶质,沥青质或高沸点馏分含量就多。
13、分析地层原油的物理性质,一般应录取哪些项基本参数?
答:分析地层原油的物理性质,应录取饱和压力、原始溶解气油比、原油密度和相对密度、原油粘度、原油凝固点、原油体积系数、原油收缩率、原油压缩系数、溶解系数。
14、什么叫原油的粘度?它的主要影响因素是什么?
答:原油的粘度,表示石油的粘稠程度,即流体层之间的相对运动的内摩擦力,一般为2~1000Pa•s,影响原油粘度的因素有馏分组成,温度和压力等。轻质馏分含量多其粘度小,含重馏分及胶质,沥青质多则其粘度大。温度升高、粘度会急剧下降;压力升高石油的粘度增大,但当有游离气存在时,压力增高,石油中的溶解气量增加,粘度降低。
15、什么叫原油的凝固点?它与什么有关?
答:原油在规定条件下冷却至停止移动时的最高温度,这一温度值就是原油的凝固点。它的大小与石油中高分子化合物含量多少有关。尤其是石蜡的的含量密切相关,即含量越高,凝固点越高。(见下表)
我国部分油田石油含蜡量及凝固点
大庆 高坪 玉门 克拉玛依 胜利 渤海
含蜡量% 28.7 12.1 8.3 2 17-30 21.6
凝固点℃ 32 -7 -18 -50 23-31 32
16、什么叫溶液?溶剂?溶质?
答:一种或一种以上的物质分散到另一种物质里,形成均一的稳定的混合物就叫溶液。能溶解其它物质的物质叫溶剂;被溶解的物质叫溶质。溶液是由溶剂和溶质组成的。
17、什么叫原油的溶解性?它的溶剂有哪些?
答:采出地面的原油具有易溶于有机溶剂的性质,叫原油的溶解性。它在碳氢化合物溶剂中都十分易溶解。溶剂如笨、香精、醚、三氯甲烷、二硫化碳、四氯化碳;在戊醇中难溶解;在纯乙醇只能有少部分被溶解。
18、什么是溶液的浓度?
答:一定量的溶液里所含溶质的量,叫做溶液的浓度。
19、什么是聚合物?
答:由一种单体经聚合(加聚)反应生成的物质就是聚合物。
20、什么是聚合物溶液浓度?它的单位表达式是什么?
答:聚合物溶液的浓度也叫聚合物溶液的含量,它是指一定体积的聚合物溶液中所含聚合物的质量。它的单位:mg/L(毫克/升)。
21、油田所注聚合物的名称是什么?它的分子结构表达式是什么?
答:聚合物的名称为聚丙烯酰胺,即PAM。化学分子结构式为
22、大庆油田测定聚合物浓度的方法有几种?
答:大庆油田驱油用的聚合物为部分水解聚丙稀酰胺,即HPAM,测定浓度的方法有:(1)淀粉一碘化镉显色法。测定原理:这种方法是PH值在3.5条件下,用Br2把聚合物中的酰胺基氧化为N—溴代酰胺,多余的Br2用甲酸钠除掉,生成的溴代物定量水解生成次溴酸,次溴酸定量地把I-氧化成I2,I-+I2结合为I3-离子,I3-与淀粉显色后,在分光光度计上进行显色测定。(2)浊度法。测定原理:聚合物在酸性溶液中与次氯酸纳反应,产生不溶物氯酸胺,使溶液混浊,其浊度值与聚合物溶液浓度成正比,由分光光度计或浊度计测定。
23、聚合物溶液粘度测定作用及测定时所使用仪器有哪些?
答:聚合物的粘度是注入过程中的一项重要指标,它标志着聚合物改善油水流度比的能力,使用仪器Brookfield型布氏粘度计,一般使用UL转子,电动搅伴器,分析天平,恒温水浴,烧杯,量筒,电吹风,吸液器。
24、聚合物一般和特殊性质分别指的是什么?
答:聚合物一般性质包括九项指标,分别是残余单体、固含量、粒度大小、分子量、水解度、粘度、筛网系数、过滤因子、溶解速度。特殊性质包括八项指标,分别是热稳定性、化学稳定性、盐敏性、剪切安定性、注入性、吸附量、阻力系数和残余阻力系数。
25、什么叫矿化度?它的作用是什么?
答:每升地层水中含盐总和的毫克数,叫矿化度。它是地层水综合分析以及判断注入水和油层水的一种重要的分析参数。大庆油田的地层水的矿化度为7000mg/L。注入水的矿化度为400~1000mg/L。采出污水矿化度为2500mg/L左右。
26、测定矿化度包括哪几项内容?
答:测定矿化度主要包括:碳酸根离子(CO32—)、碳酸氢根离子(HCO3-)、氯离子(Cl-)、硫酸根离子(SO42-)、钙离子(Ca2+)、镁离子(Mg2+)六项内容。
27、地层水矿化度对聚合物粘度有什么影响?
答:不同油田或同一油田的不同层位,地层水矿化度相差很大。由于聚合物本身具有盐敏性,随地层水矿化度的增加,聚合物溶液粘度大幅度下降。为保持聚合物溶液有较高的粘度和经济有效的角度考虑,地层水的矿化度应小于6000 mg/L。
第二章 采油井化验操作及现场资料应用
1、采油化验工的工作职责包括哪些内容:
答:采油化验工是油田开采过程中,使用化验仪器和设备对原油、天然气、油田水进行常规化验分析的工种。它的主要工作职责是化验分析、化验资料解释整理、化验成果上报、化验问题的反馈和现场验证化验成果。
2、采油井录取油样质量要求是什么?
答:采油井录取油样质量要求是:在规定的取样井号中取油样,要清楚记录采油井号、取样人、取样时间、分析化验时间、成果出报时间等。
3、采油井原油含水化验质量要求有哪些?
答:采油井原油含水化验的质量要求是:
(一)、取样操作规程及质量要求
(1)、取样桶要符合要求,有盖子,样桶内外干净,无水、砂、灰等杂物。
(2)自喷井在清蜡1h后可取样,机采井在热洗24h以后方可取样。
(3)取样时先放净死油,见新鲜油后,将样桶接上去,放至3/4样桶时关取样闸门,待油样里的泡逸出后,再继续取样,分三次取够所需量。
(4)盖好油样盖子,填好卡片,送交化验室。
(二)、化验操作规程及质量要求
蒸馏法
(1) 称样
① 含水在1%以下,称样100g。
② 含水在1%-10%,称样50g。
③ 含水在10%-30%,称样20g。
④ 含水在30%,以上称样10g。
(2) 清理和准备好所有仪器、工具及药品。
(3) 检查电路是否畅通安全。
(4) 预热油样温度不得超过40℃。
(5) 称油样准确度0.1g。
(6) 使用的溶剂(汽油),必须经脱水处理(用无水氯化钙)方可用作含水油样的溶剂。
(7) 含水测定仪必须按出厂编号配套使用。
(8) 含水测定仪安装必须符合要求。
(9) 蒸馏速度应控制液流每秒3-4滴。
(10) 记录读数,视线应与水面同一水平,读弯月面切点,读数准确到0.1ml。
(11) 冷却水温度应低于25℃。
(12) 两次平行测定,其读数不得超过接受器的一个刻度。
(13) 油样含水小于0.03%,确认为是含水痕迹。
(14) 如实整理填写化验记录和报表,及时上报资料室。
离心法
(1)称样(同蒸馏法)
(2)仪器操作
先开电源开关,拨好定时钟,开加热开关升温后再渐渐地开动调速器手柄,待转速表指针稳定后再调至3000-3500r/min,达到10min后,定时钟自动断电停,每次开毕后将调速手柄归零,关闭一切开关。
(3)含水分析操作
①将试样摇动5min,要混合均匀,粘稠的试样要预先加热不超过40℃。
②向预先洗净烘干的离心管称入摇均的试样,称准至0.1g。加破乳剂后,在水浴锅中加热至50℃,混合均匀。
③将离心试管装入离心机里,在离心机停止后读出水和杂质数,读准达到0.01mL,再转10min又读出第二次读数,两次读数完全一样为止。
(4)计算
试样的水分重量百分数含量X按下式计算:
X=V/G×100%
式中V—在离心试管中水的体积,mL;
G—试样重量,g。
(5)精确度
①两次测定中水的体积差数,不应超过离心试管一个刻度,然后取平行测定的两个结果的算数平均值,做为试样水分。
②试样的水分少于0.03%认为是痕迹。
③离心试管读出的水分含量中如有杂质沉淀,应改变公式。即
X=(V-V杂)/G×100%
沉淀杂质小于0.03%,可忽略不计。
(三)、化验含水用值要求及复取样规定
(1) 正常见水井每5天取样一次(与量油同时进行),进行含水化验分析,含水在40%以上,前后两次化验含水波动超过±5%者;含水在40%以下,化验含水波动超过±3%者,均需重新取样,找出波动原因。
(2)未见水井每月取样一次,有见水预兆时,每10天取样一次,进行含水化验。发现油井有含水痕迹后,每5天取样一次,进行含水化验。
(3)含水变化超过规定范围,应连续取样3天进行含水化验,取与上次含水用值较接近的资料用值。
(4)措施井、新投产井开井后,应连续取样7天进行含水化验,含水值稳定后,可按正常井进行取样。
4、采油井采出液浓度化验操作步骤、质量要求有哪些?
答:采出液浓度化验操作步骤:聚丙烯酰胺标准溶液的配制、标准曲线的制作、浓度的测定。
聚丙烯酰胺标准溶液的配制
配制方法:根据固含量,准确称取定量的PAM试样,在烧杯中放入根据试样重计算的水量,开动叶片搅拌器,并调节搅拌速度,使水形成漩涡,慢慢把试样撒入漩涡壁,搅拌10分钟,再在200r/min的转速下搅拌至少1小时。
聚丙烯酰胺溶液浓度标准工作曲线的制作
(一)标准溶液的配制
(1) 用未见聚合物的采出水或模拟采出水配制1000mg/L的聚丙烯酰胺标准溶液。
(2) 用蒸馏水稀释至10mg/L备用。
(二)标准工作曲线的制作步聚
(1)分别取0、1、3、5、10、15、20、25、10mg/L的标准聚合物溶液于50ml容量瓶中,加蒸馏水至30ml左右。
(2)加入5ml缓冲液(每次加药后都要摇匀)。
(3)加入1ml饱和溴水,反应15分钟。
(4)加入5ml 1%甲酸钠溶液反应5分钟。
(5)加入5ml淀粉—碘化镉试剂,然后用蒸馏水稀释至刻度,反应15分钟后,用分光光度计(使用方法见说明书)在波长580nm下,使用光程0.5cm比色皿,以蒸馏水为参比液,测定各检测液的吸光值,建立浓度与吸光值回归直线方程,即聚丙烯酰胺溶液浓度标准工作曲线:y=Bx+A
式中:y-吸光值;
x-浓度,单位mg/l;
A.B-回归系数。
聚合物溶液浓度的测定
方法(一)
淀粉—碘化镉比色法是适用于微量PAM的测定,而我们在现场实际分析样品时,浓度都很高,在注入过程中聚合物溶液浓度高达1000—5000mg/l,因此0在测定之前存在一个稀释问题,即使稀释后样品测定点落于标准工作曲线线性范围内,然后将从标准曲线查出的浓度值乘上稀释的倍数,方可得到实际测定的浓度。
对于采出液中的游离水需先用滤纸过滤至澄清,然后进行稀释,由于采出液浓度没有一个固定的范围,这就需要我们摸索出规律,根据上次所取的量来判断该次量,当稀释后测样不成功时,需另外重做。
(一)、打开分光光度计电源开关,预热。
(二)、药品的加入
1、 加入5ml缓冲液摇匀。
2、 加入1ml饱和溴水、摇匀,反应15分钟。
3、 加入5 ml1%甲酸钠,摇匀,反应5分钟。
4、 加入5ml淀粉—碘化镉试剂,摇匀,用蒸馏水稀释至刻线,反应15分钟。
(三)、比色
1、 将分光光度计上波长调至580nm处。
2、 将第一个比色皿内装入蒸馏水作参比液,比色皿要用镜头纸擦净。
3、 将反应15分钟后的样品倒入0.5cm比色皿中,进行比色。
4、 读取吸光值(每次先用蒸馏水调零)。
(四)、按下式计算:
C=KA+b
式中:C—聚合物浓度,mg/L;
K—标准曲线斜率;
A—聚合物溶液吸光值;
b—标准曲线截距;
方法(二)
浊度法:
(一)测定步骤:
(1)用移液管吸取5ml稀释好的试样溶液加入150ml锥形瓶中。
(2)用移液管吸取10ml醋酸溶液加入锥形瓶中,振荡,放置2min。
(3)用移液管吸取10ml氯酸钠溶液加入锥形瓶内,振荡,放置15-20min。
(4)用分光光度计在470nm下测其吸光值。
(5)参比溶液:5ml水+10ml醋酸+10ml次氯酸钠。
(6)按下式计算:
C—(KA+b)N
式中:C—聚合物浓度;
K—标准曲线斜率;
A—聚合物溶液吸光值;
B—标准曲线截距;
N—聚合物溶液稀释倍数。
5、采出井采出液粘度化验操作步骤、质量要求有哪些?
答:(一)采出井采出液粘度化验操作步骤
(1)、打开电源开关,出现Brookfied DVII+ RV Visoometer。
(2)、这时不需按任何键,一会儿,这个显示将被清除,并出现Remove spindle press any key。
(3)、移走转子并按任意键后,DV—II+开始闪烁进行自动调零,大约15秒钟后,显示Replace spindle Press any key 。
(4)、这时只需按任意键就会出现DV—II+缺省屏幕显示为%0.0 SPO1 0.0 PRM20.9℃。
(5)、按“select spindle”键,并立即按“↑”或“↓”键,选择转子代码后再按select spindle 键,转子代码输入完毕。
(6)、按“SET SPEED ”键后立即按“↑”或“↓”键,选择测试样品所需的转速后再按“SET SPEED”键,转速输入完毕。
(7)、按“SELECT DISPLAY”键,选择CP后即可关闭马达,倒入16ml样品于测量杯中,降下测量头,调平仪器,在45℃条件下测样,当读数稳定时,记下粘度值,并标明转速。
6、大庆油田,注水驱油采油井化验资料全准的内容、要求包括哪些?
答:大庆油田对注水驱油采油井化验含水资料全准确定以下要求:①取样一律在井口取,先放空,见新液后,一桶样分3次取完,每桶样量必须取够1/2至2/3。②见水油井每五天取样一次(每月至少与量油同步进行一次),进行含水化验分析。措施后取样与量油同步进行。③含水化验资料的采用取样后,含水化验值可滞后一天采用。④含水≥40%,前后两次化验含水波动不超过±5%;含水﹤40%,化验含水波动不超过±10%。若化验含水值超过波动范围必须重新取样,至少3个,取接近上次化验扣水值计算产量。对含水化验值变化大,只要原因清楚,亦可采用。⑤未见水油井每月取样一次,发现油井有含水痕迹后,每五天取样一次,进行含水化验分析。⑥对掺水井,井口掺水阀必须要关严,停掺20分钟才能取样。掺水阀如关不严,必须关计量间单井掺水闸门,然后方可进行取样。
7、大庆油田,聚合物驱油采油井化验资料全准的内容、要求包括哪些?
答:大庆油田聚合物驱油采油井化验资料内容包括:同于注水驱油的原油含水化验,采出液浓度、粘度化验采出水的矿化度化验。全准要求:①聚合物驱采油井在水驱空白和后续水驱阶段的含水化验资料全准同水驱采油井含水资料全准要求相同。②聚合物驱采油井在见效后加密取样,每三天取样一次进行含水化验分析,含水上升超过5%必须连续取样,含水处于下降阶段的井,含水资料应按化验资料采用。如果含水出现不正常的上升,必须连续取样,取中间样值计算产量。③采出液聚合物含量,(浓度、粘度)每月三次,每两次间隔不少于七天。与原油含水取样化验同步。④采出液浓度波动范围:浓度低于100mg/L时,正常波动范围为±50%,浓度100-200mg/L,正常波动范围±30%,采出液浓度200-300mg/L,正常波动范围为±20%,采出液浓度大于300mg/L,正常波动范围为±15%。超过正常波动范围,必须重新取样,至少三个,取中间值。⑤采出水的矿化度每月一次。
8、大庆油田对聚合物采出液浓度化验方法采用,共提出哪些具体要求?
答:大庆油田对采出液中聚合物浓度化验方法提出:浓度低于100mg/L时,一般采用淀粉—碘化镉法进行测定;浓度高于100mg/L时,一般采用浊度法进行测定