二元復(fù)合驅(qū)地面入注系統(tǒng)粘度損失分析與調(diào)整措施

張宇（遼河油田建設(shè)工程公司,遼寧盤錦124010）

生產(chǎn)與技術(shù)改造

二元復(fù)合驅(qū)地面入注系統(tǒng)粘度損失分析與調(diào)整措施

張宇
（遼河油田建設(shè)工程公司,遼寧盤錦124010）

近年來，復(fù)合驅(qū)被認為是最具應(yīng)用潛力的三次采油技術(shù),針對克拉瑪依油田七中區(qū)復(fù)合驅(qū)工業(yè)化試驗地面注入系統(tǒng)粘度損失嚴重的情況，通過對一元可調(diào)系統(tǒng)運行情況、注入站曝氧塔曝氧情況、地面注入系統(tǒng)各節(jié)點解剖分析，明確了造成聚合物粘度損失的主要原因，并通過對地面注入系統(tǒng)的改造和調(diào)整，明顯改善了聚合物粘度損失情況，最大限度的保持二元復(fù)合驅(qū)試驗效果。

二元復(fù)合驅(qū)；聚合物驅(qū)；注入系統(tǒng)；粘度損失

三次采油是我國提高老油田原油采收率的重要措施，包括調(diào)驅(qū)、聚合物驅(qū)和化學(xué)驅(qū)，近年來，二元、三元復(fù)合驅(qū)被認為是最具應(yīng)用潛力的三次采油技術(shù)。復(fù)合驅(qū)是由兩種或兩種以上驅(qū)油劑組合起來的驅(qū)動方式，它的主要機理是提高洗油效率和增大波及體積，是在綜合了單一化學(xué)驅(qū)優(yōu)點的基礎(chǔ)上建立起來的一種新型化學(xué)驅(qū)油體系?？死斠烙吞?012年開始在七中區(qū)開展復(fù)合驅(qū)工業(yè)化試驗項目，注入站投產(chǎn)后錄取了大量的基礎(chǔ)資料，數(shù)據(jù)顯示地面系統(tǒng)粘度損失嚴重。通過對各環(huán)節(jié)解剖分析，多措施結(jié)合，有效降低了地面系統(tǒng)粘度損失，優(yōu)化工藝參數(shù)，開展技術(shù)革新，保持了系統(tǒng)的正常運行。

1 二元復(fù)合驅(qū)地面系統(tǒng)粘度損失原因

1.1 一元可調(diào)系統(tǒng)運行檢測情況（表1）

在保持單井注入量和聚合物濃度不變的前提下，用清水稀釋聚合物母液濃度，調(diào)試結(jié)果是，17口井的聚合物濃度由1767.86mg·L-1下降到1180.57mg·L-1。

注入泵前、井口聚合物濃度誤差分別為1.8%、1.6%。啟用一元可調(diào)系統(tǒng)，將基液聚合物濃度由1600mg·L-1提高到2400mg·L-1，T72272、T72273井聚合物濃度由2400mg·L-1降低到1200mg·L-1，其它井聚合物濃度由2400mg·L-1降低到1600mg·L-1。再次證明一元可調(diào)系統(tǒng)運行可靠。

1.2 注入站曝氧塔曝氧處理效果檢測情況

針對油田采出污水普遍存在的細菌含量高、亞鐵離子含量高、高礦化度的特點，國內(nèi)外油田對回注污水分別采取了相應(yīng)的降低傷害處理措施，特別是進行殺菌和除鐵的處理，是目前國內(nèi)外油田回注水的處理規(guī)范。在殺菌處理中，有化學(xué)方法和物理方法，化學(xué)方法主要是指加入各種類型的殺菌劑，物理方法如采用曝氧殺菌。在曝氧殺菌中，主要是因為油田污水中主要為厭氧型的硫酸鹽還原菌（SRB），所以只要徹底曝氧，理論上認為就可殺菌，曝氧除鐵的過程是利用空氣中的氧氣使污水中Fe2+氧化成Fe3+，形成Fe（OH）3沉淀達到除鐵的目的，曝氧后的水再經(jīng)過濾處理即可除去Fe（OH）3沉淀物。

表1 調(diào)試期間聚合物母液濃度化驗表Tab.1 Test table of polymermother liquid concentration

對六九區(qū)污水進行了曝氧試驗結(jié)果檢測，首先檢測不同監(jiān)測點水中S2-、Fe2+，鐵離子總量的變化，再對二元站用六九區(qū)污水曝氧前后含鐵含硫情況進行檢測，檢測結(jié)果見表2、3。

曝氧塔曝氧能力檢測結(jié)果表明，經(jīng)過注入站曝氧塔曝氧處理，出水Fe2+、硫化物均檢不出，達到二元液配制要求（處理指標：Fe2+、S2-≤0.1mg·L-1）。

加表活劑后一直用六九區(qū)污水配液，曝氣后污水配制聚合物溶液粘度平均提高35%，結(jié)果見表4。

表2 不同監(jiān)測點在線檢測參數(shù)的變化情況Tab.2 Changes of onlinemeasuring parameters in different monitoring points

表3 六九區(qū)污水曝氣前后含鐵含硫檢測結(jié)果Tab.3 Test results of iron-sulfur-containing concentration before and after sewage aeration of Liujiu block

表4 不同工況條件下曝氧前后污水配液粘度對比Tab.4 Comparison of fluid viscosity before and after sewage aeration oxygen under different conditions

1.3 地面注入系統(tǒng)粘度監(jiān)測情況

在調(diào)驅(qū)、聚合物驅(qū)、化學(xué)驅(qū)等現(xiàn)場施工過程中，由于聚合物溶液在配液罐攪拌器、高壓管線、管線閥門、流量計、井口閥門剪切作用下，粘度損失較大。投產(chǎn)初期，重點對地面注入系統(tǒng)熟化罐、螺桿泵和細過濾出口溶液粘度時行檢測，檢測結(jié)果表明，粘度損失率為42.9%，其中熟化罐至過濾器出口的粘度損失率為7.8%，泵出口-井口的粘度損失率為38.07%。

表5 二元復(fù)合驅(qū)初期地面系統(tǒng)粘度檢測表Tab.5 The detection table of the early viscosity of the binary complex drive system on the ground

表6 注入泵和單井管線粘損檢測化驗表Tab.6 The testing table of viscosity loss in single well lines and injection pump

2 多措并舉，降低地面注入系統(tǒng)粘度損失

通過對分散撬、熟化罐出口、螺桿泵出口、過濾器出口、配液管出口、注入泵出口、單流閥出口、井口等對各環(huán)節(jié)取樣，進行粘度監(jiān)測分析，提出了降低地面注入流程粘度損失的技術(shù)措施（表7）。

2.1 對地面管線進行化學(xué)殺菌清洗處理，減少微生物、硫化氫等對粘度的影響

為了解七中區(qū)復(fù)合驅(qū)試驗區(qū)單井管線的粘損情況，優(yōu)選T72253井對其地面注入管線結(jié)垢、細菌等情況進行檢查、化驗。化驗結(jié)果見圖1、2。

表7 地面系統(tǒng)注入液粘度損失環(huán)節(jié)分析Tab.7 Injection viscosity loss analysis of ground systems

圖1 非金屬管壁上黑色粘稠物質(zhì)Fig.1 Black sticky substance of non-metallic pipe wall

圖2 鋼管壁上硬垢Fig.2 Hard scale ofwalled steel tube

非金屬管壁上黑色粘稠物質(zhì)室內(nèi)試驗：取非金屬管線污垢樣放入聚合物溶液中，其溶液粘度立即從32.9mPa·s降至5.28mPa·s，判斷受污垢中的微生物、硫化氫等因素影響。

因此，針對性的提出對T72253井地面管線進行化學(xué)殺菌清洗試驗：采用清水循環(huán)頂替+表活劑溶液循環(huán)頂替+13.8%殺菌藥劑循環(huán)（浸泡24h）清洗工藝，清洗后粘損大幅降低。

鋼管壁上硬垢室內(nèi)試驗：取井口附近金屬管線垢樣放入聚合物溶液中，兩周后粘度從32.9mPa·s降至6.54mPa·s。在對沿程管線化學(xué)清洗同時，將注入井單井井口碳鋼管更換為不銹鋼管。

表8 T72253井管線垢樣能譜定量分析報告Tab.8 Quantitative spectrograhic analysis report of pipe fouling sample of T72253 well

2.2 對高壓單流閥進行改進，減少注入泵單流閥對聚合物溶液的剪切作用

根據(jù)站內(nèi)各點粘損數(shù)據(jù)分析，注入泵單流閥對聚合物溶液有剪切作用。根據(jù)單流閥的工作原理及實際開啟壓力需求，對單流閥進行了技術(shù)改進，將彈簧自由伸長由72mm減少到45mm，在不受外力的情況下可保持單流閥常開，經(jīng)測試降低粘損率0.58%。

圖3 原單流閥中心部分Fig.3 Riginal valve centre parts

圖4 單流閥原彈簧與改造彈簧對比Fig.4 Contrastof original single valve and transformation spring

2.3 確定合理的螺桿泵入口壓力，保證聚合物溶液熟化時間

注入站熟化罐底座低，投產(chǎn)初期熟化罐因螺桿泵前壓力高切換頻繁、熟化時間不夠。通過計算，將螺桿泵前壓力由0.05MPa調(diào)至0.017MPa，保證熟化罐液位在1.1m正常切換，與設(shè)計值相符。

2.4 對排出泵閥結(jié)構(gòu)進行改造，解決了注入泵閥安裝難、易損壞問題

復(fù)合驅(qū)注入站試運行初期，注入泵排出閥安裝困難。經(jīng)過排出閥改裝，方便了安裝，消除了故障。泵閥改裝后，兩口試驗井的排量在相同頻率下提高3%～6%，測得注入泵粘度損失也略有下降。

復(fù)合驅(qū)注入站試運行初期，注入泵排出閥安裝困難。經(jīng)過排出閥改裝，方便了安裝，消除了故障。泵閥改裝后，兩口試驗井的排量在相同頻率下提高3%～6%，測得注入泵粘度損失也略有下降。

圖5 導(dǎo)向柱改造前示意圖Fig.5 Original schematic diagram of guidepost

圖6 導(dǎo)向柱改造后示意圖Fig.6 Newest schematic diagram of guidepost

2.5 改進取樣器，降低取樣粘度測試誤差

原取樣器樣瓶內(nèi)徑過大（300mL樣瓶內(nèi)徑45mm）、進液孔太?。?mm），樣瓶內(nèi)被剪切液替換難度大，導(dǎo)致液樣粘度偏低。研究發(fā)明盤管式取樣器，大幅降低了取樣粘度測試誤差。原罐式取樣器罐內(nèi)剪切液難以頂替，取樣化驗粘度偏低。新的盤管式取樣器完全滿足化驗取樣量的要求，剪切液替換徹底，取樣方便。

圖7 盤管式取樣器Fig.7 Coil tube type sampler

表9 盤管式取樣器使用效果統(tǒng)計表Tab.9 Application resultof the coil tube type sampler

為了比較這兩種取樣器的取樣精度，對高壓注入泵進出口分別進行了罐式取樣器（T72263井和T72272井）和盤管式取樣器（T72240井和T72241井）取樣化驗，結(jié)果表明：盤管式取樣器取樣化驗精度明顯高于罐式取樣器取樣化驗精度。新式取樣器將在七東1區(qū)30萬t聚合物驅(qū)開發(fā)中推廣應(yīng)用。

3 應(yīng)用效果

通過對地面注入系統(tǒng)進行改進和調(diào)整后發(fā)現(xiàn)，聚合物粘度較調(diào)整前，粘度保留率明顯變好，基本處在標準粘度以上，有力的保證了二元復(fù)合驅(qū)試驗效果。

4 結(jié)論

（1）通過對復(fù)合驅(qū)一元可調(diào)系統(tǒng)進行運行、注入站曝氧塔曝氧處理效果以及地面注入系統(tǒng)各環(huán)節(jié)粘度取樣檢測，明確了造成聚合物粘度損失的主要原因。

（2）通過對地面注入系統(tǒng)的改造和調(diào)整，明顯改善了聚合物粘度損失情況，最大限度的保持二元復(fù)合驅(qū)試驗效果。

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Viscosity loss analysis and adjustmentmeasure of the binary complex drive injection system

ZHANGYu
（Liaohe Oilfield Company,Panjin 124010，China）

In recent years,combination flooding is considered to be the most potential tertiary oil recovery techniques.Aiming at the situation of ground injected system serious viscosity loss of Karamay oilfield seven Central composite drive industrialization test,the run situation of a Yuan adjustable system,the exposure oxygen situation of injected station exposure oxygen tower,and the node of ground injected system were analyzen.the polymer viscosity loss ofmain reasons has been definitudeed,and the polymer definitude loss situation has been solved on the morrow of transformation and adjustment on ground injected system,and obviously improving the two Yuan composite drive testeffect.

binary combination flooding;polymer flooding;injection system;viscosity loss

TE39

A

10.16247/j.cnki.23-1171/tq.20170763

2017-03-16

張宇（1982-），男，工程師,本科，遼寧石油化工大學(xué)油氣儲運工程專業(yè),遼河油田建設(shè)工程公司,從事油田地面建設(shè)工作。