簡(jiǎn)介:,,分層注水工藝及測(cè)試技術(shù),,延長(zhǎng)油田股份有限公司勘探開發(fā)技術(shù)研究中心,2012年9月,前言,一、分層注水概述二、注水管柱結(jié)構(gòu)及配套工具三、測(cè)試技術(shù)及儀器四、分層注水發(fā)展趨勢(shì),目,錄,缺點(diǎn),優(yōu)點(diǎn),首選注水的原因,一、分層注水概述,,,,,,,一、分層注水概述,中高滲透油藏,低滲透油藏,2中期注水,3晚期注水,1早期注水1,分為超前早期注水和同步注水,使油層壓力始終保持在飽和壓力以上,或保持在原始地層壓力附近。,2,當(dāng)?shù)貙訅毫ο陆档斤柡蛪毫σ院?,在生產(chǎn)油氣比上升到最大值之前進(jìn)行注水。,3,當(dāng)天然能量枯竭以后進(jìn)行的注水。這時(shí)的天然能量將由彈性驅(qū)轉(zhuǎn)化為溶解氣驅(qū)。,注水時(shí)機(jī)的選擇,一、分層注水概述,均衡地層壓力作用使注入水在地層中均勻推進(jìn),低滲透油田超前注水意義油井投產(chǎn)前投注注水井作用,有效地提高注入水波及體積,油井投產(chǎn),注水使地層能量得到及時(shí)、持續(xù)補(bǔ)充,減小了因地層壓力下降引起的儲(chǔ)層性質(zhì)變化,較高的地層壓力避免了地層原油溶解氣的脫出最終油井保持旺盛的生產(chǎn)能力,一、分層注水概述,層與層之間由于滲透率差異達(dá)幾百上千倍,由于多油層間滲透率差異很大,吸水差異也很大。高滲層吸水多,油水前緣推進(jìn)速度快,水淹快;中低滲層則相反。油井見水后,見水儲(chǔ)層壓力不斷升高,影響其它層出油。這種矛盾越突出,油井產(chǎn)量下降越快,開發(fā)效果越差。,三大矛盾層間矛盾,一、分層注水概述,隨著油田注水開發(fā)時(shí)間的延長(zhǎng),儲(chǔ)層內(nèi)油水運(yùn)動(dòng)呈現(xiàn)錯(cuò)綜復(fù)雜的情況,主要表現(xiàn)在儲(chǔ)層的3大矛盾▲層間非均質(zhì)性的影響▲平面非均質(zhì)性的影響▲層內(nèi)非均質(zhì)性的影響,三大矛盾平面矛盾,一口注水井要對(duì)應(yīng)兩口以上的油井注水,由于沉積相,的影響,各油井受效情況差異很大。,一、分層注水概述,三大矛盾層內(nèi)矛盾,一、分層注水概述,由于層內(nèi)滲透率的不均勻,使得注入水不能沿著整個(gè)油層剖面均勻推進(jìn)。這樣,在油層內(nèi)部就可能形成某些未被水洗的低滲透含油帶。在水淹區(qū),也不能將原油驅(qū)替干凈。這種矛盾愈突出,開發(fā)效果愈差。,層間、平面、層內(nèi)三大矛盾對(duì)注水走向的影響,(1)注入水受沉積微相控制總是力圖就近進(jìn)入河道;,(2)油層沉積韻律不同,同層的縱向滲透率級(jí)差大,注入水沿滲透率較大的部位快速突進(jìn);,(3)各油層注水時(shí)啟動(dòng)壓力不同,注入水容易沿啟動(dòng)壓力低的油層突進(jìn),啟動(dòng)壓力高的油層注水波及面積很??;,(4)油水井裂縫溝通,注入水易沿裂縫部位快速突進(jìn);,(5)油層物理性質(zhì)、原油性質(zhì)等差異,影響著注入水的流向。,一、分層注水概述,解決三大矛盾,分層注水是解決層間、層內(nèi)、平面矛盾的有效方法,(1)根據(jù)地質(zhì)條件將注水井分成若干注水層段(2)封隔器卡開分隔油層、配水器對(duì)準(zhǔn)該油層(3)配水器調(diào)節(jié)層段的注水量來調(diào)整吸水剖面(4)控制超注層的水量、增加欠注層的注水量(5)按配注方案使各層中的水線推進(jìn)比較適宜(6)通常分層注水為2~4個(gè)層,個(gè)別井10多層,一、分層注水概述,注水井實(shí)施分層分注為了改善注水井的吸水剖面,解決注水后,油田出現(xiàn)的三大矛盾,即層間、層內(nèi)及平面,達(dá)到以下幾個(gè)目的,?控制各層水線的推進(jìn)速度,?控制受效油井的含水上升速度,?提高油層的存水率,?改善水井的吸水剖面和采油井出液剖面,一、分層注水概述,解決三大矛盾“注夠水”、“注好水”,在非均質(zhì)多油層油田的注水開發(fā)過程中,提高分層注水質(zhì)量是增加,水驅(qū)可采儲(chǔ)量、控制含水上升速度的一項(xiàng)重要措施?!白蛩?、“注好水”是油田“穩(wěn)油控水”的基礎(chǔ)。,“注夠水”就是要保證油層有足夠驅(qū)替能量,使油田能處在注采平衡,狀態(tài)下開發(fā);,“注好水”則是在“注夠水”的基礎(chǔ)上,通過精雕細(xì)刻,提高水驅(qū)效,率,以達(dá)到最終提高采收率的目的。,一、分層注水概述,面。,注水井吸水剖面圖,注水井的吸水剖面在一口注水井中,同時(shí)在井口注水壓力下,對(duì)多個(gè)油層注水,由于各油層的物性不同,因此各油層的吸水量也不同。這就構(gòu)成了注水井的吸水剖,一、分層注水概述,采油井的產(chǎn)液剖面,采油井產(chǎn)液剖面圖,一、分層注水概述,在一口油井中,同時(shí)合采多個(gè)油層,由于各層的油層物性不同(即滲透率不同,油層壓力不同,含油飽和度不同,水推進(jìn)的速度不同等)因此儲(chǔ)油層的采油采液強(qiáng)度不同,含水高低也不同。這就構(gòu)成了油井的出油或產(chǎn)液剖面。,一、分層注水工藝概述二、注水管柱結(jié)構(gòu)及配套工具三、測(cè)試技術(shù)及儀器四、分層注水發(fā)展趨勢(shì),目,錄,,,注水井常用井下工具,二、注水管柱結(jié)構(gòu)及配套工具,注水井常用井下工具,,封隔器分類、型號(hào)編制方法及技術(shù)條件,1、封隔器分類(1)分類方法按封隔器封隔件實(shí)現(xiàn)密封的方式進(jìn)行分類。(2)分類自封式靠封隔件外徑與套管內(nèi)徑的過盈和工作壓差實(shí)現(xiàn)密封的封隔器。壓縮式靠軸向力壓縮封隔件,使封隔件外徑變大實(shí)現(xiàn)密封的封隔器。擴(kuò)張式靠徑向力作用與封隔件內(nèi)腔液壓,使封隔件外徑擴(kuò)大實(shí)現(xiàn)密封的封隔器。組合式由自封式、壓縮式、擴(kuò)張式任意組合實(shí)現(xiàn)密封的封隔器。,封隔器,二、注水管柱結(jié)構(gòu)及配套工具,,二、注水管柱結(jié)構(gòu)及配套工具,22代號(hào)說明分類代號(hào),支撐方式代號(hào),座封方式代號(hào),解封方式代號(hào),二、注水管柱結(jié)構(gòu)及配套工具,,,3、使用要求,1)使用封隔器時(shí),必須檢查合格證,并存檔。2)封隔件、密封件不得超過有效期使用。3)封隔器下井時(shí),若井況不明,必須通井。4)起下封隔器,必須裝指重表或拉力計(jì)。5)封隔器下入井內(nèi)位置必須符合井下管柱結(jié)構(gòu)圖的要求。6)封隔器管柱的連接螺紋必須涂螺紋密封脂。7)封隔器的下井速度不得超過10-12M/S,且操作平穩(wěn)。8)必須按使用說明書要求使用封隔器。9)封隔器下井深度,一律以封隔件上端面為基準(zhǔn)。,二、注水管柱結(jié)構(gòu)及配套工具,,封隔器是油氣井實(shí)現(xiàn)控制性開采及增產(chǎn)措施實(shí)施的主要井下工具,對(duì)油氣田高效開發(fā)及經(jīng)濟(jì)有效開發(fā)起著關(guān)鍵性作用。分層注水主要應(yīng)用了K344、Y341、Y342、Y241封隔器等類型。最常用的為K344、Y341封隔器。,封隔器,二、注水管柱結(jié)構(gòu)及配套工具,,1、Y341114注水封隔器,工作原理油管內(nèi)蹩壓經(jīng)內(nèi)中心管孔眼分別作用在上、下兩級(jí)座封活塞上,兩級(jí)活塞上行壓縮膠筒,同時(shí)鎖套與鎖環(huán)相互鎖緊,使膠筒壓縮密封油套環(huán)空完成座封;反洗井時(shí),套管內(nèi)來液經(jīng)上外套柵狀流道進(jìn)入內(nèi)外中心管的環(huán)空,推動(dòng)反洗凡爾下行,打開洗井通道,到達(dá)封隔器的下部完成反洗井;解封時(shí),上提管柱,由于膠筒與套管之間的摩擦力作用使鎖扣指與中心管發(fā)生相對(duì)位移,鎖扣指失去支撐回收,卡爪套與鎖環(huán)在膠筒反彈力的作用下脫開解卡,完成解封。,二、注水管柱結(jié)構(gòu)及配套工具,,1、Y341114注水封隔器,主要技術(shù)指標(biāo)鋼體最大外徑MM114反洗排量M3/H30內(nèi)徑MM48總長(zhǎng)MM1350兩端連接螺紋27/8TBG工作壓力MPA50工作溫度℃135坐封壓力MPA15解封力(KN)20,二、注水管柱結(jié)構(gòu)及配套工具,,2、K344114封隔器,工作原理坐封從中心管加液壓,液力經(jīng)中心管出液孔傳入膠筒內(nèi)腔,迫使膠筒向外擴(kuò)張緊貼在套管內(nèi)壁,密封油套環(huán)空。解封放掉油管內(nèi)的壓力,膠筒即回收解封。,二、注水管柱結(jié)構(gòu)及配套工具,,2、K344114封隔器,主要技術(shù)指標(biāo)鋼體最大外徑MM114內(nèi)徑MM55總長(zhǎng)MM960兩端連接螺紋27/8TBG坐卡壓力MPA0612工作壓力MPA50,二、注水管柱結(jié)構(gòu)及配套工具,,配水器,配水器根據(jù)其結(jié)構(gòu)特征,一般可分為同心配水器、偏心配水器兩種規(guī)格。,工作原理油管加壓經(jīng)水嘴作用在啟開閥上,當(dāng)液壓力大于壓簧的彈力時(shí),啟開閥壓縮彈簧,閥打開,水流經(jīng)過油套環(huán)形空間注入地層。調(diào)節(jié)環(huán)用來調(diào)節(jié)壓簧的松緊,以控制啟開閥的啟開壓力。撈出芯子,就可更換水嘴以調(diào)節(jié)水量。,1、同心配水器,二、注水管柱結(jié)構(gòu)及配套工具,,配水器,工作原理正常注水時(shí),堵塞器坐于配水器主體的偏孔上。堵塞器主體上下兩組四道“O”形膠圈封住偏孔的出液槽。注入水經(jīng)工作筒主通道,再經(jīng)堵塞器濾罩、水嘴、堵塞器主體的出液槽和工作筒主體的偏孔進(jìn)入油套環(huán)形空后注入地層。,2、偏心配水器,二、注水管柱結(jié)構(gòu)及配套工具,,液力投撈斜井分注管柱工藝,二、注水管柱結(jié)構(gòu)及配套工具,,主要由擴(kuò)張型封隔器和固定式配水器、底座、油管等組成。該管柱是最早的分層注水管柱,結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、作業(yè)施工簡(jiǎn)便。但由于水嘴是固定在配水器上,在下分注管前,必須單獨(dú)下一趟分層測(cè)試管柱確定分層吸水量以選擇相應(yīng)的水嘴,調(diào)整水嘴時(shí)也必須起下管柱,井下作業(yè)工作量大。,二、注水管柱結(jié)構(gòu)及配套工具,,活動(dòng)式同心分層注水,,結(jié)構(gòu)由擴(kuò)張式封隔器及同心配水器、油管、底座、篩管等構(gòu)成,如圖557所示。技術(shù)要求各級(jí)空心配水器的芯子直徑是由上而下從大到小,故應(yīng)從下向上逐級(jí)投送,由上而下逐級(jí)打撈。管柱特點(diǎn)①該管柱特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,成本低,作業(yè)施工簡(jiǎn)單,洗井較方便,出砂對(duì)管柱影響不大。②水嘴裝配在空心配水器芯子上,更換、調(diào)整水嘴時(shí),用鋼絲投撈配水器芯子即可;③由于配水器芯子占據(jù)中心通道,無法進(jìn)行分層測(cè)試;④受內(nèi)通徑的限制,一般做到三級(jí)分注,最多五級(jí)。,二、注水管柱結(jié)構(gòu)及配套工具,,常規(guī)偏心分層注水,1管柱組成管柱主要由Y341114、偏心配水器、底篩堵組成。2工藝技術(shù)原理將管柱下到井內(nèi)設(shè)計(jì)位置,油管加壓封隔器坐封,隨后撈出死嘴,待注水正常后進(jìn)行測(cè)試調(diào)配。,二、注水管柱結(jié)構(gòu)及配套工具,主要技術(shù)參數(shù),常規(guī)偏心分層注水工藝,常規(guī)偏心分層注水工藝,二、注水管柱結(jié)構(gòu)及配套工具,優(yōu)點(diǎn),1、管柱承壓能力高,適應(yīng)性強(qiáng),可根據(jù)注水壓力及井深附加錨定工,具,提高管柱的穩(wěn)定性;,2、Y341封隔器采用水力坐封,鎖緊后封隔器處于永久密封狀態(tài)。封隔,器設(shè)有洗井通道,可進(jìn)行反循環(huán)洗井;3、工藝技術(shù)經(jīng)多年的研究應(yīng)用配套成熟;4、可實(shí)現(xiàn)多級(jí)分注;,5、可進(jìn)行任意一層的投撈測(cè)配作業(yè)。,缺點(diǎn),1、頻繁調(diào)整配水量時(shí),對(duì)后期投撈測(cè)配水平要求較高;2、對(duì)水質(zhì)要求較高;,3、卡距要求8米以上,對(duì)細(xì)分注有一定的局限性。,常規(guī)偏心分層注水工藝,二、注水管柱結(jié)構(gòu)及配套工具,橋式偏心分層注水管柱工藝,1管柱組成管柱由Y341114封隔器、橋式偏心配注器以及絲堵等構(gòu)成。2工藝原理該工藝原理和常規(guī)偏心基本一樣,唯一不同的是Φ46MM主通道周圍布有橋式通道,本層段在進(jìn)行流量或壓力測(cè)試時(shí),其它層段通過橋式通道正常注入,不改變其的狀態(tài),最大限度的減小了各層之間的層間干擾,有效提高分層流量調(diào)配效率及分層測(cè)壓效率。,二、注水管柱結(jié)構(gòu)及配套工具,橋式偏心分層注水管柱工藝,3工藝特點(diǎn)(1)該工藝可直接進(jìn)行單層流量測(cè)試,避免壓力波動(dòng)引起的分層流量解釋誤差,提高了資料準(zhǔn)確性。(2)該技術(shù)實(shí)現(xiàn)高效、準(zhǔn)確測(cè)壓,在測(cè)試、試井解釋上理論基礎(chǔ)較為完善,測(cè)得的資料質(zhì)量高。(3)該技術(shù)工藝配套,使用時(shí)不受級(jí)數(shù)限制,可實(shí)現(xiàn)任意級(jí)投撈測(cè)調(diào)。4工藝缺點(diǎn)該工藝配水器橋式通道較多,結(jié)垢嚴(yán)重的易引起測(cè)試儀器遇卡遇阻,建議加強(qiáng)反洗井,同時(shí)對(duì)注入水質(zhì)要求高。,二、注水管柱結(jié)構(gòu)及配套工具,普通偏心注水技術(shù)測(cè)試時(shí),由于測(cè),試密封段堵塞了唯一的主通道,使全井工作狀態(tài)改變,精度低、效率低。,橋式偏心注水技術(shù)增加了流體的主,通道,操作任意層段時(shí)不影響全井其它層的正常工作,精度高,測(cè)壓效率提高24倍。,分層測(cè)試各層流量均可直接獲,得,絕對(duì)誤差不迭加,原工藝系統(tǒng)干涉大橋式工藝系統(tǒng)干涉小,二、注水管柱結(jié)構(gòu)及配套工具,二、注水管柱結(jié)構(gòu)及配套工具,同心集成分注工藝管柱,1管柱組成由Y341封隔器、射流洗井器、內(nèi)撈式帶鎖緊機(jī)構(gòu)的Φ55、Φ52配水封隔器等組成。2工藝技術(shù)原理管柱下井時(shí),將Φ52、Φ55兩個(gè)配水器的配水體內(nèi)分別裝入死嘴,油管憋壓封隔器坐封后,用試井車將Φ55、Φ52配水器撈出。然后用壓力計(jì)驗(yàn)封,用電子存儲(chǔ)式流量計(jì)帶相應(yīng)注水水嘴下井測(cè)分層水量。調(diào)配準(zhǔn)確后,將配水器內(nèi)裝入相應(yīng)水嘴,連上定位裝置,從井口內(nèi)投入即可。需要洗井時(shí),從井口投入洗井芯子,油套環(huán)空加壓,經(jīng)射流洗井器返回地面,井下形成負(fù)壓反洗井。,同心集成注水三級(jí)四層管柱圖,二、注水管柱結(jié)構(gòu)及配套工具,塞器投入到對(duì)應(yīng)封隔器的中心管內(nèi)可達(dá)到一級(jí)注水封隔器配注二層,(2)堵塞器中間開有Φ26MM的通孔,作為下層段的注水通道及吸水剖面測(cè)試通道。,注水通道,配水堵塞器,配水封隔器,注水層注水層,注水層注水層注水層,同心集成分注工藝管柱(1)注水時(shí)將配水堵緩沖器,封隔配水器封隔器,配水器芯子連通器定位器同心集成注水管柱,二、注水管柱結(jié)構(gòu)及配套工具,,技術(shù)參數(shù)適應(yīng)井深≤2500M;工作壓力≤25MPA;工作溫度≤120oC適應(yīng)套管內(nèi)徑51/2″最小卡距2M;分層級(jí)數(shù)三級(jí)四段,同心集成分注工藝管柱,工藝特點(diǎn),卡距小最小2M,有利于細(xì)分注水,一級(jí)配水器對(duì)兩層分注投撈測(cè)配工作量小、成功率高,分層流量和壓力采用同步測(cè)試,消除了層間干擾,測(cè)試準(zhǔn)確,驗(yàn)封簡(jiǎn)單可靠直觀,調(diào)配快,周期短,,,,,,,同心集成分注工藝管柱,二、注水管柱結(jié)構(gòu)及配套工具,,管柱組合,井下工具主要Y341封隔器、集成偏心配水封隔器、單流閥、篩管等組成。地面配套使用投撈工具實(shí)現(xiàn)井下調(diào)配。特制流量計(jì)、雙通道壓力計(jì)結(jié)合密封器實(shí)現(xiàn)井下測(cè)試技術(shù)。,偏心集成分層注水管柱工藝,偏心集成分層注水管柱工藝,二、注水管柱結(jié)構(gòu)及配套工具,,偏心集成分層注水管柱工藝,偏心集成分層注水管柱工藝,二、注水管柱結(jié)構(gòu)及配套工具,,優(yōu)點(diǎn),偏心集成分注技術(shù)可一次完成二層或三層的作業(yè)量,減少投撈工作量1/2或2/3??蓪?shí)現(xiàn)兩封兩配以上的細(xì)分層注水工藝,最小卡距可實(shí)現(xiàn)小于1M的封卡層段,一次可進(jìn)行兩層段的投撈、測(cè)試等作業(yè)。,解決了兩大難題,,1首先解決的是油層隔層薄,層間距小,各層間相互干擾的難題2再次解決的是細(xì)分層注水的分層調(diào)配、投撈及測(cè)試的難題。,,實(shí)現(xiàn)偏心集成配注的同時(shí),能實(shí)現(xiàn)洗井功能,這是集成工具的關(guān)鍵技術(shù),同時(shí)在不投撈的情況下,短距離進(jìn)行兩層流量測(cè)試是流量測(cè)試儀器的技術(shù)關(guān)鍵。,⑴管柱適用井深小于3000M,工作壓力小于40MPA,適應(yīng)層段達(dá)到5級(jí)。⑵具有不動(dòng)管柱調(diào)配的功能,1只配水器可配注2層,一次可完成2級(jí)堵塞器打撈、2層段流量調(diào)配及分層測(cè)壓,提高測(cè)試效率2倍以上。,二、注水管柱結(jié)構(gòu)及配套工具,偏心集成分層注水管柱工藝,,,關(guān)鍵技術(shù),特點(diǎn)及適用范圍,,,1管柱組成管柱由K344封隔器、特制配水器及底篩堵組成。特制配水器由常規(guī)空心配水器改制而成,在其下端設(shè)計(jì)了定位臺(tái)階,以保證各級(jí)堵塞器在投撈過程中準(zhǔn)確定位,工作筒上設(shè)計(jì)定壓開啟裝置,用來控制注水開啟壓力,保證封隔器完好坐封。,液力投撈斜井分注管柱工藝,二、注水管柱結(jié)構(gòu)及配套工具,,,2工藝原理將管柱下到井內(nèi)設(shè)計(jì)位置后,洗井試注合格后進(jìn)行單層測(cè)試。首先將流量計(jì)裝進(jìn)堵塞器(不帶水嘴),利用鎖球機(jī)構(gòu)將全井堵塞器連接在一起,正注液壓推動(dòng)堵塞器進(jìn)入第一級(jí)工作筒,工作筒定位臺(tái)階撞擊鎖球機(jī)構(gòu)釋放1級(jí)堵塞器,依次釋放第2級(jí)、第3級(jí)堵塞器到各自對(duì)應(yīng)的工作筒內(nèi)。井口改變壓力,求得各層吸水量,測(cè)試完畢后利用液壓反沖堵塞器,帶出流量計(jì),取得資料分析,配相應(yīng)的水嘴,投入井內(nèi)實(shí)現(xiàn)正常注水。,液力投撈斜井分注管柱工藝,二、注水管柱結(jié)構(gòu)及配套工具,,,3工藝特點(diǎn)(1)堵塞器上設(shè)計(jì)了集流反沖機(jī)構(gòu),通過水力正反沖起下堵塞器,可不用鋼絲繩投撈,實(shí)現(xiàn)更換水嘴和測(cè)試分層注水量。(2)通過分層流量測(cè)試,可驗(yàn)封封隔器的密封性,實(shí)現(xiàn)逐級(jí)驗(yàn)封,減少無效注水。4工藝優(yōu)缺點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)可實(shí)現(xiàn)3級(jí)分注;測(cè)試方便,有利于注水調(diào)配。缺點(diǎn)在水質(zhì)結(jié)垢嚴(yán)重的情況下,可導(dǎo)致堵塞器液力投撈困難。,液力投撈斜井分注管柱工藝,二、注水管柱結(jié)構(gòu)及配套工具,,,1管柱組成管柱主要由恒流量配水器、封隔器等組成。2工藝原理管柱下井前根據(jù)吸水資料,給各級(jí)配水器選配好合適的水嘴,下井后可實(shí)現(xiàn)恒流量注水。恒流量配水器工作原理是當(dāng)流量增大,壓力升高,壓縮彈簧,使水嘴活塞下行,從而減小出水孔的過流面積,使流量減?。粔毫档蜁r(shí),彈簧在彈力作用下,使水嘴活塞上行,從而增大出水孔的過流面積,使流量增大,最終使流量保持在一個(gè)相對(duì)比較穩(wěn)定的狀態(tài)。這套技術(shù)允許壓力波動(dòng)范圍在015MPA之間。,恒流量分注管柱工藝,二、注水管柱結(jié)構(gòu)及配套工具,,,3工藝優(yōu)缺點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)工藝簡(jiǎn)單,無需投撈測(cè)試。缺點(diǎn)現(xiàn)場(chǎng)注水壓力很難達(dá)到在015MPA之間波動(dòng);水嘴易堵塞,該工藝對(duì)水質(zhì)要求高。,恒流量分注管柱工藝,二、注水管柱結(jié)構(gòu)及配套工具,一、分層注水工藝概述二、注水管柱結(jié)構(gòu)及工具三、配套測(cè)試技術(shù)及儀器四、分層注水發(fā)展趨勢(shì),目,錄,,三、配套測(cè)試技術(shù)及儀器,分層測(cè)試就是采用測(cè)試儀器定期測(cè)量注水井各注水層段在不同壓力下的吸水量。根據(jù)測(cè)試的結(jié)果了解注水層段的吸水能力,鑒定分層配水方案的準(zhǔn)確性,檢查封隔器是否密封,配水器工作是否正常,檢查井下作業(yè)施工質(zhì)量等。目前,注水井測(cè)試的主要參數(shù)主要為封隔器驗(yàn)封、分層壓力、分層注入量測(cè)試,下面分別對(duì)這3種主要測(cè)試參數(shù)的技術(shù)及工具儀器進(jìn)行相應(yīng)介紹。鑒于目前主要的分層注水工藝采用的偏心分層注水工藝,本節(jié)主要介紹偏心分層管柱的配套測(cè)試技術(shù)。,,,技術(shù)參數(shù),結(jié)構(gòu)上下皮碗、主體、定位爪、凸輪等。原理測(cè)試時(shí)將密封段與儀器串連接,通過上提下放打開定位爪,坐入配水器內(nèi)使皮碗壓縮密封。,定位爪,三、配套測(cè)試技術(shù)及儀器,配套測(cè)試及投撈工具,(1)測(cè)試密封段,(2)偏心投撈器,結(jié)構(gòu)由主體、上/下凸輪、投撈臂、導(dǎo)向爪、押送頭/打撈頭組成。投撈器作用用于投撈偏心堵塞器的工具。當(dāng)某一層位注水量不符合配注要求或水嘴被堵時(shí),可以利用試井鋼絲懸掛投撈器,將偏心堵塞器撈出更換水嘴。,技術(shù)參數(shù),三、配套測(cè)試技術(shù)及儀器,配套測(cè)試及投撈工具,(2)偏心投撈器,三、配套測(cè)試技術(shù)及儀器,配套測(cè)試及投撈工具,,原理投撈器通過下放、上提,凸輪在偏心配水器底部被刮開,帶動(dòng)投撈臂和導(dǎo)向爪打開。導(dǎo)向爪保證投撈時(shí),投撈臂對(duì)準(zhǔn)配水器的偏心孔,將堵塞器投入(撈出)偏心配水器。,(3)機(jī)械式振擊器,結(jié)構(gòu)由內(nèi)筒、外筒、振擊腕、鎖止桿、鎖止彈簧、滑槽上肩及滑槽下肩等部件組成。,原理內(nèi)外筒高速相對(duì)運(yùn)動(dòng),振擊腕與振肩相互振擊形成較大的沖擊力,將被卡工具、儀器振松后,以便起出。,技術(shù)參數(shù),三、配套測(cè)試技術(shù)及儀器,配套測(cè)試及投撈工具,進(jìn)液孔,3272Φ28280,125,50,3,±10,080,外形尺寸,(MM),電壓,(V),工作溫度,(℃),耐壓,(MPA),啟動(dòng)流量,精度,(%)(M3/D),測(cè)量范圍,(M3/D),電路倉,流量計(jì),配套測(cè)試儀器,(1)渦輪式流量計(jì),三、配套測(cè)試技術(shù)及儀器,上扶正器電路倉壓力短節(jié)傳感器平衡管,原理根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律,當(dāng)導(dǎo)電液體通過電磁流量計(jì)時(shí),流體的體積流量。式中B為磁場(chǎng)強(qiáng)度;UE為感應(yīng)電壓;D為管道內(nèi)徑。,技術(shù)參數(shù)下扶正器,(2)ZDL型電磁流量計(jì),配套測(cè)試儀器,三、配套測(cè)試技術(shù)及儀器,(3)CLJ存儲(chǔ)式超聲流量計(jì),配套測(cè)試儀器,三、配套測(cè)試技術(shù)及儀器,CLJC系列存儲(chǔ)式超聲流量計(jì)裝配示意圖1電池組件2上扶正器3流量計(jì)主機(jī)4導(dǎo)流管組件5下扶正器,(3)CLJ存儲(chǔ)式超聲流量計(jì),配套測(cè)試儀器,三、配套測(cè)試技術(shù)及儀器,工作原理超聲波流量計(jì)采用的是超聲波速度疊加原理,測(cè)試方法是時(shí)差法,利用超聲波在傳播距離相同的條件下,順介質(zhì)流動(dòng)方向與逆介質(zhì)流動(dòng)方向傳播有時(shí)間差,根據(jù)這個(gè)時(shí)間差可以計(jì)算出在已確定幾何尺寸、結(jié)構(gòu)的管道中流體的流速,就可以測(cè)量出流體的體積流量。CLJ系列存儲(chǔ)式超聲流量計(jì)不存在任何可活動(dòng)的機(jī)械部件,因此安裝方便,可靠性高。儀器既可以測(cè)試注水井,也可以測(cè)試注聚合物井。另外,儀器在測(cè)試液體流量時(shí)也同時(shí)測(cè)試壓力和溫度。,(3)CLJ存儲(chǔ)式超聲流量計(jì),配套測(cè)試儀器,三、配套測(cè)試技術(shù)及儀器,主要技術(shù)指標(biāo)外形尺寸Φ42MM845MM;測(cè)量范圍05~700M3/D;壓力范圍0~60MPA;溫度范圍0~125℃;流量精度±2;壓力精度±05;溫度精度±1℃。,,(4)雙通道壓力計(jì),結(jié)構(gòu)回放接口上下傳感器處理電路外殼,技術(shù)參數(shù),特點(diǎn),?低功耗,延長(zhǎng)供電時(shí)間;,?一套電路雙通道壓力測(cè)試,體積小。,配套測(cè)試儀器,三、配套測(cè)試技術(shù)及儀器,,分層流量測(cè)試工藝分層驗(yàn)封測(cè)試工藝分層測(cè)壓工藝,集流法、非集流測(cè)試技術(shù)雙壓力法、壓力流量法進(jìn)行驗(yàn)封測(cè)試高精度雙通道壓力計(jì)與測(cè)試密封段進(jìn)行測(cè)壓,三、配套測(cè)試技術(shù)及儀器,,,,,,,1分層流量測(cè)試工藝,集流法,原理測(cè)試時(shí)將流量計(jì)與測(cè)試密封段相連,用鋼絲將流量計(jì)下至最下一級(jí)配水器以下3~5M后上提流量計(jì)至配水器以上3~5M,打開密封段定位爪,下放鋼絲將流量計(jì)坐入配水器內(nèi),測(cè)試該層的注水量,然后上提,依次測(cè)出其它各層段的注入量。特點(diǎn)直接測(cè)取各分層流量,消除了疊加誤差,測(cè)試資料準(zhǔn)確度高。配套儀器集流式流量計(jì)、測(cè)試密封段。,三、配套測(cè)試技術(shù)及儀器,,,,,,,10161023,517,集流法,A井(三層)集流調(diào)配流量曲線,直讀,三、配套測(cè)試技術(shù)及儀器,1分層流量測(cè)試工藝,,,,,,,原理測(cè)試時(shí)將非集流流量計(jì)下至最下,一級(jí)橋式偏心配水器上3M~5M,在油,管中懸停3MIN~5MIN測(cè)試。然后,自,下而上依次上提完成各層流量的測(cè)試,,使用遞減法計(jì)算出各層的注入量。,1分層流量測(cè)試工藝,三、配套測(cè)試技術(shù)及儀器,非集流法測(cè)調(diào),三、配套測(cè)試技術(shù)及儀器,三、配套測(cè)試技術(shù)及儀器,1分層流量測(cè)試工藝,2分層驗(yàn)封測(cè)試工藝,特點(diǎn)驗(yàn)封曲線直觀,一目了然。并且下入多級(jí)封隔器情況下,一次可驗(yàn)證上、下兩級(jí)封隔器密封情況。,原理測(cè)試密封段上端連接一只雙通道壓力計(jì),,用鋼絲將儀器串坐入配水器內(nèi),在井口做“開關(guān)/關(guān)開”壓力激動(dòng),每一動(dòng)作穩(wěn)定3~5MIN;采用,雙通道壓力計(jì)測(cè)試套管壓力變化、油管壓力變化;測(cè)試完畢上提,依次完成其它各層段的測(cè)試。數(shù)據(jù)回放后,根據(jù)油套壓力變化曲線判別各層的密封效果。,三、配套測(cè)試技術(shù)及儀器,,,(兩封三配)驗(yàn)封測(cè)試曲線,套管壓力油管壓力,三、配套測(cè)試技術(shù)及儀器,2分層驗(yàn)封測(cè)試工藝,三、配套測(cè)試技術(shù)及儀器,儀器壓力計(jì)(兩只)、流量計(jì)(1只)、測(cè)試密封段驗(yàn)封儀器組成上壓計(jì)測(cè)試密封段下壓力計(jì)流量計(jì)。依據(jù)測(cè)試曲線(壓力、流量)結(jié)果驗(yàn)證分層可靠性,原理當(dāng)驗(yàn)封儀器坐封在配水器上后,在井口改變壓力大小,采用升降升工作制度,起出驗(yàn)封儀器后回放測(cè)試曲線,上層壓力曲線變化為升降升,下壓力曲線無變化,流量為0,則說明封隔器密封良好。如上下壓力曲線同步變化,流量計(jì)也顯示流量變化,則說明封隔器失效。,2分層驗(yàn)封測(cè)試工藝,三、配套測(cè)試技術(shù)及儀器,典型驗(yàn)封曲線,流量為零,上下壓力曲線各異,表明封隔器密封狀況良好。,2分層驗(yàn)封測(cè)試工藝,三、配套測(cè)試技術(shù)及儀器,壓力流量法優(yōu)點(diǎn),將“流量”和“壓力”兩個(gè)參數(shù)同時(shí)引入驗(yàn)封儀器,以“壓力”參數(shù)為主,“流量”參數(shù)為輔來確定封隔器密封性?!傲髁俊眳?shù)作用主要體現(xiàn)在①能夠判斷密封段上的密封圈漏失這一現(xiàn)象,考慮將漏失以流量的形式反映出來;②特殊井層僅用“壓力”一個(gè)參數(shù)不能準(zhǔn)確判斷時(shí),可進(jìn)一步使用流量計(jì)的“流量”這個(gè)參數(shù)來驗(yàn)封,兩個(gè)參數(shù)相結(jié)合共同來判斷。,3分層壓力測(cè)試工藝,原理將測(cè)試密封段與設(shè)置好的壓力計(jì)相連接,按操作規(guī)程用鋼絲將儀器串坐入配水器中心工作筒,丟手后起出鋼絲。自下而上,依次在全部目的層配水器內(nèi)投入壓力計(jì)。測(cè)試完成后,自上而下,撈出全部壓力計(jì)。,特點(diǎn)中心通道分層測(cè)壓,測(cè)試中,投撈次數(shù)減少了50;不改變正常的注入狀態(tài)。,三、配套測(cè)試技術(shù)及儀器,,,XX井實(shí)測(cè)壓力恢復(fù)曲線,套管壓力油管壓力,三、配套測(cè)試技術(shù)及儀器,分層壓力測(cè)試,三、配套測(cè)試技術(shù)及儀器,一、分層注水工藝概述二、管柱結(jié)構(gòu)及工具三、測(cè)試技術(shù)及儀器四、分層注水發(fā)展趨勢(shì),目,錄,四、分層注水發(fā)展趨勢(shì),一特殊井分層注水工藝隨著國內(nèi)發(fā)現(xiàn)油田儲(chǔ)量品味越來越差,開采層位越來越深,儲(chǔ)層物性越來越差,叢式井、大斜度井、水平井越來越多,各油田針對(duì)高壓深井注水、出砂油藏注水、套損變徑井注水、斜井注水等情況選擇不同的注水工藝技術(shù),建立了不同油藏類型和注水環(huán)境的分層注水工藝管柱配套模式,完善了注水工藝技術(shù)系列,分層注水技術(shù)向著特殊井工藝配套發(fā)展。,1高壓深井注水工藝隨著油田開發(fā)時(shí)間的延長(zhǎng),油田注水壓力呈現(xiàn)出不斷升高的趨勢(shì)。界定注入壓力在25MPA35MPA的水井為高壓注水井,注入壓力在35MPA50MPA的水井稱為超高壓注水井。常規(guī)的注水管柱不能滿足在高壓下長(zhǎng)期工作的要求,限制了油田后期的開發(fā)效果。針對(duì)高壓力注水易引起管柱失效,采用Y241可洗井封隔器和補(bǔ)償器等配套工具,延長(zhǎng)分注井壽命。,四、分層注水發(fā)展趨勢(shì),四、分層注水發(fā)展趨勢(shì),四、分層注水發(fā)展趨勢(shì),中、高滲透疏松砂巖油藏注水開發(fā)過程中,注水井
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簡(jiǎn)介:,,,,聚乙烯生產(chǎn)工藝及技術(shù)發(fā)展,中國石油四川石化有限責(zé)任公司,2013年7月,,目錄一、前言二、生產(chǎn)工藝三、工藝流程和技術(shù)特點(diǎn)四、催化劑和引發(fā)劑研發(fā)五、產(chǎn)品范圍及用途六、建議,聚乙烯生產(chǎn)工藝及技術(shù)發(fā)展,一、前言,聚乙烯是通用合成樹脂中產(chǎn)量最大的品種,主要包括低密度聚乙烯LDPE、線性低密度聚乙烯LLDPE、高密度聚乙烯HDPE以及一些具有特殊性能的產(chǎn)品,其特點(diǎn)是價(jià)格便宜,性能較好,廣泛應(yīng)用于工業(yè)、農(nóng)業(yè)、包裝、醫(yī)療衛(wèi)生以及能源、交通等領(lǐng)域。1935年英國帝國化學(xué)工業(yè)公司ICI開發(fā)出高壓釜式法生產(chǎn)聚乙烯工藝技術(shù),1938年德國FARBEN開發(fā)出高壓管式法生產(chǎn)聚乙烯工藝技術(shù)。二戰(zhàn)后,美國UCC公司和DUPONT公司從ICI公司取得專利后進(jìn)行了工藝改進(jìn),使聚乙烯產(chǎn)品大規(guī)模投入民用市場(chǎng)。,一、前言,長(zhǎng)期以來,聚乙烯催化劑包括引發(fā)劑技術(shù)顯著影響著工藝技術(shù)的進(jìn)步,每次工藝技術(shù)的革新都源于催化劑技術(shù)的突破。自20世紀(jì)60年代開發(fā)了齊格勒納塔催化劑至今,隨著聚乙烯催化劑效率的提高,聚乙烯生產(chǎn)工藝逐步向簡(jiǎn)化工藝流程以及設(shè)備大型化發(fā)展,裝置規(guī)模大多超過20萬噸/年以上,生產(chǎn)操作成本大幅度降低,聚乙烯產(chǎn)品的種類和新產(chǎn)品牌號(hào)大大增加,性能范圍大幅度拓寬。,二、生產(chǎn)工藝,聚乙烯生產(chǎn)工藝技術(shù)領(lǐng)域,一直是多種工藝并存,各展所長(zhǎng)。⒈低密度聚乙烯LDPE主要采用高壓管式法和高壓釜式法生產(chǎn)。⑴高壓管式法LYONDELLBASELL的LUPOTECHTM/TS工藝、EXXONMOBIL的高壓管式法、三菱油化的高壓管式法、DSM的清潔管式反應(yīng)器CTR工藝、IMHAUSEN的高壓管式法、QUANTUM的高壓管式法、埃尼化學(xué)的高壓管式法。⑵高壓釜式法埃尼化學(xué)的高壓釜式法工藝、EXXONMOBIL的高壓釜式法工藝、住友化學(xué)的高壓釜式法工藝、ICI/SIMONCARVES的高壓釜式法工藝。由于超高壓設(shè)備制造能力和安裝技術(shù)的限制,一般來說,大規(guī)模裝置采用管式法,而生產(chǎn)專用牌號(hào)的裝置則用釜式法。,㈠世界聚乙烯工藝技術(shù)應(yīng)用,二、生產(chǎn)工藝,㈠世界聚乙烯工藝技術(shù)應(yīng)用,⒉線性低密度聚乙烯LLDPE有高壓法、溶液法、淤漿法和氣相法4種。⑴高壓法EXXONMOBIL的高壓管式法工藝、三菱油化的高壓管式法。⑵溶液法DUPONT的SCLAIRTECH中壓法工藝、DSM的低壓絕熱工藝、DOW化學(xué)的低壓冷卻法工藝。⑶淤漿法日產(chǎn)化學(xué)的攪拌釜工藝、三井油化的CX工藝、LYONDELLBASELL的HOSTALEN工藝,科諾科菲利浦石油公司的環(huán)管工藝、INEOS前BPINNOVENESSOLVAY低壓淤漿工藝、BOREALIS公司的BORSTAR環(huán)管氣相工藝。⑷氣相法LYONDELLBASELL的SPHERILENE工藝、INEOS前BP的INNOVENEG工藝和UNIVATION的UNIPOL工藝。,二、生產(chǎn)工藝,㈠世界聚乙烯工藝技術(shù)應(yīng)用,⒊高密度聚乙烯HDPE主要有溶液法、淤漿法、氣相法。⑴溶液法DUPONT的SCLAIRTECH中壓法工藝、DSM的低壓絕熱工藝、DOW化學(xué)的低壓冷卻法工藝。⑵淤漿法日產(chǎn)化學(xué)的攪拌釜工藝、三井油化的CX工藝、LYONDELLBASELL的HOSTALEN工藝,科諾科菲利浦石油公司的環(huán)管工藝、INEOS前BPINNOVENESSOLVAY低壓淤漿工藝、BOREALIS公司的BORSTAR環(huán)管氣相工藝。⑶氣相法UNIVATION的UNIPOL工藝、INEOS前BP的INNOVENEG工藝和LYONDELLBASELL的SPHERILENE工藝。,二、生產(chǎn)工藝,㈡國內(nèi)聚乙烯工藝技術(shù)應(yīng)用,⒈低密度聚乙烯LDPE三菱油化的高壓管式法、住友化學(xué)的高壓釜式法工藝、IMHAUSEN的高壓管式法、QUANTUM的高壓管式法、DSM的清潔管式反應(yīng)器CTR工藝、EXXONMOBIL的高壓管式法、LYONDELLBASELL的LUPOTECHTM/TS工藝。⒉線性低密度聚乙烯LLDPEUNIVATION的UNIPOL工藝、INEOS前BP的INNOVENEG工藝、DUPONT的SCLAIRTECH中壓法工藝、科諾科菲利浦石油公司的環(huán)管工藝、BOREALIS公司的BORSTAR環(huán)管氣相工藝、LYONDELLBASELL的SPHERILENE工藝。⒊高密度聚乙烯HDPEDUPONT的SCLAIRTECH中壓法工藝、三井油化的CX工藝、UNIVATION的UNIPOL工藝、INEOS前BP的INNOVENEG工藝、BOREALIS公司的BORSTAR環(huán)管氣相工藝、科諾科菲利浦石油公司的環(huán)管工藝、LYONDELLBASELL的HOSTALEN工藝、LYONDELLBASELL的SPHERILENE工藝、INEOS前BPINNOVENESSOLVAY低壓淤漿工藝。,二、生產(chǎn)工藝,㈢中國石油聚乙烯工藝技術(shù)應(yīng)用,中國石油有聚乙烯生產(chǎn)裝置20套,生產(chǎn)能力萬噸/年。其中UNIVATIONUNIPOL氣相法8套、LYONDELLBASELLHOSTALEN低壓於漿法2套、INEOS前BPINNOVENE氣相法2套、三井油化CX淤漿法包括國產(chǎn)化2套、LYONDELLBASELLLUPOTECHT高壓管式法2套、INEOS前BPINNOVENES低壓於漿法1套、IMHAUSEN管式法1套、HOESCHT淤漿法1套、DUPONTSCLAIRTECH中壓溶液法1套。目前四川石化公司在建2套30萬噸/年聚乙烯裝置,分別采用LYONDELLBASELLHOSTALEN低壓於漿法和UNIVATIONUNIPOL氣相法工藝。,三、工藝流程和技術(shù)特點(diǎn),㈠UNIPOL氣相工藝,UNIPOL工藝流程示意圖,三、工藝流程和技術(shù)特點(diǎn),★工藝單元1000單元原料供應(yīng)和精制。2000單元乙烯精制。4000單元聚合反應(yīng)。5000單元樹脂脫氣和排放氣回收。6000單元粉料下料和添加劑處理。7000單元擠壓造粒。8000單元產(chǎn)品均化和貯存、種子床系統(tǒng)。9000單元公用工程系統(tǒng)。,,㈠UNIPOL氣相工藝,三、工藝流程和技術(shù)特點(diǎn),㈠UNIPOL氣相工藝,★工藝特點(diǎn)⑴工藝流程短,布置緊湊,占地少,可降低操作、維修和建設(shè)費(fèi)用。⑵原料相對(duì)無毒,操作條件適中,無需反應(yīng)溶劑,流化床反應(yīng)動(dòng)力學(xué)具有自減活效應(yīng),符合環(huán)保、健康和安全要求。⑶反應(yīng)器可在5%負(fù)荷下操作,操作彈性大;可實(shí)現(xiàn)冷凝態(tài)工藝,時(shí)空產(chǎn)率大幅提升。⑷高效漿液型UCATJ等催化劑開發(fā),提升了生產(chǎn)穩(wěn)定性,降低了催化劑單耗,改善了產(chǎn)品質(zhì)量。⑸在生產(chǎn)能力不變的情況下,用單一的反應(yīng)器可生產(chǎn)出全范圍的聚乙烯產(chǎn)品;利用雙峰催化劑體系,在氣相單反應(yīng)器下生產(chǎn)雙峰產(chǎn)品,與雙反應(yīng)器相比,均勻性更好,產(chǎn)品性能更好。,三、工藝流程和技術(shù)特點(diǎn),㈡INNOVENE氣相工藝,INNOVENEG工藝流程示意圖,三、工藝流程和技術(shù)特點(diǎn),㈡INNOVENE氣相工藝,,★工藝單元300單元催化劑進(jìn)料。310單元鉻系催化劑預(yù)活化。400單元聚合反應(yīng)。430/440單元粉料脫揮發(fā)份和失活。470單元排放氣回收。800單元添加劑計(jì)量和擠壓造粒。880單元粒料摻混及儲(chǔ)存、輸送。900單元原料供應(yīng)及精制、乙烯精制。500單元公用工程系統(tǒng)。,三、工藝流程和技術(shù)特點(diǎn),㈡INNOVENE氣相工藝,★工藝特點(diǎn)⑴工藝流程短,布置緊湊,占地少,運(yùn)行周期長(zhǎng),可降低操作、維修和建設(shè)費(fèi)用。⑵原料相對(duì)無毒,操作條件適中,無需反應(yīng)溶劑,流化床反應(yīng)動(dòng)力學(xué)具有自減活效應(yīng),符合環(huán)保、健康和安全要求。⑶反應(yīng)器操作彈性大;采用高產(chǎn)率技術(shù),可使得時(shí)空產(chǎn)率大幅提升。⑷高活性SDX/NOVACATT等ZN催化劑開發(fā),只用一臺(tái)流化床反應(yīng)器就可靈活地切換生產(chǎn)可以生產(chǎn)分子量分布窄的NC4/NC6共聚的LLDPE/HDPE產(chǎn)品。⑸利用茂金屬催化劑生產(chǎn)性能更好的產(chǎn)品。,三、工藝流程和技術(shù)特點(diǎn),㈢HOSTALEN低壓於漿工藝,HOSTALEN低壓於漿工藝流程示意圖,三、工藝流程和技術(shù)特點(diǎn),㈢HOSTALEN低壓於漿工藝,★工藝單元100單元催化劑制備和聚合反應(yīng)。200單元粉料處理。300單元己烷精制和1丁烯回收。400單元己烷罐區(qū)。500單元擠壓造粒、粒料摻混。600單元公用工程系統(tǒng)。800單元粒料儲(chǔ)存及輸送。900單元輔助設(shè)施。,三、工藝流程和技術(shù)特點(diǎn),㈢HOSTALEN低壓於漿工藝,★工藝特點(diǎn)⑴雙釜反應(yīng)器可通過采用并聯(lián)或串聯(lián)的形式生產(chǎn)單峰及雙峰產(chǎn)品。⑵工藝操作彈性高,穩(wěn)定性好且生產(chǎn)靈活,產(chǎn)品牌號(hào)轉(zhuǎn)換快。⑶對(duì)原料乙烯及共聚單體純度要求不高。⑷新型催化劑的氫調(diào)靈敏度高,共聚性能好,聚合物粉末顆粒大,分布均勻,聚合釜不易粘壁。⑸反應(yīng)器采用外盤管及外冷卻器兩種撤熱方式。⑹設(shè)有1丁烯回收裝置,可以降低共聚單體消耗。⑺在生產(chǎn)單峰/雙峰HDPE系列產(chǎn)品方面具有比較優(yōu)勢(shì)。,三、工藝流程和技術(shù)特點(diǎn),㈣CX淤漿工藝,CX淤漿工藝流程示意圖,三、工藝流程和技術(shù)特點(diǎn),㈣CX淤漿工藝,★工藝單元100單元催化劑配制。200單元聚合反應(yīng)。300單元離心分離、干燥。400單元擠壓造粒。500單元粒料摻混、儲(chǔ)存及輸送、包裝。600單元低聚物處理及結(jié)片包裝。700單元己烷回收、己烷罐區(qū)。900單元公用工程。,三、工藝流程和技術(shù)特點(diǎn),㈣CX淤漿工藝,★工藝特點(diǎn)⑴雙反應(yīng)器可通過采用并聯(lián)或串聯(lián)的形式生產(chǎn)單峰及雙峰產(chǎn)品。⑵工藝操作穩(wěn)定性好且生產(chǎn)靈活,產(chǎn)品牌號(hào)切換容易。⑶高效PZ催化劑氫調(diào)靈敏,共聚性能好,產(chǎn)品分子量分布控制容易。⑷聚合物粉末顆粒分布均勻,聚合釜不易粘壁。,三、工藝流程和技術(shù)特點(diǎn),㈤INNOVENE低壓於漿工藝,INNOVENES工藝流程示意圖,三、工藝流程和技術(shù)特點(diǎn),㈤INNOVENE低壓於漿工藝,★工藝單元1000單元原料精制、助催化劑儲(chǔ)存和供應(yīng)。2000單元催化劑加料、活化。3000單元催化劑注入和聚合反應(yīng)。4000單元聚合物淤漿處理、粉料脫氣。5000單元溶劑回收。6000單元粉料輸送、添加劑計(jì)量和擠壓造粒。7000單元粒料摻混、儲(chǔ)存及輸送。9000單元公用工程系統(tǒng)及輔助設(shè)施。,三、工藝流程和技術(shù)特點(diǎn),㈤INNOVENE低壓於漿工藝,★工藝特點(diǎn)⑴采用雙環(huán)管反應(yīng)器、輕質(zhì)溶劑淤漿工藝,反應(yīng)器體積小、傳熱系數(shù)高。⑵使用ZN高效催化劑窄MWD和CR系催化劑寬MWD,采用2臺(tái)環(huán)管反應(yīng)器和特有的中間處理工序,能夠生產(chǎn)單峰/雙峰產(chǎn)品,產(chǎn)品應(yīng)用范圍廣。⑶催化劑對(duì)原料雜質(zhì)要求低,原料不需要特別處理。⑷產(chǎn)品牌號(hào)切換快,過渡產(chǎn)品少。⑸異丁烷做為輕質(zhì)溶劑,使得聚合反應(yīng)工況相對(duì)穩(wěn)定,聚合物粉末機(jī)械性能好,質(zhì)量均一。⑹反應(yīng)單程轉(zhuǎn)化率高>97,漿料濃度可達(dá)到55,溶劑循環(huán)量少,無脫灰、脫蠟處理工序,裝置能耗低。⑺工藝流程相對(duì)簡(jiǎn)單,大型運(yùn)轉(zhuǎn)設(shè)備少,設(shè)備運(yùn)行可靠性高。,三、工藝流程和技術(shù)特點(diǎn),㈥LUPOTECHT高壓管式法工藝,LUPOTECHT工藝流程示意圖,三、工藝流程和技術(shù)特點(diǎn),㈥LUPOTECHT高壓管式法工藝,★工藝單元0100單元醋酸乙烯VA處理及貯存。0200單元調(diào)整劑處理、進(jìn)料和貯存。0300單元過氧化物處理、貯存。0400單元油處理。0600單元安全設(shè)施。1200單元壓縮。1300單元聚合反應(yīng)。1400單元分離。1500、1600單元高壓和低壓循環(huán)氣處理。1700單元擠壓造粒。1800單元熱水站。1900單元粒料脫水、干燥處理。5100/5500/5600單元粒料脫氣、輸送、中間貯存和包裝。,三、工藝流程和技術(shù)特點(diǎn),㈥LUPOTECHT高壓管式法工藝,★工藝特點(diǎn)⑴融合了IMHAUSEN管式法的高壓聚乙烯技術(shù)。⑵以醋酸乙烯為共聚單體,以丙烯和丙醛為調(diào)整劑,生產(chǎn)均聚和共聚聚乙烯產(chǎn)品。⑶采用單點(diǎn)進(jìn)料、以過氧化物為引發(fā)劑、四段反應(yīng)的脈沖反應(yīng)器。⑷反應(yīng)壓力高、單程轉(zhuǎn)化率高、產(chǎn)品質(zhì)量好。⑸產(chǎn)品牌號(hào)切換時(shí)間短,過渡料少。,三、工藝流程和技術(shù)特點(diǎn),㈦SCLAIRTECH中壓溶液法,SCLAIRTECH工藝流程示意圖,三、工藝流程和技術(shù)特點(diǎn),㈦SCLAIRTECH中壓溶液法,★工藝單元⑴原料精制、助催化劑儲(chǔ)存和供應(yīng)。⑵催化劑制備和進(jìn)料。⑶聚合反應(yīng)。⑷聚合物脫活。⑸閃蒸分離及溶劑回收。⑹添加劑計(jì)量和擠壓造粒。⑺顆粒脫氣處理。⑻粒料摻混、儲(chǔ)存及輸送。⑼公用工程系統(tǒng)及輔助設(shè)施。,三、工藝流程和技術(shù)特點(diǎn),㈦SCLAIRTECH中壓溶液法,★工藝特點(diǎn)⑴原料要求較低,不需要特殊的精制處理。⑵采用溶劑,聚合反應(yīng)穩(wěn)定,反應(yīng)器不粘壁。⑶單程轉(zhuǎn)化率高達(dá)95、產(chǎn)品質(zhì)量好。⑷反應(yīng)器停留時(shí)間短,產(chǎn)品牌號(hào)切換時(shí)間短,過渡料少。,四、催化劑和引發(fā)劑研發(fā),㈠催化劑、引發(fā)劑的發(fā)展階段,聚乙烯催化劑和引發(fā)劑研發(fā)進(jìn)展,四、催化劑和引發(fā)劑研發(fā),㈠催化劑、引發(fā)劑的發(fā)展階段,⒈高壓聚乙烯LDPE引發(fā)劑研發(fā)進(jìn)展,乙烯在高溫、高壓條件下,通過引發(fā)劑如R00RI、O2等分解產(chǎn)生的自由基,聚合形成LDPE。⑴20世紀(jì)30年代到60年代,引發(fā)劑大多采用空氣或氧氣。⑵20世紀(jì)70年代后期,隨著高壓法LDPE生產(chǎn)技術(shù)的開發(fā),引發(fā)劑逐漸采用有機(jī)過氧化物。⑶隨著裝置大型化和生產(chǎn)能力的提高,開發(fā)了很多種類的快速、高效引發(fā)劑。特別是低溫引發(fā)劑混合高溫引發(fā)劑以及雙功能過氧化物引發(fā)劑的研發(fā),從而獲得較高的單程轉(zhuǎn)化率和高分子量聚合物。⑷近年來,美國EXXONMOBIL開發(fā)的茂金屬催化劑在三菱油化的高壓管式法進(jìn)行了商業(yè)化生產(chǎn)。,四、催化劑和引發(fā)劑研發(fā),㈠催化劑、引發(fā)劑的發(fā)展階段,⒉高密度聚乙烯HDPE催化劑研發(fā)進(jìn)展,⑴1953年底,K齊格勒及其合作者發(fā)現(xiàn)了由TICL4/ALET3組成的齊格勒催化劑。⑵1960年,美國PHILLIPSPETROLEUM公司開發(fā)成功鉻基催化劑并工業(yè)化應(yīng)用。⑶1969年,比利時(shí)SOLVAY公司首次推出載體型高活性ZN鈦基催化劑,革除了脫灰處理工序,推動(dòng)了乙烯配位聚合工藝的新發(fā)展。⑷20世紀(jì)80年代初期,德國科學(xué)家KAMINSKY教授發(fā)現(xiàn)茂金屬單活性中心催化劑。經(jīng)過近十年的研發(fā)后,茂金屬催化劑開始逐步工業(yè)化應(yīng)用。,四、催化劑和引發(fā)劑研發(fā),㈠催化劑、引發(fā)劑的發(fā)展階段,⒊線性低密度聚乙烯LLDPE催化劑研發(fā)進(jìn)展,⑴1953年底,K齊格勒及其合作者發(fā)現(xiàn)了由TICL4/ALET3組成的齊格勒催化劑。⑵1969年,比利時(shí)SOLVAY公司首次推出載體型高活性ZN鈦基催化劑,革除了脫灰處理工序,推動(dòng)了乙烯配位聚合工藝的新發(fā)展。⑶20世紀(jì)70年代,美國UCC公司和加拿大DUPONT公司率先發(fā)展利用高活性ZN鈦基催化劑進(jìn)行乙烯與Α烯烴共聚制得線性低密度聚乙烯LLDPE。⑷20世紀(jì)80年代初期,德國科學(xué)家KAMINSKY教授發(fā)現(xiàn)茂金屬單活性中心催化劑。經(jīng)過近十年的研發(fā)后,茂金屬催化劑開始逐步工業(yè)化應(yīng)用。,㈡催化劑、引發(fā)劑研發(fā)進(jìn)展和趨勢(shì),四、催化劑和引發(fā)劑研發(fā),★方向⒈快速高效引發(fā)劑高壓法低密度聚乙烯將加大低溫引發(fā)劑研發(fā),目的是降低反應(yīng)溫度和反應(yīng)壓力,使裝置生產(chǎn)規(guī)模特別是高壓釜式法大型化。⒉ZN鈦基催化劑將在高活性基礎(chǔ)上系列化發(fā)展,不斷開發(fā)性能更好的聚乙烯產(chǎn)品的同時(shí),進(jìn)一步降低生產(chǎn)成本。⒊鉻基催化劑進(jìn)一步在載體技術(shù)上開拓,減少聚合物中鉻基催化劑殘留,提高聚乙烯產(chǎn)品的安全性。,四、催化劑和引發(fā)劑研發(fā),㈡催化劑、引發(fā)劑研發(fā)進(jìn)展和趨勢(shì),★方向⒋茂金屬催化劑繼續(xù)加大開發(fā)高性能聚乙烯產(chǎn)品的力度。⒌生產(chǎn)成本相對(duì)低廉的非茂金屬催化劑在乙烯和極性單體共聚方向加快了工業(yè)化的步伐。⒍傳統(tǒng)的ZN鈦基催化劑和茂金屬催化劑組成的混合型催化劑,在1臺(tái)反應(yīng)器或相互串聯(lián)的不同反應(yīng)器中,生產(chǎn)雙峰或多峰分布的聚乙烯產(chǎn)品。,四、催化劑和引發(fā)劑研發(fā),㈢聚乙烯催化劑研發(fā)進(jìn)展,■UNIPOL氣相工藝的催化劑,⒈1968年,UNIVATION公司開發(fā)UNIPOL氣相HDPE工藝技術(shù)并1971年商業(yè)化運(yùn)行,使用鉻系催化劑UCATTMG。⒉1975年,UNIVATION公司開發(fā)UNIPOL氣相LLDPE工藝技術(shù)并1977年商業(yè)化運(yùn)行,使用鈦系干粉催化劑UCATTMA。隨后分別在1983年、1986年相繼開發(fā)1己烯共聚LLDPE產(chǎn)品、冷凝態(tài)工藝技術(shù)。⒊1989年,UNIVATION公司開發(fā)成功UNIPOL氣相工藝專門用于生產(chǎn)吹塑成型HDPE產(chǎn)品的鉻系催化劑UCATTMB。⒋1991年,UNIVATION公司開發(fā)UNIPOL氣相超冷凝態(tài)工藝技術(shù)。同時(shí),成功開發(fā)生產(chǎn)1丁烯共聚LLDPE產(chǎn)品的鈦系淤漿催化劑UCATTMJ。⒌1995年,UNIVATION公司開發(fā)了生產(chǎn)1己烯共聚產(chǎn)品的XCATTMHPRMLLDPE茂金屬催化劑。隨后分別在1999年、2001年和2004年陸續(xù)開發(fā)了生產(chǎn)1己烯共聚產(chǎn)品的XCATTMEZPMLLDPE一代、XCATTMHPRMVLDPE、XCATTMEZPMLLDPE二代茂金屬催化劑。⒍2007年以來,UNIVATION公司開發(fā)了生產(chǎn)雙峰HDPE產(chǎn)品的PRODIGYTMBMC系列催化劑。⒎2010年后,UNIVATION公司開發(fā)推廣了新的鉻系催化劑ACCLAIMTMK100。,四、催化劑和引發(fā)劑研發(fā),㈢聚乙烯催化劑研發(fā)進(jìn)展,■INNOVENE氣相工藝的催化劑,⒈1971年,INEOS公司開發(fā)INNOVENEG氣相工藝技術(shù)并1976年商業(yè)化運(yùn)行。1983年以后,開始專利技術(shù)轉(zhuǎn)讓。⒉1987年,INEOS公司開發(fā)1己烯共聚LLDPE產(chǎn)品。⒊1989年,INEOS公司開始鉻系寬分子量催化劑專利技術(shù)轉(zhuǎn)讓。⒋1995年,INEOS公司成功開發(fā)INNOVENEG氣相高產(chǎn)率工藝技術(shù)。⒌1997年以來,INEOS公司加大了乙烯與高級(jí)Α烯烴共聚的茂金屬催化劑研發(fā)力度,于2000年后開始商業(yè)化運(yùn)行。,四、催化劑和引發(fā)劑研發(fā),㈢聚乙烯催化劑研發(fā)進(jìn)展,■國內(nèi)聚乙烯催化劑研發(fā)進(jìn)展情況,自20世紀(jì)60年代開始聚烯烴催化劑研究開發(fā)。⒈1994年以來,中國石化集團(tuán)公司北京化工研究院研發(fā)成功適合CX淤漿工藝的BCH催化劑和BCE高效催化劑。⒉1999年以來,中國石化集團(tuán)公司北京化工研究院和上?;ぱ芯吭貉兄瞥晒m合UNIPOL氣相工藝的BCG系列固體催化劑和SCG系列固體催化劑。⒊2002年,中國石化集團(tuán)公司北京化工研究院研發(fā)成功適合UNIPOL氣相工藝的BCS01淤漿催化劑。⒋2003年后,上海立得催化劑有限公司開發(fā)成功UNIPOL氣相工藝的SLCG固體催化劑和SLCS淤漿催化劑。,四、催化劑和引發(fā)劑研發(fā),㈢聚乙烯催化劑研發(fā)進(jìn)展,■國內(nèi)聚乙烯催化劑研發(fā)進(jìn)展情況,⒌2002年,石油化工科學(xué)研究院與燕山石化公司合作研發(fā)成功適合CX淤漿工藝的NT1型高效催化劑。2007年,與山東淄博新塑化工有限公司及齊魯石化公司合作開發(fā)了TH1L型高效氣相法漿液催化劑。⒍2006年,中國石油天然氣集團(tuán)公司遼陽石化公司開發(fā)了適合HOSTALEN低壓於漿工藝的JM1催化劑并工業(yè)化應(yīng)用成功。⒎2006年,中國石化集團(tuán)公司催化劑分公司依托上?;ぱ芯吭杭夹g(shù)生產(chǎn)了適合UNIPOL氣相工藝的鉻系催化劑SCG3/4/5。摘自鉻系催化劑研究報(bào)告⒏2008年,上海納川化工有限公司上?;ぱ芯吭号c美國科諾科菲利浦石油公司及GRACEDAVISON公司合作建立的有機(jī)化工聯(lián)合研究所與上海立得催化劑有限公司開發(fā)生產(chǎn)了適合PHILLIPS淤漿環(huán)管工藝的NTR971催化劑并工業(yè)化應(yīng)用成功。摘自鉻系催化劑研究報(bào)告,四、催化劑和引發(fā)劑研發(fā),㈢聚乙烯催化劑研發(fā)進(jìn)展,■國內(nèi)聚乙烯催化劑研發(fā)進(jìn)展情況,⒐2008年,上?;ぱ芯吭号c上海立得催化劑有限公司開發(fā)生產(chǎn)了適合BORSTAR環(huán)管氣相工藝的SLCB催化劑并工業(yè)化應(yīng)用成功。同時(shí),也開發(fā)生產(chǎn)了適合INNOVENEG氣相工藝的SLCI催化劑。⒑1999年,北京化工研究院和石油化工科學(xué)研究院合作研發(fā)的APE1茂金屬催化劑已經(jīng)進(jìn)行了釜式淤漿法工藝、環(huán)管淤漿法工藝及氣相流化床工藝中試試驗(yàn),并進(jìn)行了氣相流化床工藝裝置的工業(yè)應(yīng)用試驗(yàn)。⒒2005年,中國石油天然氣集團(tuán)公司石油化工研究院蘭州中心原蘭州石化公司石化研究院成功開發(fā)了LSG1型硅膠載體,并應(yīng)用于茂金屬負(fù)載化工藝,性能達(dá)到國外同類產(chǎn)品水平。⒓2008年,中國科學(xué)院上海有機(jī)化學(xué)研究所與中國石化揚(yáng)子石油化工股份有限公司合作研發(fā)了聚烯烴結(jié)構(gòu)可控SST系列新型非茂金屬催化劑。⒔2013年,上?;ぱ芯吭骸⒅袊瘡V州石化分公司與上海立得催化劑有限公司合作研發(fā)了適合UNIPOL氣相冷凝工藝的SLH211鉻系催化劑并工業(yè)化應(yīng)用成功。,五、產(chǎn)品范圍及用途,聚乙烯產(chǎn)品應(yīng)用,五、產(chǎn)品范圍及用途,聚乙烯產(chǎn)品分類,聚乙烯是通過乙烯CH2CH2加成聚合反應(yīng)而成,是由重復(fù)的CH2單元連接而成的。聚乙烯按密度分為⑴低密度聚乙烯LDPE密度0910~0935G/CM3,分子有長(zhǎng)短支鏈,有的支鏈呈樹枝狀,長(zhǎng)度幾乎可與主鏈相等。⑵線性低密度聚乙烯LLDPE密度0910~0940G/CM3,分子為線型,有一定數(shù)量無規(guī)分布較短的支鏈。⑶高密度聚乙烯HDPE密度09400970G/CM3,分子為線型結(jié)構(gòu),很少有支化現(xiàn)象。,五、產(chǎn)品范圍及用途,聚乙烯結(jié)構(gòu)與產(chǎn)品性能,聚乙烯樹脂通常有3個(gè)關(guān)鍵參數(shù)⑴熔體流動(dòng)速率MFR表征樹脂平均分子量的高低。⑵密度D表征高分子鏈支化程度或剛性的指標(biāo)。⑶分子量分布MWD影響樹脂加工性能的重要指標(biāo)。三者之間互相關(guān)聯(lián),互相影響。在生產(chǎn)中通過調(diào)節(jié)這3個(gè)參數(shù),確定聚乙烯樹脂性能。,五、產(chǎn)品范圍及用途,聚乙烯結(jié)構(gòu)與產(chǎn)品性能,■熔體流動(dòng)速率MFR在一定的溫度和壓力下,熱塑性樹脂在單位時(shí)間內(nèi)通過標(biāo)準(zhǔn)口模的重量,單位為G/10MIN。同一類的聚合物如聚乙烯,聚合度越大即分子量越大,它的熔體流動(dòng)速率越??;同樣分子量的聚合物,由于它們的化學(xué)結(jié)構(gòu)不同,它的熔體流動(dòng)速率也不一樣,這主要跟它們分子間的滑動(dòng)系數(shù)有關(guān)。高M(jìn)FR的聚乙烯樹脂分子量低,成型流動(dòng)性好,適合注塑成型;而低MFR的聚乙烯樹脂分子量高,成型流動(dòng)性相對(duì)差一些,適合擠塑成型。,五、產(chǎn)品范圍及用途,聚乙烯結(jié)構(gòu)與產(chǎn)品性能,■密度D在一定溫度下單位體積物質(zhì)的質(zhì)量,單位為KG/M3或G/CM3。在聚合物的聚集態(tài)結(jié)構(gòu)中,分子鏈排列的有序狀態(tài)不同,其密度就不同。聚合物結(jié)晶度越高,分子鏈排列有序程度就越高,分子堆積越緊密,聚合物密度就越大。聚合過程中,鏈轉(zhuǎn)移導(dǎo)致高分子鏈發(fā)生支化。支化度越高,聚合物密度就降低,結(jié)晶度也降低,熔體流動(dòng)粘度顯著增加。聚乙烯樹脂的支化度越高,密度就越低,聚乙烯樹脂的抗拉伸性能和耐應(yīng)力裂變性能增加。聚乙烯樹脂的結(jié)晶度越高,密度就越高,其剛性和表面強(qiáng)度增加,抗拉伸性能相對(duì)越差。,五、產(chǎn)品范圍及用途,聚乙烯結(jié)構(gòu)與產(chǎn)品性能,■分子量分布MWD聚合物的分子量分布就是大小不同的聚合物分子所占有的相對(duì)比例,是表征聚合物多分散性的重要參數(shù),用DMW/MN來表示。分子量分布不僅影響最終產(chǎn)品的性能,而且對(duì)產(chǎn)品后加工的工藝過程影響很大。分子量分布寬的聚合物熔體粘度小,容易流動(dòng),但會(huì)使塑料制品的使用性能下降。分子量分布寬的高密度聚乙烯樹脂流動(dòng)性顯著改善,有利于成型加工,但沖擊強(qiáng)度、耐環(huán)境應(yīng)力性能下降。,,,,,,五、產(chǎn)品范圍及用途,聚乙烯結(jié)構(gòu)與產(chǎn)品性能,■低密度聚乙烯LDPELDPE是有許多長(zhǎng)支鏈的熱塑性聚合物,分子量可高達(dá)4106。LDPE樹脂的結(jié)晶度為40~50,熔點(diǎn)為105~115℃。其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是高分子鏈中每1000個(gè)碳原子含有10~35個(gè)短支鏈,短支鏈的碳原子為2~8,其中以含4個(gè)碳原子的短支鏈為主。由于缺乏線性規(guī)則的結(jié)構(gòu)減少了對(duì)稱性,導(dǎo)致樹脂密度低,并成比例地降低了結(jié)晶度。LDPE樹脂的分子量分布較寬MW/MN20~50,有較好的熔體強(qiáng)度,適合擠出成型如吹塑薄膜、流延薄膜、擠出涂覆、電線包覆、片材等,其它加工方法有注塑成型、吹塑成型、滾塑成型等。LDPE產(chǎn)品具有有良好的光學(xué)性、粘結(jié)性、密封性、加工性和電學(xué)性能。,,,,五、產(chǎn)品范圍及用途,聚乙烯結(jié)構(gòu)與產(chǎn)品性能,■線性低密度聚乙烯LLDPELLDPE是乙烯與Α烯烴的共聚物,形成大分子主鏈上帶有支鏈的線性結(jié)構(gòu)。LLDPE的支鏈長(zhǎng)度一般大于HDPE支鏈長(zhǎng)度,但比LDPE支鏈長(zhǎng)度短。LLDPE的結(jié)晶度為50~55,熔點(diǎn)為115~130℃。LLDPE樹脂的分子量分布較窄MW/MN28~5,熔體強(qiáng)度較低,適于注射成型,不利于吹塑薄膜。在低剪切速率下粘度低,適于滾塑成型。LLDPE產(chǎn)品的沖擊強(qiáng)度、剛性、耐環(huán)境應(yīng)力開裂性優(yōu)于LDPE。適用于薄膜、滾塑成型容器、中空成型小容器、
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