無堿二元驅配注工藝及粘度損失控制技術

（中油遼河工程有限公司，遼寧 盤錦 124010）

無堿二元驅配注工藝及粘度損失控制技術

喬 明

（中油遼河工程有限公司，遼寧 盤錦 124010）

無堿二元驅地面工藝的核心技術是控制聚合物溶液的粘度損失率，粘度損失率增加會導致驅油效果下降，同時增加運行成本。通過對無堿二元驅地面工藝各節(jié)點粘度損失率的統(tǒng)計、分析并采取相應的技術措施，可以有效降低無堿二元驅地面工藝粘度損失率。

無堿二元驅；粘度損失率；聚合物母液；目的液

1 前言

遼河油田10億多噸的注水開發(fā)儲量進入開采中后期，瀕臨廢棄，標定采收率只有34.9%。為保證遼河油田千萬噸穩(wěn)產(chǎn)，遼河油田開展了化學驅技術攻關，歷時三年，遼河化學驅實現(xiàn)了從強堿、弱堿到無堿的重大跨越。遼河油田錦16塊是無堿二元驅率先獲突破的區(qū)塊，目前，錦16塊二元驅試驗區(qū)塊日產(chǎn)油350噸，綜合含水83%。較水驅開發(fā)產(chǎn)量增加了11.6倍，含水率下降了13.5%，達到中石油同類油藏開采的最好水平。

無堿二元驅地面工藝的核心技術是控制聚合物溶液的粘度損失率，粘度損失率增加會導致驅油效果下降，同時增加運行成本。根據(jù)測算，無堿二元驅地面工藝每增加1%粘度損失率，開采1噸原油將增加5.37元藥劑成本，因此需要采取多種技術手段相結合降低地面工程粘度損失。

2 無堿二元驅地面工程配制、注入工藝

錦16塊Ⅱ層系部署24個注入井組，區(qū)塊整體位于大凌河河套內(nèi)，由于受大凌河的影響本工程將聚合物母液配制站與注入站分開布置。在大凌河河套內(nèi)新建注入站；在大凌河河套外新建聚合物母液配制站。配制站配制的聚合物母液通過母液管線輸送到注入站，在注入站與二元驅污水配制成目的液，再經(jīng)靜態(tài)混合器充分混合后注入目的井。工程總投資1.24億元。

2.1 聚合物母液配制工藝

（1）配制聚合物母液水源

歡三聯(lián)軟化污水進入儲水罐，經(jīng)儲存、殺菌后由供水泵提升至0.72MPa后輸送至聚合物分散溶解裝置溶解聚合物干粉。同時歡三聯(lián)來二元驅污水經(jīng)殺菌后也輸至注入站，為注入站提供高壓摻水水源。

（2）聚合物干粉分散及熟化工藝

分散溶解裝置主要由儲料斗、下料器、水射器、混合箱，螺桿泵等組成。聚合物干粉（每袋75kg）由吊車吊到儲料斗上方，將聚合物干粉倒入儲料斗，經(jīng)下料器精確計量后（下粉量控制在±2%）進入水射器，由供水泵提升的軟化污水在水射器裝置形成一股環(huán)狀高壓射流，將聚合物干粉帶入混合箱，再由轉輸泵提升進熟化罐，聚合物熟化時間2h。為了使母液在熟化罐熟化過程中更加徹底，在熟化罐頂端裝有雙螺帶螺旋槳，螺旋槳轉數(shù)每分鐘10-19轉。熟化完成后的聚合物母液由外輸泵（螺桿泵）增壓，經(jīng)兩級過濾器過濾，濾除魚眼及雜質(zhì)，通過聚合物母液管線輸送到注入站 。

（3）恒濃度表面活性劑摻入工藝

在配制站將表活劑原液按目的液表面活性劑濃度直接摻入聚合物母液去熟化罐管線及二元驅污水去注入站管線，實現(xiàn)目的液表面活性劑濃度恒定。

2.2 目的液注入工藝

注入流程采用單泵對單井和單泵對多井兩種注入工藝。

（1）單泵對單井注入工藝

單泵對單井注入工藝是每一臺注入泵對著一口注入井。配制站來聚合物母液經(jīng)注入泵升壓至16MPa后經(jīng)單流閥及手動控制閥，再經(jīng)流量計計量后進入靜態(tài)混合器的母液進口端；同時從配制站來二元驅污水經(jīng)高壓摻水泵提升至16MPa后進入配水匯管，在每一根高壓水支管上均裝有手動閥、流量計、電動閥及單流閥，二元驅污水通過高壓閥組分配后進入靜態(tài)混合器高壓水進口端，兩種液體按要求形成定比例、定量的目的液再經(jīng)靜態(tài)混合器充分混合后去目的液注入井口注入地下。

（2）單泵對多井注入工藝

配制站來聚合物母液經(jīng)注入泵升壓至16MPa，經(jīng)單流閥、手動控制閥、流量計計量后進入配聚匯管（多井母液調(diào)節(jié)裝置），在匯管上的每一根母液支管上均裝有手動閥、流量計、低剪切調(diào)節(jié)器及單流閥，母液經(jīng)多井母液調(diào)節(jié)裝置分配后進到靜態(tài)混合器母液進口端；同時從配制站來二元驅污水經(jīng)高壓摻水泵提升至16MPa后進入配水匯管，在每一根高壓水支管上均裝有手動閥、流量計、電動閥及單流閥，二元驅污水通過高壓閥組分配后進入靜態(tài)混合器高壓水進口端，兩種液體按要求形成定比例、定量的目的液再經(jīng)靜態(tài)混合器充分混合后去目的液注入井口注入地下。

3 配注工藝采用的新設備及應用評價

3.1 分散溶解裝置

分散溶解采用水環(huán)流噴射式結構的射流混合器，水、粉分散效果好、混合均勻，不結團，不產(chǎn)生“魚眼”。與風送型分散溶解裝置相比維護量小，使用壽命長，無運行噪音。

分散溶解裝置選用PID閉環(huán)控制，下料器采用變頻調(diào)節(jié)，混配濃度精度高，誤差小。通過監(jiān)測水的流量即時控制下料器的給料量，從而保證了水與聚合物干粉的配比，整套裝置采用PLC控制生產(chǎn)流程。

投產(chǎn)評價：自動化程度高，技術先進，性能穩(wěn)定，運行可靠。

3.2 雙螺帶攪拌器

熟化罐選用的雙螺帶式攪拌器，攪拌死角小，熟化徹底。攪拌機軸轉速為10～19rpm，葉片外邊緣線速度為1～5m/s，粘度損失不超過1%。用雙螺帶式攪拌器代替現(xiàn)有的雙層槳葉螺旋推進器，可增加混合效果，使混合液在攪拌器的推動下，既有翻轉運動，又達到翻騰起伏后浪推前浪的作用，使整個液體都攪動起來，可消除魚眼和粘團。雙螺帶攪拌器熟化2h的母液粘度曲線與螺旋推進式攪拌器熟化3h的母液粘度曲線以及傳統(tǒng)螺旋推進式攪拌器熟化4h的母液粘度曲線基本重合，說明雙螺帶攪拌器縮短熟化時間對聚合物粘度降解不產(chǎn)生影響。

投產(chǎn)評價：雙螺帶式攪拌器攪拌均勻，混合效果好，熟化徹底。

3.3 新型母液過濾器

聚合物母液過濾一般采用鋼網(wǎng)式過濾器，本工程采用的是針氈面料制成的濾袋，不僅具有柔韌性好，結構簡單，安裝及儲存方便的特點，而且濾孔均勻，納污能力強，對聚合物母液剪切小。

投產(chǎn)評價：投產(chǎn)初期運行母液過濾器起到了一定的過濾效果，但對聚合物母液剪切比較大，根據(jù)錦16塊高滲透的特殊地質(zhì)情況，目前生產(chǎn)部門已取消了母液過濾器的運行。

3.4 殺菌器

殺菌器是采用瑞典LEMUPZ-D殺菌器，該殺菌技術屬于物理殺菌法，它包括電化學、陶瓷氧化和光催化三個主要技術組成。主要通過對細菌代謝系統(tǒng)的破壞、對細菌細胞壁的破壞以及對細菌DNA的破壞，從根本上殺滅細菌。該裝置對水質(zhì)要求低，運行費用低（處理成本為0.035元/m3），沒有二次污染，殺菌性能優(yōu)（特別對SRB菌有強烈的殺菌效果）。

投產(chǎn)評價：殺菌器殺菌效果達到設計要求，運行可靠，但設備質(zhì)量還有待于加強，投產(chǎn)一年三次維修。

4 無堿二元驅地面工程粘度損失控制技術

“錦16塊二元驅工業(yè)化試驗地面工程”于2011年成功投產(chǎn)，經(jīng)過近3年的試驗和持續(xù)改進，地面工程粘度損失率從投產(chǎn)初期的78%降低至目前的22%，取得了良好的經(jīng)濟效益。

4.1 投產(chǎn)初期無堿二元驅地面工程粘度損失率分析

根據(jù)各節(jié)點粘度損失率統(tǒng)計數(shù)據(jù)，找出了造成粘度損失的主要因素：

（1）注入站靜態(tài)混合器初期粘度損失最大，達到30.2%。

（2）注聚泵初期粘度損失達到17%。

（3）母液長輸管線初期粘度損失達到18.1%。

（4）單井注入管線初期粘度損失達到12.7%。

4.2 無堿 二元驅地面工程粘度損失控制技術

（1）針對聚合物母液與高壓污水混和均勻度差、粘度損失率高的問題，采用了新型兩相匯流裝置和低剪切靜態(tài)混合器，經(jīng)過現(xiàn)場調(diào)試后，靜混器后端和注入井口粘度均大幅上升。

（2）針對注聚泵粘度損失率過高的情況進行分析，過濾器濾芯為20目的鋼絲網(wǎng)眼，對聚合物溶液的物理剪切很大，拆除后粘度損失率減少14.6%。

（3）聚合物母液管線為鋼骨架聚乙烯復合管，該管線在經(jīng)濟流速下（不大于0.5米/秒），粘度損失率應為2%左右，母液外輸管線粘度損失率應在5%以內(nèi)，而實際粘度損失率18.1%，分析造成粘損的幾種可能性：管線穿越地形復雜，彎頭較多（15個左右）；管線內(nèi)有異物；介質(zhì)在管線內(nèi)流速過緩（0.22米/秒），滯留時間長（近3小時），聚合物在地面熟化時間共計6.5小時，導致聚合物溶液抗機械剪切性能變差。

針對聚合物母液管線粘度損失率大的情況，采取了2項措施降低粘度損失率：①設計并增建母液管線投球掃線流程，實施掃線措施，清除管線內(nèi)可能存在的異物，降低管線造成的粘損。②7月上旬，將1個熟化罐切為備用，熟化時間降低為3.5小時；8月下旬，切2個熟化罐為備用，熟化時間降為2小時13分鐘，配制站出口粘度平均上升了40mpa.s。

（4）針對單井注入管線粘損較大的狀況，采取了2項措施降低粘度損失率：①在注入站增建反沖洗工藝，解決站內(nèi)注入管線和設備長時間運行后積垢問題。②改造注入井口取樣工藝取代目前在用取樣器，解決取樣器取樣誤差大、操作復雜、冬季凍堵等困難。

結語

實施產(chǎn)量結構調(diào)整，提高稀油、高凝油產(chǎn)量，是遼河油田公司效益發(fā)展的重要途徑。遼河油田無堿二元驅作為三次采油前沿技術，成為這類油藏延長壽命的上佳選擇，是油田今后提高采收率技術發(fā)展方向。無堿二元驅地面工程的核心技術是控制聚合物溶液的粘度損失率，通過對無堿二元驅地面工藝各節(jié)點粘度損失率的統(tǒng)計、分析并采取相應的技術措施，可以有效降低無堿二元驅地面工藝粘度損失率，進而提高驅油效果，降低油田開發(fā)成本。

[1]楊兆麟，孫曉明，毛翠玲，等.錦16塊二元驅工業(yè)化試驗工程設計[J].油氣田地面工程，2013，32（01）:52-54.

[2]閆云貴，徐偉生，邢立國，等.聚合物/表面活性劑二元復合驅配注工藝[J].油氣田地面工程，2011，30（12）:30-32.

TE357 < class="emphasis_bold"> 文獻標識碼：A

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