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河南祥龙石油工程有限公司

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膜制氮机组技术服务

膜制氮设备

作者: 发布时间:2025-01-15 11:18:11点击:718

1.0 膜制氮设备

1.1 祥龙石油是石油专业设备制造商,也是注氮施工技术服务商。对于膜制设备制造、应用有特定的体验,在注氮技术服务中不断的总结设备的应用性能,制造的集装箱车载式、集装箱撬装式膜氮设备更能满足现场施工技术服务。

  1.2 祥龙石油根据客户需求定制:燃油膜制氮、燃气膜制氮、电动膜制氮、醇氢膜制氮设备。

  1.3 双车载、双橇制氮基本设备配置:① 空压机Atlas,发动机奔驰V8;② 膜管:麦道膜;③ 增压橇发动机:卡特3306;④ 增压机:Knox Weston四级压缩

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2.0 油田专用的膜制氮设备

   2.1 油田专用的膜制氮设备主要用于提高原油采收率。这些设备通常采用膜分离技术或PSA(变压吸附)技术来制取氮气,用于油气田开发、氮气泡沫液欠平衡钻井、完井、修井、油藏压力保持及气举等领域。

    2.2 膜制氮设备的工作原理是利用空气中各组分在膜中的渗透速率不同,通过压力驱动,使得氧气等组分透过膜而氮气被富集。这种设备具有移动方便、操作简便、纯度和温度智能控制等特点,适合油田多变的工作环境。


3.0 祥龙石油油田专用膜制氮特点

   3.1 作业连续化:氮气纯度在90%~99.9%范围连续可调;单次作业无障碍运行500小时以上,全年连续稳定运行8000小时以上。

   3.2 控制一键化:祥龙自主研发的智能控制系统,实现一键设置作业纯度和排量,系统自动控制发动机转速和调节阀开度,将作业参数调整到目标值等自动化控制。

   3.3 维保管家化:依据设备维护保养要求,配置维保提醒、维保推荐等设备管理功能,实现维护保养的系统化管理。

   3.4 功能齐全化:制氮注氮成套设备实施“五GAS”配置,可实现低压空气、低压氮气、高压空气、高压氮气、高压天然气等工况的作业需求。

    3.5 外观时代化:分集约化的撬装式、车载式二种,满足客户化外观定制设计,体现祥龙“以客户为中心”的设计理念,产品外观更具科技气息、时代气息。

4.0 主要技术参数 

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5.0膜制氮注氮在油田的应用
5.0 油田施工中的膜制氮、注氮

5.1 膜分离的基本原理:膜分离是指在不同材料构成的多孔、半透膜上,由于分子在膜中的渗透、吸附和扩散等过程,而实现物质之间分离的技术。膜分离的基本原理是根据分子尺寸、形状及化学亲和力等物理、化学性质的不同,在膜的表面或内部发生渗透、吸附、扩散等过程,从而实现物质的分离。

5.2 膜分离制氮的工艺流程: 膜分离制氮设备主要由预处理部分、分离部分、净化部分和控制系统组成,其工艺流程如下:

5.2.1 空气通过压缩机被压缩至一定压力(通常为8-10bar),然后经由冷凝器降低温度,使空气中水分和其它杂质冷凝成液体,并通过过滤器去除悬浮的颗粒物、油脂等有害物质,从而获得高纯度的进气。

5.2.2 将进气送入到膜组件中,膜组件通常由多层薄膜片组成,每层膜片都是由不同材料制成,具有不同的孔径和透气率。当进气在膜组件内部流动时,氧气分子比氮气分子在膜内的扩散速率更快,因此氮气就被滞留在膜表面,而氧气则可以穿过膜进入到废气管道中,这样便实现了氮气和氧气的分离。

 5.2.3 通过再次压缩并冷却氮气,将氮气的纯度提高至99.9%以上。最后,通过一系列的净化设备,例如吸附剂和膜过滤器等,去除残余的杂质,从而获得高纯度的氮气供应。


6.0 膜制氮氮气在天然气井的应用

6.1 天然气井注氮工艺及关键步骤和考虑因素:天然气井注氮工艺是一种在油田开发中用于提高油气采收率的技术,也是一个复杂但有效的油田开发技术。该工艺通过向井下注入氮气,可以实现提高油气的流动性、减少井底积液、降低地层压力、提高油气的开采效率和安全性。

6.2 关键步骤和应用:

6.2.1注氮设备的选用:注氮设备的选择需要根据油井的具体条件和需求来选择合适的设备。

6.2.2 施工操作:注氮过程中的施工操作需要精确控制,以确保氮气能够有效地注入井下,并达到预期效果。

6.2.3 提高采收率:注氮可以作为一种增产技术,通过氮气气举帮助提高油井的产能,尤其是在地层压力降低或井筒积液较多的情况下。

6.2.4 排液技术:在井下作业中,注氮气举排液技术可帮助排除井内的积液,从而恢复或提高油井的生产能力。

6.2 5 安全与环保:由于氮气化学性质稳定,不易与其他物质发生反应,因此在油田开发中使用氮气可以提高作业的安全性和环保性。

6.2.6 技术应用:注氮技术在油田开发中不限于气举排液、泡沫驱油、蒸汽辅助重力泄油等。

6.2.7 工艺流程:注氮工艺流程可能包括氮气的制备、压缩、储存、注入以及监测和控制等步骤。


7.0 氮气气举设备及施工现场

7.1 祥龙石油的膜制氮施工队伍,常年在内蒙乌审旗、中石化四川气田从事气井注氮施工服务,配备有:1200 m3/h车载式膜制氮设备8组。

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7.2 下左图是祥龙石油在安装调试的一套1200 m3/h撬装式膜制氮定单设备。下右图长庆油田混合注氮作业的场景,注氮交井以后,原油日产量恢复到事故发生前的日产量。

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8.0 天然气井注氮工艺 

8.1 工艺原理  膜制氮技术基于不同气体分子在高分子膜上的渗透速率不同。空气中的氧气和水蒸气由于渗透速率快,会优先通过膜,而氮气的渗透速率慢,因此在膜的滞留侧富集,从而实现氮气和氧气的分离。举单井循环气举是利用本井气源,通过压缩机增压后将高压天然气注入气井的油套环空或油管内,利用注入高压气和地层产出气的膨胀能量使井筒内气、液混相,以降低井筒液柱密度,从而降低井底回压,增大生产压差,同时提高气液的流速,增加天然气的携液能力,排出井内积液,使水淹井复活,实现连续或间歇生产的机械排水采气工艺。

8.1.1 天然气循环气举工艺对气井复产效果优良,有效的排水采气降低JPH-1井的井筒回压(下图)。

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    8.2 工艺目的 通过井循环气举工艺设备利用本井气源实现对本井间歇气举+泡排生产,整体提高井携液能力和产量贡献。

    8.3 工艺技术要求  天然气压缩机循环气举工艺要求气井的油管、套管、外输管线无异物杜塞、采气树法兰阀门完好。同时具有如下特征的气井比较适合工艺。
9.0 祥龙石油经常参与的施工方法

9.1 可控强脉冲解堵+注氮气疏导促解吸+储层体积重复压裂:这种方法结合了多种增产措施,包括使用可控强脉冲技术解堵、注氮气扰动疏导促解吸以及体积压裂重复改造储层。通过这些措施,可以有效地解除气井的堵塞问题,提高气井的产量。

9.2 膜制氮注氮技术联合连续油管车:祥龙石油在普光高含硫气田注氮中,与连续油管配合橇装膜制氮排液工艺,通过现场制取高纯度氮气,并通过连续油管注入井内,实现气井排液。这种技术适用于解决高含硫气田生产过程中的井筒积液返排问题。

 9.3 油管或套管注氮技术:直接通过油管注入氮气+流体或聚合物,主要适用于提高 采收率、调整井下压力等场景;直接通过套管注入氮气适用于气井和特殊油藏井通过套管注入氮气维持地层压力,改善油气流动性,从而提高油气采收率。

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