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關鍵詞:石油化工 工藝 安全性 危險因素
石油化工設備產油主體為石油裂解加工,且石油化生產裝置主體為化工原料,化工設備中的很多工藝介質都屬于有毒物質,同時還具有易爆、易燃的特征。因此在石油化工生產中必須重視工藝設備的安全性,但現階段我國石油化工生產中存在一定的危險因素,本文即針對石油化工工藝中所存在的危險性因素,對其安全性工藝技術進行分析與探討。
一、管線試壓工藝技術
1.準備工作
通常大型石油化工設備中的管線系統有多種,管線走向也比較復雜。因此,為保證試壓工作有效實施,需要充分做好管線試壓相關準備工作。對石油化工管線進行試壓前,一定要根據工藝流程圖認真編制試壓方案,并對具體試壓流程予以充分明確,根據要求對具體試壓方法、介質、安全技術措施及步驟等予以確定。
2.管線完整性檢查
對管線完整性進行檢查時管線試壓前的必備工作,凡是未檢查管線完整性而確認合格的設備均禁止實施管線試壓試驗。檢查管線完整性的主要依據是管道系統圖、管道平面圖、管道剖面圖、管道支架圖、管道試壓系統圖等。此外,檢查管線完整性主要有三種檢查方法,即:a.管線施工組根據設計圖紙對所施工管線實施自行檢查;b.具體施工技術人員逐條復檢每條試壓管線;c.試壓系統中,依照設計圖紙對管線檢查完畢后,再由業主和相關質檢部門對所有管線進行終檢。對管線完整性內容進行檢查內容包括軟件與硬件。
3.物資準備
一般可將管線試壓介質進行兩種類型的劃分,即:液體與氣體。通常液體采用純水、水及潔凈水等;而氣體則采用干燥無油空氣、空氣以及氮氣等,因此,如果對管線沒有其它特殊要求,一般試壓介質均會對水進行選用。由于試壓工作具有一定危險性,因此,試壓工作實施前,應該確保物質準備充分,具體包括保養維護、安全監察管線試壓設備、進場布置等;采用儀表與儀器等檢查、安裝、校驗各種管線試壓;實施試壓前,必須充分準備好螺栓、盲板、螺母、墊片等材料;采用設備、閥門、流量計、安全閥、管件、儀表等隔離措施;管線試壓時,做好充分的現場布置、物資供應等相關工作。
4.管線壓力試驗
通常情況下,試驗內管線壓力相等于設計管線壓力的2倍,所以,若設計管道溫度高于試驗溫度,管線試驗壓力和公式Ps=1.5δ 1/δ 2δ 1/δ2>6.5相符合的情況下,取值為6.5;若在試驗溫度情況下,Ps產生大于屈服強度應力時,一定要降低管線試驗壓力,使其低于最高去強度試驗壓力。此外,在對管線強度試驗中氣壓進行設定時,如果管線強度試驗與設計標準相符合,則應該降低管線試驗壓力,降至等同于氣密性試驗壓力,并穩壓半小時,如果無壓降、無泄漏現象則為合格。
二、管道工藝技術
1.容器和塔的管線設計
必須對工藝原理進行嚴格遵循,合理布置容器和塔,在管線布置汽提塔與分餾塔時,通常會將調節閥組設置在分餾塔與汽提塔之間,保證所安汽提塔和調節閥組相接近,同時保證調節閥前液柱足量。在布置回流管和分餾塔間的管線時,如果通過熱旁路對分餾塔塔頂壓力進行控制,必須保證熱旁路短,而且避免產生袋形,且調節閥的位置應給設計于回流管之上。在布置氣液兩相流管道的過程中,調節閥在管道中必須盡可能與接收介質的容器相接近,以確保管道壓降頻率下降,避免管道振動。因此,要防治對管線進行隨意布放。
2.泵的管線設計
在石油化工生產中應用泵入口偏心異徑管,對泵吸入管道進行合理設置,是確保泵可以正常、安全工作的關鍵。如果泵人口管系統發生變徑的情況,應該采用偏心大小頭防治變徑處堆積氣體,對偏心異徑管進行正確安裝的方法為:通常采用項平對偏心異徑管進行安裝,如果異徑管和彎頭為直連狀態,應該對其進行底平安裝。此安裝方式能夠有效節省低點排液。對泵入口管線進行布置時,一定要對以下兩大因素進行考慮:①設置泵的入口管支架。例如,泵進口位于一側,那么泵入口管支架必須是可調試性的,而且還要保證閥門與入口管位于石油化工生產泵的側前方;②氣阻。防止進泵管線發生氣阻現象。雖然管線布置符合所設計的工藝流程圖,然而,也會局部同樣會產生氣阻,也會對泵的正常運行產生嚴重影響。
3.冷換設備管線設計
①安裝凈距。在石油化工生產過程中,為便于設備檢修,必須確保換熱器閥門法蘭、設備封頭、進出口管線之間距離適當,通常設定螺栓拆卸凈距大約為300mm;②冷換設備。因為冷水走管程是從下部進入,上部排出,所以,如果供水發生故障,而換熱器中積存大量水分,所以不會導致冷換設備排空;③熱應力。通常換熱器固定點位于管箱端,所有與封頭管嘴相連接的管道,都要對其由于換熱器熱脹而影響位移的因素予以充分考慮。
三、結語
從標本兼治角度分析,石油化工設備的質量在很大程度上影響著石油化工的安全生產,安全設計石油化工設備是避免發生爆炸、火災等事故的重要工作。因此在石油化工生產中,一定要對工藝管道安裝質量進行嚴格控制,避免管道泄漏。在安裝石油化工工藝管線時,對法蘭連接密閉性與焊縫質量進行檢驗,做好石油化工生產管線試壓工作,以提高工藝設備的安全性,實現安全生產。
參考文獻:
[關鍵詞]鋁電解煙氣、凈化系統、凈化效率。
中圖分類號:TF821 文獻標識碼:A 文章編號:1009-914X(2016)03-0048-01
1 前言
我國鋁電解工業自上世紀七十年代末,隨引進日輕160kA預焙槽技術一起引進了鋁電解煙氣干法凈化工藝技術,其主體技術裝備采用脈沖反吹風小型袋式除塵器。上世紀八十年代中期,引進法國大風公司的低壓反吹風菱形大布袋除塵器陽極焙燒爐煙氣凈化技術,并移植到電解煙氣凈化系統。自此,低壓反吹風菱型大布袋除塵器技術被廣泛用于鋁電解煙氣干法凈化系統。
而隨著中國鋁工業的快速發展,電解鋁工業污染物對環境的危害問題日益凸顯,因此,國家對鋁工業污染的排放標準也在不斷提高。為響應國家對于鋁工業節能、減排、降耗的號召,在綜合分析國內外先進的鋁電解煙氣凈化技術的基礎上,東北大學設計研究院針對新鮮氧化鋁和載氟氧化鋁的反應特性,推出了兩段逆流煙氣干法凈化工藝技術。
2 現有凈化技術簡介
經過近幾十年的發展,我國電解鋁行業現在通行的電解煙氣凈化技術分為三種,分別為傳統一段凈化技術、傳統兩段凈化技術和兩段逆流凈化技術。
2.1 傳統一段凈化技術
該技術中新鮮氧化鋁和載氟氧化鋁同時通過反應器(文丘里、VRI、管道)加入到除塵器前的上升煙道內,新鮮氧化鋁、載氟氧化鋁和含氟氣體進行吸附反應,并一起進入除塵器箱體內,經過除塵器布袋進行氣固分離。分離后的氣體通過風機和煙囪排入大氣,分離下的載氟氧化鋁一部分進入載氟氧化鋁倉供生產使用,另一部分進入除塵器前的上升煙道繼續進行吸附反應。
2.2 傳統兩段凈化技術
該技術中新鮮氧化鋁和載氟氧化鋁分別加入到除塵器的進風管道中,首先在反應器上游管路約20米處加入載氟氧化鋁,其次在反應器內加新鮮氧化鋁,完成反應后的載氟氧化鋁通過布袋進行氣固分離。同樣,分離后的氣體通過風機和煙囪排入大氣,分離下的載氟氧化鋁一部分進入載氟氧化鋁倉供生產使用,另一部分進入系統繼續進行吸附反應。
2.3 兩段逆流凈化技術
該技術中新鮮氧化鋁首先噴入布袋的底部,與動力分離器來的低濃度煙氣進行二次吸附反應,然后通過布袋進行氣固分離,分離下來完成一次吸附反應的載氟氧化鋁由循環系統加入除塵器前的上升煙道,與高氟化氫濃度的煙氣進入動力分離器進行一次吸附反應,完成再次吸附反應后的載氟氧化鋁70%以上被煙氣流動產生的動力分離出來,經載氟氧化鋁輸送系統送往電解車間,低氟化氫和粉塵濃度的煙氣進入布袋室進行二次吸附反應和氣固分離,這樣既提高了煙氣凈化效率,又降低了袋濾系統的氣固分離負荷和系統動力消耗。
3 技術性能比較
由以上內容可知,傳統一段凈化和傳統兩段凈化工藝流程,其本質的特點都是新鮮氧化鋁和載氟氧化鋁完成吸附反應后均一起進入布袋除塵器,進行氣固分離。而兩段逆流凈化技術中,完成兩次吸附反應的載氟氧化鋁和煙氣在進入除塵器箱體前進行了氣固分離,這在本質上決定了三種凈化技術的區別。
3.1傳統一段與兩段凈化工藝技術缺陷
通過分析傳統一段和兩段電解煙氣凈化系統工藝及其技術裝備水平的現狀和運行狀況,可知傳統煙氣干法凈化系統的主要問題如下:
(1)HF氣體吸附不充分
* 新鮮氧化鋁和載氟氧化鋁都是通過管道反應器以股狀形式加入到排煙管道中,伴隨煙氣高速流動,不能與煙氣進行充分混合,氧化鋁吸附性能降低。
* 新鮮氧化鋁先加入到排煙管道中,與高HF濃度的煙氣進行吸附反應,再加入可能已經完成多次反應的過吸附載氟氧化鋁進行吸附反應,未合理利用氧化鋁的吸附能力。
(2)氧化鋁破損率高
* 新鮮氧化鋁和載氟氧化鋁都被加入到速度約為18m/s的煙氣管道中,并隨煙氣高速運行約40m的距離,致使氧化鋁破損率較高。
* 貯倉中的載氟氧化鋁一部分進入超濃相輸送系統,另一部分進入管道反應器參與吸附反應。參與吸附反應后的氧化鋁經過除塵器過濾后,被氣提送入貯倉,有可能再被加入到管道中進行吸附反應。因此,沒有預分離裝置的凈化系統,氧化鋁存在多次無功死循環,導致粉化嚴重。
據有關資料報道,細化的氧化鋁會降低電解槽電流效率1%左右。
(3)除塵器布袋負荷大
* 新鮮氧化鋁和載氟氧化鋁完成吸附反應后,同時進入除塵器,使煙氣中粉塵濃度太高,從而加大除塵器粉塵處理量,增加布袋負荷;
* 因無預分離裝置的凈化系統存在氧化鋁多次循環,容易出現過吸附、粘度較大的氧化鋁附著在布袋上,增大布袋過濾阻力,造成布袋清灰困難。
3.2 兩段逆流凈化工藝技術優勢
而東大院開發的“兩段逆流煙氣干法凈化工藝技術”因采用了煙氣與粉塵的預分離技術,具備如下優勢:
(1)改變除塵器濾餅主要成分
新鮮氧化鋁從灰斗底部噴入除塵器箱體,在布袋上形成濾餅。
(2)降低無功死循環
在氣固兩相流由上升煙道進入除塵器前,經過動力分離器的預分離,使大部分粉塵直接進入下游的輸送溜槽,降低粉塵濃度,改善除塵器過濾負荷。同時降低物料在凈化系統中的無功死循環,從而降低氧化鋁的破損率。
(3)合理利用氧化鋁的吸附性能
用載氟氧化鋁在上升煙道內與高濃度的含氟煙氣反應,用新鮮氧化鋁在灰斗內與低濃度的含氟煙氣進行吸附反應。
下表列出了320KA鋁電解槽系列采用傳統煙氣干法凈化系統和新型兩段逆流煙氣干法凈化系統,凈化后煙氣中污染物的排放濃度。
由表1可以看出,傳統煙氣凈化工藝和新型煙氣凈化工藝,煙氣凈化效果相差懸殊。
4 結論
由此可知,新型凈化技術與傳統凈化技術相比,既提高了煙氣凈化效率,又降低了袋濾系統的氣固分離負荷和系統動力消耗。因此,采用兩段逆流煙氣干法凈化技術,將可以保證凈化系統排放的氟化物和粉塵滿足國家最新的鋁工業污染物排放標準的要求。
并且,兩段逆流煙氣干法凈化技術在降低污染物排放量的同時,增加了氟化物回收率,積極響應了國家達標排放、節能降耗的號召,也為電解鋁廠煙氣凈化系統的新建和改造提供了更好的技術路線。
參考文獻
關鍵詞:醋酸工藝 技術分析 甲醇
甲醇是基礎有機化工生產的原料和產品,而且在變壓吸附制氫、情節燃料和生物技術等領域有著非常廣闊的應用前景。醋酸是一種非常重要的化工產品和化學中間體,可以用于生產多種下游的有機產品,與此同時也可以用作非常好的溶劑。發展大型煤制甲醇并且進行深度的加工,是煤化工業發展的必經道路之一。本文將以國內某個公司的實際生產流程為例子,對于所涉及的氣化、凈化、甲醇合成、醋酸合成、空分和CO分離技術進行細致的討論和分析。
一、生產流程概述
煤和空分的氧氣在氣化爐中制造得出了一氧化碳、氫氣和含量很高的粗煤氣。出氣爐中的粗煤氣的成為有三種:第一種是經過水蒸氣的變換,將部分的一氧化碳轉化成氫氣,合成甲醇合成時需要的氫碳比。第二種是和另一種粗煤氣混合,經過加熱和回收以后進入到凈化的程序中,將多出來的二氧化碳和硫化物脫除以后,就可以得到今春合成原料氣,合成后的粗甲醇精制過后就是甲醇產品。第三種是粗煤氣經過加熱回收和凈化之后,將分離出來的一氧化碳作為合成醋酸的原料氣,然后一氧化碳和精甲醇在催化劑的作用下合成了醋酸的原型,精制以后就可以得到醋酸產品。
二、關鍵技術的分析
1.氣化工藝的分析
目前一些大型的煤氣化技術中,最具代表性的有Shell粉煤加壓氣化、Texaco水煤漿氣化、Lurgi移動床加壓氣化和國內多噴嘴對置式水煤漿氣化技術四種。Texaco氣化技術和多噴嘴對置式新型氣化技術單臺爐的處理煤量很大,合成氣中的有效氣體(一氧化碳和氫氣)含量非常高,惰性組的成分很少,非常適合生產甲醇的原料氣,而且煤種的只用范圍非常寬泛,環境污染很小,投資的資金也很低廉。假如說我們按照年產20萬噸的醋酸汁和20萬噸的甲醇,那么合成氣中的氫氣和一氧化碳的比例為1.50。而Texaco及多噴嘴技術約為0.80,Shell的比例為0.50,因此采用Texaco和多噴嘴新型氣化技術可以很好的減少變化的負荷,而且可以避免氮氣含量過高對后系統的影響。
多噴嘴對置式水煤漿氣化技術是世界上最先進的氣流床氣化技術之一,多年來,經過科研、設計和生產等多個環節的技術攻關,技術日臻成熟,在國內已大量應用于工業化生產,同時該技術已走出國門,為美國一家石化公司提供氣化技術。該技術將城市煤氣、潔凈發電和供熱、液體燃料等清潔能源產品的生產與碳化學深加工相結合,尤其適用于生產開發甲醇、甲醛、甲胺等碳一系列產品,以及醋酸、二甲醚、DMF、DMC、合成油等一系列產品,從而形成以水煤漿氣化為樹干的產品樹。
2.凈化工藝的分析
采用水煤漿氣化生產的粗煤氣當中,除了含有一氧化碳、二氧化碳和氫氣之外,還有少量的氮氣、二氧化氫以及微量的氨、氯等成分。氯、重金屬和硫化物等都是必須去除的有毒氣體。從國內外煤氣化裝置采用的脫除酸性氣體的工藝技術來看,低溫甲醇洗工藝和NHD工藝是較為常見的工藝技術。兩種工藝技術都屬于物理吸收法。低溫甲醇洗工藝在國外主要有魯奇和林德兩種工藝流程,而且兩者在基本的原理上沒有太大的差別,而且技術方面都已經成熟,但是專利技術和設備的設計方面還是各具特色的。國內大連理工大學經過將近25年的研究,研究出了具有自主知識產權的低溫甲醇洗工藝。這項技術采用的是六塔流程,和林德的工藝非常相近。但是設備的投資量和冷負荷都比林德工藝低13%左右。所以,采用國內的低溫甲醇工藝技術將合成氣凈化,更加經濟
3.甲醇合成工藝的分析
甲醇合成工藝的核心技術是甲醇合成反應器,國外合成的反應器多種多樣,已經形成了適應各種要求的系列產品。國內自主研發方面,主要負責的公司是杭州林達化工技術工程公司的低壓均溫合成甲醇反應器,和華東理工大學的低壓甲醇反應器兩種。目前國內外在建的和生產的甲醇裝置大部分采用的是低壓法技術。低壓法和中高壓法相比較,具有耗能低、成本低和產品質量優秀等特點。上海的焦化有限公司在20萬噸的甲醇設備中,運用的工藝技術就是華東理工大學設計的合成塔,而且已經建成投產使用數十年之久,設備的運行狀況一切正常。所以,選用低壓法的絕熱-管殼外冷復合型列管式合成塔(華東理工大學設計方案)進行甲醇的合成,是非常適合、經濟的工藝技術。
4.醋酸工藝的分析
甲醇低壓羰基合成醋酸技術是當前最先進的醋酸生產工藝,主要工藝路線包括:美國孟山都公司的甲醇低壓羰基合成醋酸工藝技術、英國BP公司的Cativa甲醇羰基合成醋酸工藝技術、美國塞拉尼斯公司的AO工藝、我國西南化工研究設計院開發的蒸發流程等。自主知識產權的醋酸生產工藝技術已經在國內兗礦、天堿等企業成功使用,目前國內企業正著力于新工藝的技術改造,單套裝置產能不斷提升,消耗與成本有效降低,生產技術日趨完善提升。
5.CO分離工藝的分析
粗煤氣的凈化中有部分需要分離出一氧化碳成為合成醋酸的原料氣,而目前的分離方法有深冷分離法和變壓吸附法兩種。第一種:深冷分離法。這項工藝可靠、成熟,而且工藝極其簡單,占地面積小,可以同時制造兩種以上的高純度氣體,非常適合高壓環境下對一氧化碳的分離。但是唯一的缺點就是必須去除原料氣中二氧化碳和水,而且要求的密度標準非常苛刻。第二種:變壓吸附法。可以在環境溫度下面進行,但是缺點非常明顯。第一,分離過程非常復雜,需要兩套PSA的設備,才可以把一氧化碳的純度提高到95%,而且回收率是65%,因為裝置PSA設備規模受到一定的限制。第二,對原料氣的要求也很高。當原料氣中體積分數達到1.2%的時候,一氧化碳的純度最多達到95%。如果原料氣中的一氧化碳濃度很低的話,那么相對應的回收率也會降低。兩種方法相比較,如果粗煤氣采用的是低溫甲醇洗法凈化的話,而且采用深冷法進行一氧化碳的分離,效果會更加顯著
總結:煤制甲醇聯產醋酸是煤用作清潔劑的重要途徑之一,在煤炭及其豐富的地區建立這個項目,不單單可以合理的利用現有的資源,還可以帶動地方經濟的高速發展。本文通過對氣化、凈化、甲醇合成、醋酸合成、空分和CO分離等一些關鍵技術分析,以及國內外相互對比的結果可以看出來,國外的技術遠早于國內的技術,而且已經相當成熟。但是國內的發展也非常迅速,許多關鍵性的技術已經成熟,而且得到了工業化應用的認可。所以,在選擇相關工藝技術的時候,建議企業結合地區資源的實際情況和特點,除了引進國外的先進設備以外,盡可能的使用國內已經成熟的工藝技術。
參考文獻
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【關鍵詞】灰巖油井 暫堵酸化 機理 工藝 典型井效果
【中圖分類號】TE34 【文獻標識碼】A 【文章編號】1009-9646(2008)09(a)-0240-02
任丘灰巖油藏儲層主要以縫洞為主、非均質性強、滲透性差異大,初期油井產量高,無水采油期較長、采出程度高;而油井一旦見水,含水上升速度快,實施增產措施難度較大。經過二十三年的開發生產,已進入后期開發階段,目前油藏存在著:綜合含水高(平均88%),水淹體積大 ,采出程度高;剩余可采儲量少(僅占可采儲量的4.6%左右);單井產油量低(是高產穩產期的5%,平均日產油6噸左右)。產水量高(平均單井日產水77m3);自然開采條件下高滲透出水縫洞對中低滲透性出油縫洞干擾嚴重,導致中低滲透性出油縫洞的生產潛力難以發揮,加大了剩余油開采的難度。
通過鉆井取心資料表明油層裂縫寬度大于100μm的大裂縫基本水淹。50μm~100μm的中等裂縫發生水浸。小于50μm的小裂縫及孔隙含油狀況仍然較好。中小裂縫滲透性差。生產測試資料表明:在油井生產過程中,大裂縫和中小裂縫共存時,啟動壓差小,出水量大,干擾中低滲透性縫洞的出油能力。
為了解決這些問題,研制出了暫堵酸化工藝技術,控制高滲透性大裂縫的干擾,提高中小裂縫出油能力,取得了良好的挖潛效果。
1 暫堵酸化工藝的作用機理
采用粒徑范圍在30~100um之間的SHZ-1暫堵劑顆粒,按比例與清水配成具有懸浮性能的暫堵液,擠入地層,在低泵壓下顆粒首先進入高滲透層或大裂縫,形成架橋粒子,產生堆積現象,并軟化成為凝膠狀物質,逐步將大裂縫孔道堵死,形成暫堵段。在壓力逐步升高情況下,后續主體鹽酸液進入中低滲透縫洞,由于酸對巖石的溶蝕作用,擴大中低滲透性縫洞,疏通油氣通道,降低啟動壓差和滲流阻力,提高出油能力。在酸化過程中,由于SHZ-1暫堵劑是油溶性的,不溶于水和酸,進入水淹大裂縫后,不僅起到暫堵作用,而且具有堵水作用;若進入油水同出的大裂縫或油層,暫堵劑逐步被原油溶解,隨油排出。
2 SHZ-1暫堵劑及酸液的組成
(1)SHZ-1暫堵劑組成:主劑3~8%;添加劑0.1~0.2%。(2)酸液組成:鹽酸15%;緩蝕劑2~3%;活性劑0.5%;鐵離子穩定劑2%
3 暫堵劑性能試驗研究
3.1 主要試劑及儀器
3.1.1 主要試劑
SHZ-1暫堵劑主劑 工業品
添加劑 自制
鹽酸工業品
緩蝕劑 工業品
活性劑工業品
鐵離子穩定劑 工業品
3.1.2 主要儀器
萬分之一分析天平、臺架天平、恒溫箱
3.2 計算方法
3.2.1 溶蝕率計算
η=(1)
式中G1――放入酸前暫堵劑的重量,g
G2――酸溶解晾干后暫堵劑的重量,g
3.2.2 油溶解率計算:
η1= (2)
式中
W1――用油溶解前暫堵劑的重量,g
W2――油溶解后暫堵劑的重量,g
3.3 室內試驗
3.3.1 耐酸穩定性試驗
方法:用濃度為15%的鹽酸按配方配制成酸液,取酸液30mL放入不銹鋼筒內,再加入5克左右暫堵劑顆粒搖勻。將不銹鋼筒密封后,置于恒溫箱內,溫度調至100℃(地層溫度)恒溫20小時取出,開蓋,用濾紙濾出暫堵劑顆粒,用水洗凈,晾干顆粒,稱重結果見表1。
從表1可以看出,暫堵劑在酸中基本是不溶的,對鹽酸有較好的穩定性。
3.3.2 油溶性試驗
方法:取30mL煤油放入不銹鋼筒內,再取2克左右暫堵劑顆粒加入不銹鋼筒搖勻后密封。鋼筒放進恒溫箱,溫度調至100℃,恒溫20小時后取出鋼筒,開蓋,用濾紙濾出暫堵劑顆粒,用熱水洗凈,晾干顆粒,稱重結果見表2。
從表2可以看出,暫堵劑在煤油中的溶解能力較強。
3.3.3 軟化點試驗
方法:取100mL清水放入燒杯中,再取10克暫堵劑顆粒放入燒杯中。把燒杯放入恒溫箱內,恒溫2小時后觀察顆粒的狀態。共試驗三個樣其結果見表3。
從表3可以看出,暫堵劑在60℃時不軟化,100℃時軟化
4 現場施工工藝
4.1 選井原則
暫堵酸化工藝技術是碳酸鹽巖油井有效的增產措施。只有在合適的條件下才能最大限度地發揮其控水增油的作用,優化選井的主要原則是:
a經過生產剖面測試,油井的生產井段滲透性差異大,油氣顯示好,油氣層有一定的能量,而且產油剖面和供油半徑盡量大。
b過去采用化學堵水措施后日產油量增加不大的油井。
4.2 工作液用量的確定
4.2.1 暫堵劑用量的確定
用濃度5%―10%的鹽酸液(或清水)加入濃度為3%~8%的暫堵劑顆粒,添加劑0.1~0.2%。對于含水高,產液能力強的油井,考慮處理半徑一般在5m左右。對于含水較高而產液能力較弱的油井,考慮處理半徑一般在3m左右。使用量為每米油層0.5m3~1.0m3。
4.2.2 酸液用量的確定
如果儲層滲透率低,而且還有泥質等其它物質的堵塞,則考慮處理半徑大些,其用量也相對大些,反之處理半徑小,用量也小,一般用量為每米油層1.0m3~2.0m3。
4.2.3 頂替液量的確定
頂替液為清水,其用量是施工管柱內徑和地面管匯容積之和的1.2倍。
4.3 施工參數確定
4.3.1 施工泵壓的確定
注暫堵劑液和鹽酸處理液的泵壓,必須低于地層破裂壓力。即P泵〈P破-P液柱+P摩阻。一般當注暫堵劑的爬坡壓力達到8~12MPa時就應開始改注鹽酸處理液。
4.3.2 施工排量的確定
注入排量由施工壓力確定,注暫堵劑一般為0.15m3/min~0.4m3/min。注鹽酸處理液一般為0.2m3/min~0.5m3/min。
4.3.3 擠注方式
根據地層的裂縫發育狀況和井段大小,可進行籠統一級暫堵酸化施工,即一次將暫堵酸化劑擠入地層,也可進行籠統二級暫堵酸化施工,將暫堵酸化劑分兩次擠入地層。
5 典型井舉例
5.1 一級暫堵酸化技術施工舉例
任223井,生產井段為2946.0―2970.48米,油層厚度24.48米,該井在1995年進行了大型酸化增產措施,酸化后產量由12t升至23t,含水由56%升至71%,有效期78天,增油760t。1998-2001年期間曾進行了兩次有機堵水施工,兩年后堵劑失效,含水升至77.3,出水大孔道對中低滲透性出油縫洞干擾現象十分明顯,2003年1月2日對該井實施一級暫堵酸化技術施工。
采用的暫堵劑液和酸化處理液配方是:暫堵劑:清水30m3加入濃度為5%暫堵劑顆粒。
酸化處理液:濃度為15%―20% 鹽酸20 m3
任223井暫堵酸化施工P―t Q―t曲線見圖1、圖2
初期生產,產液123m3/d(其中產油31.3t/d)到2003年5月有效期106天,累計增油1200噸。取得理想增油效果。任丘碳酸鹽巖油藏暫堵酸化施工井效果對比見表4。
5.2 二級暫堵酸化施工
任斜1-7井生產井段為3084.62m-3112.0m裸眼井段。屬于非均質嚴重的類型。
施工中進行兩輪擠暫堵液和鹽酸處理液,第一輪擠暫堵劑液10.3m3,鹽酸處理液12.5 m3。第二輪擠暫堵劑液14.1m3,鹽酸處理液8.0m3。投產后有效期436天,累計增油7925噸,取得了十分理想的效果(見表4)。施工過程見圖3、圖4任斜1-7井二級暫堵酸化施工P-t Q-t曲線。
6 現場應用效果
2003年以來,暫堵酸化增產技術在任丘灰巖油藏油井已實施9口井,有效井8口,有效率88%。施工后初期生產,平均日增油8.6噸,到03年底12月份累計增油14062噸,平均單井增油1622噸,效果十分顯著。如任223井施工后含水由77.3%降至74.4%,任456井施工后含水由68.5%降至60%,任斜1-7井施工后含水由72.7%降至68.78%,任257井施工后含水由75.7%降至71.1%。暫堵酸化施工井效果對比見表4。
7 結論
(1)對任丘灰巖油藏采用暫堵酸化工藝技術增油效果顯著,是一種行之有效的挖潛措施。
(2)實施中二級暫堵酸化效果優于一級暫堵酸化效果。
(3)SHZ-1暫堵劑在酸化中不僅能起到暫堵作用,而且酸后還能起到堵水的作用。
參考文獻
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[2] 萬仁溥,羅英俊等編著.采油技術手冊.第九分冊.壓裂酸化工藝技術.北京:石油工業出版社,1993.1.
[3] 趙福麟編著.采油化學.石油大學出版社,1989.5.
【摘 要】現階段,我國的能源危機與環境危機日益嚴重,節能降耗技術的重要性與關鍵性逐漸成為生產領域重點關注的建設項目。新經濟形勢的大背景之下,我國化工領域若想進一步實現可持續發展,提升企業整體的經濟效益與社會效益,就應在進行實際生產的過程中,充分的引用節能降耗技術。這一技術的廣泛應用具有一定的社會價值與社會意義,有助于減少化工生產過程中的實際損失,強化化學轉化過程,提高重復利用效率,降低成產流程的整體損耗程度,進而提升化工工藝的管理。
【關鍵詞】化工工藝;節能降耗技術;應用
1.化工工藝節能降耗技術研究主體內容概述
結合化工生產過程的類型、工藝條件特點進行分析,可以發現,在進行化工工藝研究過程,要以整個化工生產過程中涉及到的主體條件的工藝條件參數為研究的中心,并以這些數據為設計的基礎性組成部分,進行對于化工生產過程的優化設計,保證化工生產過程維持在穩定的工作條件下。與此同時,結合化學反應轉化率為工業生產追求的核心內容的基礎上,控制化工工藝流程,并形成相應的優化工藝流程圖。與此同時,在實際的化學反應生產過程中,所進行的工藝研究還包括熱量衡算、質量衡算等設計內容,這也是進行化工節能降耗技術研究的基礎性組成部分。在這樣的研究背景下,為了充分的保證化工生產的節能降耗效果,就要從工藝條件的優化出發,形成系統化的研究體系,促進化工生產效率的提升。
與此同時,在進行化工工藝節能降耗技術的研究過程中,為了保證所選擇的化工工藝條件能夠滿足生產的需要,在保證化工生產效率的基礎上,實現對于化工生產過程成本的控制,要從以下幾個方面進行對于化工工藝節能降耗技術的研究 :首先,要對化工生產的原料組成部分進行分析研究,保證化工反應過程的原理組成處于最優化的設計比例,進而為后續的化工生產過程提供保證 ;其次,要針對設計好的化工工藝條件進行化學反應設備的優化設計,充分保證所設計的化工反應器和反應設備能夠滿足化工生產過程的需要 ;最后,要對化工生產過程的工藝參數進行有效的控制,保證其處于恰當的工作點,進而保證整個化工生產過程的高效率完成。
2. 淺析化工工藝生產中存在的諸多能源損耗問題
化工領域是現階段能源損耗相對較高的領域之一,已經逐漸引起了世界的廣泛關注。在進行化學工藝的生產環節,主要存在的問題是能源浪費與能源損耗問題。在進行化工工藝實際的生產過程中,由于各種不確定因素與不合理的元素導致能源損耗是難以避免的,因此能源損耗并沒有實現節能的最終目的。大部分的能源損耗是由于化工操作技術人員的操作不合理造成的,因此應進一步采用合理的措施進行強化研究,并且及時對相關的生產設施進行合理改進,避免在化工生產過程中出現不夠規范的操作方式,進而在一定程度上縮減化工工藝生產中出現的能源損耗,實現節能損耗的目標。
3.節能降耗技術措施的實行
3.1購置先進的技術設備
化工工藝產生的有毒物質無法進行清理,主要還是沒有先進的設備進行加工處理,因此,必須采用先進的生產技術和節能設備,這樣才能夠最大程度的降低化學物質對環境的影響。比如說,選擇符合要求、有質量保證的轉換器、空冷器、分流塔等機械設備,對整個加工工藝進行改裝調整,替換掉耗熱量大、耗電量強的設備,采用導熱性好、電阻小的機械材料進行加工工藝。只有在化工工藝實行前,對所有的設備做到節能環保,才能從根本上杜絕有害物質的產生,只要阻斷了其有害物質的生產口,徹底杜絕它的出現,保護環境的目標就實現了一大步。
3.2運用催化劑的活性
在化工工藝中,大部分的工藝反應都需要催化劑的幫助,選擇合適的催化劑,不但能夠加快物質的反應速度,提高物質的反應效率,還能夠大大降低對資源的消耗和降低有毒物質的產生。因此,一定要選擇合理優越的催化劑,通過不斷地研究和探索去發現更加節能的工藝技術,對整個生產工藝過程的環境進行改良。
3.3加強高科技化工工藝技術的使用
想要徹底使化工工藝不污染環境,除了做好后期的處理和選擇合適的反應化學物質之外,最重要的還是要不斷提高整個工藝的技術。對此,從事化工工藝管理操作的人員一定要摒棄保守的技術觀念,不斷吸收和借鑒國內外工藝的技術,在前任的技術上進行加工改良,突破當前化工工藝在生產技術上的障礙,獲取更加高科技的工藝技術,這樣才能從根本上避免化工工藝技術的弊端,不斷促進我國未來在此行業的經濟發展,同時達到保護環境的目的。
3.4加強監督管理工作
化工工藝雖然能夠產生很多的有害物質,但是它能夠污染環境,一方面是由于工業技術的不合理,另一方面則是由于缺乏相關人員對其后期處理的監督工作。對此,國家一定要通過法律法規,對化工工藝的后期排放進行明確規定,實行獎罰分明的監督政策。比如說,對亂排亂放的化工工廠進行罰款和征稅,對舉報不符標準的化工工廠群眾實行現金獎勵。只有化工工廠與人民群眾相互監督、相互配合,才能夠促進社會的有效運行,達到保護生態環境的目的。
3.5回收與利用余熱
一般狀況下,化工進行生產的過程中會產生大量的余熱,導致一些廢棄物直接飄散到大氣層中,不單單對能源不能進行充分的運用,并且導致嚴重的能源浪費現象,對環境的危害極大。在現階段的化工生產過程中,應將化工工藝不斷的完善,對其產生的熱能進行合理運用。因此,余熱在化工生產中被視為二次能源,從宏觀的角度而言,就是將其第一次能源轉化中釋放出來的能源,或者一些沒有被完全利用的能源進行重新利用,進而產生一定的價值。例如,在實際的化工工藝中,可以將釋放出的余熱進行全面的回收,例如可采用低溫位進行余熱回收。特別是可以對熱管泵技術的應用,能夠對余熱進行充分利用并回收,進而完成余熱回收的利用效率,達到有效縮減化工生產成本的最終目的。
3.6強化化工能源的管理水平
在進行化工工藝的實際利用過程中,能量的轉換與傳輸效率對化工企業的整體效益能夠造成一定的影響,經過實際的研究發現,如果進一步強化化工企業中能源管理制度,能夠全面提高化工企業的整體能源利用效率,有利于實現能源的降低損耗,進而有助于提升化工企業的整體經濟效益。化工企業的實際能源消耗在某種層面上主要是取決于企業管理能力、生產環境元素、社會經濟制度與技術能力等多種方面。
總之,現階段節能環保的觀念一直被社會所提倡,化工領域若想進一步實現可持續發展戰略,就應有效利用節能降耗技術,采用改進化工工藝技術、運用創新性化工設施、合理控制能源動力消耗、合理運用催化劑與阻垢劑、強化化工生產管理等方法,進一步完成化工a品生產過程中的能源降耗,進而確保化工企業在成產中實現可持續發展,強化化工企業的整體生產質量與經濟效益。因此國家與相關的化工企業應加大對節能降耗技術的重視程度,推動環保事業的發展。
參考文獻:
[1]李岳姝. 化工工藝中節能降耗技術的應用[J]. 化學工程與裝備,2015,(08):52-53.
[2]李志. 化工工藝中常見的節能降耗技術措施[J]. 科技創新與應用,2014,(09):51.
化工行業實屬高能耗損行業之一,目前已引起國際同行的廣泛關注。在化工產品的生產過程中,主要有能量浪費和能量耗損兩大問題。能量損耗多數是技術操作不規范等人為因素造成的,因此,可以通過加強對技術人員的設備操作訓練和對儀器設備的改造,來避免生產中各種不符合要求的操作,從而達到降低能源損耗的作用,取得節能降耗的效果。
2化工工藝中節能降耗技術措施
2.1技術升級、設備更新
在現代化工工藝的生產中,設備、技術與工藝是最基本的硬件條件,而傳統的設備、技術和工藝已漸漸地不能適應現代工藝發展的需要了,引進國內外先進的化工工藝、設備和技術是必然之趨勢。引用先進的工藝技術,能夠在生產過程中,使其能量損耗程度降至最低,節約成本,能夠獲取更大的經濟效益。因此,針對特定的化工工藝品,根據產品生產工藝本身的特性,可采用結晶分離技術或是短程蒸餾技術,將各個產品分開,在保證總能量控制一致的同時,優先采用操作簡便、節能連續、能量轉化率高的工藝進行生產,以實現最低的能量消耗。
2.2化工工藝的優化
通過對實際生產過程中的能耗問題進行分析可知,生產工藝是關鍵點,可以通過對其進行合理優化,并采取技術措施進行應對,來降低整個流程的能量消耗。主要表現在以下兩個方面:第一,推廣變頻調速。實踐證明,變頻節能調速的推廣使用是降低電能消耗非常行之有效的方法,通過變頻節能的動態調速,可以將傳統使用的工藝閥門進行靜態調節,并作進一步的改造和升級,使整個電機體系處于一個輸入和輸出的動態平衡狀態,大大降低了電能資源的耗損;第二,加強污水回收力度。在化工產品的生產過程中常常會產生大量的工業污水,而污水的任意排放不僅污染環境,也大大浪費水資源,因此,可利用先進的污水回收技術,將污水進行二次處理,提高水資源的利用效率的同時,還能避免水資源的浪費,即一方面要做好自身電能、熱能和水資源的回收率,另一方面充分利用生產過程中產生的的余熱和余壓。總之,要結合企業自身的具體狀況,節約用水,統一管理水資源,提高水資源的綜合利用率。
2.3阻垢劑節能
化工生產過程中,設備在長期使用后,易產生大量的污垢、化學殘留物等,導致設備的靈活性、加熱速度及生產效率等都大幅下降,因此合理的化工工藝是提高化工生產效率的關鍵。在化工生產工藝中應設置如下工藝:使用阻垢劑,對設備進行定期定時的去污和清理處理,保障生產的有序進行,并且根據設備的使用程度,設計清理頻率和清理程度。此外,化工生產過程中的能量耗損還與其它諸多因素相關,例如環境因素、經濟因素及化工生產管理水平等。總之,在化工生產過程中實施節能降耗技術的關鍵是進行完善的化工工藝管理,且需要引起企業各個部門的絕對重視,最好設置專門的節能降耗部門,對其進行監管,確保節能降耗措施的執行和落實。
2.4余熱的回收利用
通常,化工生產過程中產生的余熱作為廢棄物直接散發到空氣中,不僅未能實現能源充分利用,造成能源浪費,而且可能造成環境危害以及安全隱患。在現代化工生產中,需要設置合理的化工工藝,充分利用生產中的余熱。因此余熱又稱為二次能源,具體地講,現代工藝將它第一次能源轉化過程中所釋放出來的能源,或者未能完全利用的能量運用到下一道工序中。例如,在化學反應中,可以回收反應釋放的余熱,或者在材料預熱時,使用低溫位回收余熱。尤其是目前段熱管泵技術,可以充分利用回收余熱,實現余熱回收的有效利用,降低生產成本。
3化工工藝的管理
化工工藝的管理水平也是能否降低能耗的關鍵因素之一。因此,提高化工工藝的管理水平,對降低能耗至關重要。環境、管理、技術等多方面因素都與化工企業的能量損耗息息相關。在制定化工生產工藝中,需要重點關注節能,因此需要規范各種設備和流程的操作章程,并且制定合理的能耗限額以及節能、耗能相關的獎懲制度。此外,要協調各個設備的使用,結合實際情況,合理有效地組織生產和分配設備使用,避免設備在生產中超負荷運行,同時要建立完善的設備檢修維護制度,定時對設備進行檢修,對工藝進行改善,進一步減少化工能源損耗。
4結語
[關鍵詞]油田;分層壓裂;酸化;工藝;技術
中圖分類號:TE357.1 文獻標識碼:A 文章編號:1009-914X(2016)25-0029-01
油田試油技術在廣義上就是指試油施工的整個過程,其中包括了各方面的工藝技術例如:地層的測試、常規試油的工藝技術程序、試井測試和技術改造措施,這些工作全部是為了取得油田實際儲油參數而進行的,壓裂工藝技術以及酸化工藝技術,在中國石油集團渤海鉆探工程技術研究院的工作學習中,我對石油技術做過頗多分析,本文就針對油田分層壓裂酸化工藝技術展開探討,分析壓裂技術與酸化技術在我國油田種的應用、效果。
1.常規酸化工藝技術的分析
常規酸化工藝技術主要是利用了酸液來解決了注水井以及生產井井底周圍的污染,從而清除了裂縫或者空隙當中的堵塞物質,甚至擴大了地層的裂縫或控制,是一種能夠提高地層滲透率的工藝技術。
酸化工藝技術主要分為壓裂酸化工藝技術和基質酸化工藝技術兩種,但是這兩種的增產原理以及作用機理是完全不同的。壓裂酸化工藝技術是在天然界中的天然裂縫加寬、撐開并且延伸到更遠的地方,或者把巖石擠壓破從而形成新型的裂縫。同時,這種經過壓裂酸化之后的裂縫就會在酸巖反應的作用下,就會形成凹凸不平的巖石裂縫。在壓裂酸化施工之后就會形成槽油、溝油的流通道,從而提高了地層間的導流能力,改善了油氣井的滲流狀態,進一步提高了油氣井的生產量。
有一種普通鹽酸的酸化工藝技術又可以成為解堵酸化工藝技術,該技術能夠在低于破裂壓力的狀態下進行酸化的處理。根據常規酸化工藝技術的標準分析,該技術只能解除油氣井眼周圍的堵塞,一般情況下市使用15%到28%的鹽酸作為的添加劑。在施工的過程中可以通過普通鹽酸直接溶解鈣質類的堵塞物質以及鈣質膠結類、碳酸鹽類的巖石,從而可以解除堵塞物質,使得油氣的通道流通。這樣可以發展或者恢復地層的滲透能力,提高注水井中注水量以及油氣井的生產量。該技術具有成本低、工藝技術簡單并且對地層的溶解率比較好的優點。
2.壓裂技術與酸化技術的概述
2.1 壓裂技術
油田壓裂工藝技術應用上主要是壓力將地層壓開,形成裂縫并用支撐劑將它支撐起來,以減小流體流動阻力的增產、增注措施。壓裂液主要有前置液、攜砂液、頂替液組成的。壓裂的性能要求:黏度高,性好,濾失量小,低摩阻,對被壓裂的流體層無堵塞及損害,對流體礦無污染,熱穩定性及剪切穩定性能好、低殘渣、配伍性好、破膠迅速、貨源廣,便于配制,經濟合理。
2.2 酸化技術
酸化技術分為壓裂酸化工藝技術和基質酸化工藝技術兩種,主要是利用酸液解決生產井和注水井周圍污染問題,進一步的清除縫隙中的堵塞物質,達到擴大地層裂縫,提高滲透率的一種工藝技術。壓裂酸化技術指的是在酸化的基礎上壓裂,將天然裂縫加寬、擴大、延伸,或是通過壓裂巖石形成新的巖縫。形成之后的巖縫凹凸不平,在施工后形成槽油、溝油等流通道,改善了之前的汽油景田流滲狀況,提高產油量。還有一種普通鹽酸的酸化工藝稱之為解堵酸技術,用以壓裂壓力低于破裂壓力時的酸化處理的工藝。這種技術用途不如前類寬泛,只能解除汽油井眼周圍小范圍的堵塞,但該技術具有低成本、工藝技術操作簡單、對地層的溶解度高的優點;目前的酸化技術主要分為:酸洗酸化;解堵酸化;壓裂酸化。
3 壓裂技術與酸化技術的應用
3.1 現有油田的實際問題
油田儲層常表現為低滲、低孔、低壓、裂縫性難采油藏多等多種問題,而多層系開發的油田儲層剖面的非均質性嚴重,相比之下層間差異大,難以實現均衡改造,所有類似油井必須經過壓裂技術、酸化技術加以改造才能投入生產。
3.2 壓裂技術與酸化技術在油田中的應用與問題的解決
綜合探討國內外的分層壓裂技術,壓裂的主要作用是:造縫和攜砂。壓裂與地層巖石和油藏流體要配伍并且對支撐劑滲透率傷害最小。一般來說,壓裂體系主要包括:水基壓裂(羥丙基瓜爾膠)、清潔壓裂、油基壓裂、泡沫壓裂以及相應的交聯劑、破膠劑和添加劑。
其主要功能是造縫并沿張開的裂縫輸送支撐劑,因此液體的粘性至關重要。成功的壓裂作業要求液體除在裂縫中具有較高的粘度外,還要能夠迅速破膠;作業后能夠迅速返排;能夠很好地控制液體濾失;泵送期間摩阻較低;同時還要經濟可行。
由于水基液具有價廉、性良且易于控制等特點,已成為應用最為廣泛的壓裂。用于稠化壓裂的聚合物之一是瓜膠。瓜膠聚合物具有很強的親水性,把瓜膠粉加入水中,瓜膠的微粒將溶脹并與水化合,即瓜膠聚合物分子與許多水分子締合,在溶液中展開并延伸。從而增加了溶液的粘度。因為瓜膠中仍有4-8%的水不溶物,所以,在聚合物鏈上又引入了羥丙基,制成羥丙基瓜膠。
酸化是強化采油(EOR)的一種措施,是油氣井增產、注入井增注的一項有效的技術措施。其原理是通過酸液對巖石膠結物或地層孔隙、裂縫內堵塞物等的溶解和溶蝕作用,恢復或提高地層孔隙和裂縫的滲透性。酸化按照工藝不同可分為酸洗、基質酸化和壓裂酸化(也稱酸壓)。酸洗是將少量酸液注入井筒內,清除井筒孔眼中酸溶性顆粒和鉆屑及垢等,并疏通射孔孔眼。基質酸化是在低于巖石破裂壓力下將酸注入地層,依靠酸液的溶蝕作用恢復或提高井筒附近較大范圍內油層的滲透性。酸壓(酸化壓裂)是在高于巖石破裂壓力下將酸注入地層,在地層內形成裂縫,通過酸液對裂縫壁面物質的不均勻溶蝕形成高導流能力的裂縫。酸化施工使用諸如水泥車、泵車一類的施工車輛,將酸性水溶液(如,鹽酸、氫氟酸、有機酸)注入地層。注入的酸液會溶解地層巖石或膠結物,從而增加地層滲透率,使油氣的產出、驅替水注入更加方便。在酸化施工中,為了提高酸化效果,可以采用聚合物稠化酸注入、有機緩速酸注入、變粘酸酸化、粘彈性表面活性劑酸化等新工藝。
4.結論與認識
根據我國目前的情況分析,我國在試油中各個方面的工藝技術都有了很大的提高,不論是油田的壓裂工藝技術還是酸化工藝技術都有了深層次的提高,同時也都能夠對于不同的作業來使用不同的工藝措施。因此,各項工藝技術都有了質的突破。但是我國現在仍然面臨很大的困難,主要是在新區的勘探困難,老區的增產工作還需要大量的工作需要完成。其中常規井網的加密效果不明顯,對于壓裂、酸化工藝技術的認識還不深刻。同時,油田增產的改造措施越來越復雜,改造的目標也已經從單井、低滲透發展成了高滲透的油田。因此,油田常規的壓裂酸化工藝技術還有待更進一步的發展。
分層壓裂技術和酸化工藝技術有對油田開采進行高出油率的作用,有較大的推廣實踐應用前景,通過我國的油田實踐證明,封隔器分層更具壓裂效果,更加節約時間,更能降低油層污染、提高生產產量。結合我國出現的新區勘探困難,老區油田增產的現狀,油田的壓裂。酸化技術工藝還有待進一步發展,今后,油田增產改造措施將越來越復雜,目標也逐漸從單井、低滲透率向高滲油田發展。
參考文獻
關鍵詞:油田 分層壓裂液 酸化液 工藝技術 效果分析
油田試油技術在廣義上就是指試油施工的整個過程,其中包括了各方面的工藝技術例如:地層的測試、常規試油的工藝技術程序、試井測試和技術改造措施,這些工作全部是為了取得油田實際儲油參數而進行的,壓裂液工藝技術以及酸化液工藝技術,在中國石油集團渤海鉆探工程技術研究院的工作學習中,我對石油技術做過頗多分析,本文就針對油田分層壓裂酸化工藝技術展開探討,分析壓裂液技術與酸化液技術在我國油田種的應用、效果。
一、壓裂技液術與酸化液技術的概述
1.壓裂液技術
油田壓裂液工藝技術應用上主要是壓力將地層壓開,形成裂縫并用支撐劑將它支撐起來,以減小流體流動阻力的增產、增注措施。
壓裂液主要有前置液、攜砂液、頂替液組成的。壓裂液的性能要求:黏度高,性好,濾失量小,低摩阻,對被壓裂的流體層無堵塞及損害,對流體礦無污染,熱穩定性及剪切穩定性能好、低殘渣、配伍性好、破膠迅速、貨源廣,便于配制,經濟合理。
壓裂液主要作用在概括來說有以下幾方面:1、攜帶支撐劑到地層;2、壓開裂縫;3、降低地層溫度。
2.酸化液技術
酸化液技術分為壓裂酸化工藝技術和基質酸化工藝技術兩種,主要是利用酸液解決生產井和注水井周圍污染問題,進一步的清除縫隙中的堵塞物質,達到擴大地層裂縫,提高滲透率的一種工藝技術。壓裂酸化技術指的是在酸化的基礎上壓裂,將天然裂縫加寬、擴大、延伸,或是通過壓裂巖石形成新的巖縫。形成之后的巖縫凹凸不平,在施工后形成槽油、溝油等流通道,改善了之前的汽油景田流滲狀況,提高產油量。還有一種普通鹽酸的酸化工藝稱之為解堵酸技術,用以壓裂壓力低于破裂壓力時的酸化處理的工藝。這種技術用途不如前類寬泛,只能解除汽油井眼周圍小范圍的堵塞,但該技術具有低成本、工藝技術操作簡單、對地層的溶解度高的優點;目前的酸化技術主要分為:酸洗酸化;解堵酸化;壓裂酸化。
二、壓裂技術與酸化技術的應用相關問題
1.現有油田的實際問題
油田儲層常表現為低滲、低孔、低壓、裂縫性難采油藏多等多種問題,而多層系開發的油田儲層剖面的非均質性嚴重,相比之下層間差異大,難以實現均衡改造,所有類似油井必須經過壓裂技術、酸化技術加以改造才能投入生產。
2.壓裂技術與酸化技術在油田中的應用與問題的解決
綜合探討國內外的分層壓裂技術,壓裂液的主要作用是:造縫和攜砂。壓裂液與地層巖石和油藏流體要配伍并且對支撐劑滲透率傷害最小。一般來說,壓裂液體系主要包括:水基壓裂液(羥丙基瓜爾膠)、清潔壓裂液、油基壓裂液、泡沫壓裂液(CO2或N2)以及相應的交聯劑、破膠劑和添加劑。
其主要功能是造縫并沿張開的裂縫輸送支撐劑,因此液體的粘性至關重要。成功的壓裂作業要求液體除在裂縫中具有較高的粘度外,還要能夠迅速破膠;作業后能夠迅速返排;能夠很好地控制液體濾失;泵送期間摩阻較低;同時還要經濟可行。
由于水基液具有價廉、性良且易于控制等特點,已成為應用最為廣泛的壓裂液。 用于稠化壓裂液的聚合物之一是瓜膠。瓜膠聚合物具有很強的親水性,把瓜膠粉加入水中,瓜膠的微粒將溶脹并與水化合,即瓜膠聚合物分子與許多水分子締合,在溶液中展開并延伸。從而增加了溶液的粘度。因為瓜膠中仍有4-8%的水不溶物,所以,在聚合物鏈上又引入了羥丙基,制成羥丙基瓜膠。
水基壓裂液以有機硼交聯體系為主,壓裂液耐溫條件達到150-170℃。
酸化液是強化采油(EOR)的一種措施,是油氣井增產、注入井增注的一項有效的技術措施。其原理是通過酸液對巖石膠結物或地層孔隙、裂縫內堵塞物等的溶解和溶蝕作用,恢復或提高地層孔隙和裂縫的滲透性。酸化按照工藝不同可分為酸洗、基質酸化和壓裂酸化(也稱酸壓)。酸洗是將少量酸液注入井筒內,清除井筒孔眼中酸溶性顆粒和鉆屑及垢等,并疏通射孔孔眼。基質酸化是在低于巖石破裂壓力下將酸注入地層,依靠酸液的溶蝕作用恢復或提高井筒附近較大范圍內油層的滲透性。酸壓(酸化壓裂)是在高于巖石破裂壓力下將酸注入地層,在地層內形成裂縫,通過酸液對裂縫壁面物質的不均勻溶蝕形成高導流能力的裂縫。酸化施工使用諸如水泥車、泵車一類的施工車輛,將酸性水溶液(如,鹽酸、氫氟酸、有機酸)注入地層。注入的酸液會溶解地層巖石或膠結物,從而增加地層滲透率,使油氣的產出、驅替水注入更加方便。在酸化施工中,為了提高酸化效果,可以采用聚合物稠化酸注入、有機緩速酸注入、變粘酸酸化、粘彈性表面活性劑酸化等新工藝。
三、總結
分層壓裂技術和酸化工藝技術有對油田開采進行高出油率的作用,有較大的推廣實踐應用前景,通過我國的油田實踐證明,封隔器分層更具壓裂效果,更加節約時間,更能降低油層污染、提高生產產量。結合我國出現的新區勘探困難,老區油田增產的現狀,油田的壓裂。酸化技術工藝還有待進一步發展,今后,油田增產改造措施將越來越復雜,目標也逐漸從單井、低滲透率向高滲油田發展。
參考文獻:
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Abstract: In recent years, mechanical processing technology and process are rapidly updated. Machining has driven the overall economic progress, but at the same time has brought more pollution and energy consumption. In the new situation, it is urgent to use the new idea of green manufacturing in mechanical processing, to improve the current machining process in accordance with the basic ideas of environmental protection and energy saving. Green manufacturing technology is oriented at the specific process planning in mechanical processing, which is conducive to reducing energy consumption and eliminating excessive pollution, so as to ensure the mechanical processing obtain good results. Therefore, it is necessary to clarify the basic characteristics and contents of green manufacturing in the field of machining. Combined with the current state of machining technology, this paper explores the mechanical processing technology for process planning.
P鍵詞:面向機械加工工藝規劃;綠色制造技術;具體方式
Key words: machining process planning oriented;green manufacturing technology;specific way
中圖分類號:TH162 文獻標識碼:A 文章編號:1006-4311(2017)07-0164-02
0 引言
從現狀來看,機械加工應當構成制造業領域的核心部分,機械加工行業在本質上推進了經濟進步與發展,然而與此同時也導致了污染,浪費寶貴的能源。因此,對于機械加工有必要全面限制污染與能耗,創造綠色的機械制造與加工模式。機械加工不能缺少先期的規劃,而綠色制造規劃在根本上符合了新時期的綠色機械加工思路,有利于從面向規劃的角度入手來控制污染[1]。依照綠色制造的基本思路,全面改變現階段的機械加工規劃,這樣做有助于從根源上減少并消除機械加工中的各項污染,從而創造環保與節能型的機械加工工藝。由此可見,綠色制造技術適合運用于機械加工的整體規劃中,通過完善面向規劃的工藝技術來保證機械加工的實效性。
1 綠色制造的基本特征與內容
對于機械加工來講,綠色制造指的是在調整加工手段與加工技術的前提下,致力于減少機械加工導致的環境影響。在傳統工藝模式下,機械加工運用的手段與工藝很容易造成較高污染,這樣做在本質上背離了新階段的綠色環保原則。由此可見,綠色制造技術轉變了機械加工的傳統模式,同時也運用了面向工藝規劃的機械加工方式。依照綠色制造的基本思路,在最大限度內充分運用機械加工領域資源,創造優良的綜合效益[2]。
綠色制造運用于機械加工的關鍵點就在于設計工藝規劃,對此運用了面向工藝規劃的新式機械制造技術。在滿足綠色制造工藝的前提下,工藝設計人員有必要杜絕機械加工帶來的環境污染,減少消耗的加工資源。從物料角度來講,綠色制造技術與機械加工的密切結合也有利于再次回收物料,對于毒害性氣體的排放予以適當限制。只有設計出符合綠色制造宗旨的工藝規劃,才能減輕機械加工對周邊環境的傷害,確保能源的可再生性。
2 傳統工藝的弊病與缺陷
綠色制造技術與現階段的機械加工工藝緊密結合,這樣做有利于從根源上轉變機械加工模式,引入面向工藝規劃的新型加工技術。這是由于,綠色的機械加工前提就在于擬定規劃,在設計規劃的前提下才能全方位改進加工技術。然而在傳統工藝方式中,機械加工通常都會產生污染并且破壞環境,同時也消耗了過多能源[3]。具體而言,機械加工運用的傳統工藝暴露了如下弊病:
首先是過高的能耗。在完成機械加工時,通常需要投入很多能源,傳統加工流程也消耗了大量能源,這些能源具體包含了原材料與輔助材料等。傳統加工模式通常需要運用金屬,如果運用單一的手工加工那么將會耗費很多金屬原料,以至于超出了限定的損耗量。此外,操作人員也通常會忽視輔助材料,這種情況下浪費了機械加工輔料。實質上,機械加工的操作人員如果能致力于調整工藝,那么就可以擁有更顯著的節能實效[4]。然而從現狀來看,某些企業在進行機械加工時仍然消耗較多資源,例如切割后的金屬原材將會被廢棄,無法進入后期循環利用。
其次是設備磨損。各種類型的機械加工都不能缺乏基礎設備,機械設備應當構成機械加工的前提。然而在進行加工時,機械設備都很難杜絕磨損的發生,例如機床表面與零部件之間通常會頻繁摩擦,長期以來將會磨損設備機床或導致較嚴重的劃痕。現階段的機械加工中,某些設備本身就消耗了過多能源,與之相應的輔助工序也具有高能耗的特性。如果不加調整,那么過高的機床能耗將無法被限制。同時,機械加工包含了較復雜的多個流程與工序,如果沒有密切銜接各個工序那么也將消耗更多能源。例如對于毛坯拋光、零部件的酸洗與焊接等操作,這些流程都會磨損機床并且消耗資源。
第三是環境污染。在現階段的各類制造業中,機械加工通常表現出較嚴重的周邊環境破壞與污染。一般情況下,機械加工很難從根源上避免廢氣、固態廢物與廢液產生,這些廢棄物很容易破壞環境。在情況嚴重時,固態廢物還會深埋于土壤,導致長期積累的土壤污染。同時,機械加工所需的某些固態金屬腐蝕性很強,滲入土層內部的重金屬對于酸堿性造成了破壞,打破了地下水與土壤的整體平衡。機械加工的各環節都會伴有噪聲,影響周邊群眾生活并且損傷健康。通常來看,機械零部件或者機床在運轉時都會帶來噪聲,附近居民若長期遭受噪聲困擾那么很易p傷聽覺[5]。
3 優化面向工藝規劃的機械制造技術
機械制造行業如果要全面運用新型的綠色制造手段和技術,那么前提就應當是優化規劃,通過完善規劃的措施來保障機械加工綜合實效的全面提高。作為機械加工企業而言,有必要從根源上調整技術模式,不斷接受新階段的綠色工藝技術,從而落實面向機械工藝規劃的新型制造技術[6]。從現階段的工藝制造現狀來看,面向機械加工規劃的機械制造技術仍有待改進,通過引入綠色制造的基本理念來加以完善,具體有必要密切結合如下的要點:
3.1 優化工藝路線 機械加工不能缺少最基本的工藝路線,對于工藝路線有必要進行全方位調整,在優化路線的前提下完善機械加工。這是由于,適當的工藝路線有助于確保機械綜合效能的提高,經過加工生產出優質的機械產品。依照綠色制造工藝的基本理念,企業還應當消除各個工藝流程的額外污染,杜絕額外的能源損耗。由此可見,落實綠色機械制造的關鍵就在于優化工藝,通過改進現有的工藝流程來調整加工規劃。如圖1所示。
例如:機械加工通常會涉及到近似成型工藝,這類工藝具體包含了精沖與精鍛的制造技術。操作人員在運用精沖技術時,首先就要擬定明確的規劃,在簡化精沖操作流程的基礎上致力于消減機械加工能耗。只有這樣做,才能確保符合面向規劃的綠色加工與機械制造,提高精沖原材料的綜合運用效能[7]。
3.2 優化工藝參數 對于一個工藝過程來講,切削速度,深度,速度,給進量等等都屬于工藝參數的范疇。企業在設置機械加工的整體規劃時,其中就包含了對于各類工藝參數的選擇。企業如果選擇了合適的工藝參數,那么就可以有序調整各環節的綠色機械加工,在減少物料消耗的過程中也保證了質量。反之,如果在先期制定規劃時沒有給出適當的工藝參數,則會影響到機械加工的綜合質量,不利于消除噪音以及消減能耗。從現階段來看,很多企業已經意識到優化參數的重要意義,技術人員也在致力于探尋更優的機械加工參數。因此在設置參數時,先要經過全方位的評價與對比,在此基礎上才能設計出符合機械加工真實情況的參數,進而從源頭上消除污染,杜絕過高的能源浪費。例如:運用圓柱齒輪的YKB3120型滾齒機,有助于提高傳統機油切削液的效果,通過新的配合機制粗略統計提高工作效率5%。
3.3 優化機床節能 機械加工中的機床能耗也是不可忽視的,通過優化機床的方式來實現節能,這種做法也符合了綠色制造原理。具體在實現優化時,可以選擇多工件的節能調度措施來完成優化,綜合運用機床節能優化技術。對于各類零部件而言,都應當致力于改進零部件與機床之間的適應度,確保待加工零件與機床之間的緊密結合。通過優化機床性能的方式,應當可以在最大限度內降低機床加工零件時的能源消耗,同時也優化了機械加工規劃[8]。
4 案例分析
以我們目前使用的數控車床為例,我們與銷售方建立了信息共享機制,使用者用qq流經驗,與廠家技術人員隨時聯系。通過這種方法我們時刻可以更好地使用和維護設備。通過與其他用戶的交流我們發現我們使用的切削液方案可以改進,我們目前使用的切削液205元一桶,非環保,經常產生使用者皮膚過敏,需要帶勞保裝備工作,對刀具保護不好。某用戶使用的切削液230元一桶,雖然貴25元,但是,屬于環保切削液免去了污染物處理成本,每年節約2000元左右,對使用者無傷害,勞保用品每年節約300元左右,降低了刀具損耗10%,每年節約700元左右。以2015年中旬到2016年中旬為例,共使用4桶。-25元*4桶+2000元+300元+700元=2900元,所以每年車床環節可以節省2900元。其他環節也有節約。
以往因為操作空間較小所以加工中心噪音非常大,對人體健康不利,影響溝通,我們使用購買物資剩下的包裝作為降噪資源,例如我們利用包裝的紙殼和塑料布通過對設備箱體內壁的粘貼我們大幅度降低了操作間內的噪音,通過降噪設備測試,以往噪音可以達到90多分貝,現在可以降低到50多分貝。原有包裝的泡沫等緩沖材料我們將其使用在精密保護件的存放方面,例如我們拆卸了一個刀具我們會放在有泡沫的托盤內,以往對一些精細的零件保護相對粗心有時會導致精密間受傷,通過對細節的控制降低了物件的損傷,優化了操作的嚴謹意識。
5 結論
改進現階段的機械加工技術,關鍵應當在于設計規劃,通過完善規劃的方式來提升機械加工的實效性。在設計規劃時,對于各類要素應當予以綜合考慮,確保符合最基本的綠色制造需求。由此可見,面向機械加工的綠色制造工藝規劃有利于改進機械加工模式,創造機械加工的良好效益。截至目前,機械加工企業并沒有完善運用綠色制造的技術方式,仍有待長期的改進。未來的實踐中,面向工藝規劃的機械加工工藝還需要加以完善,在此基礎上服務于機械加工工藝的全面提高。
參考文獻:
[1]曹小強.面向機械加工工藝規劃的綠色制造技術研究[J].中小企業管理與科技(上旬刊),2015(03):123.