海上油田聚合物驅(qū)平臺(tái)配注工藝技術(shù)

鄭斌

（中海油能源發(fā)展股份有限公司工程技術(shù)分公司，天津300452）

1 配注工藝流程

海上油田聚合物驅(qū)平臺(tái)配注工藝由4部分組成：干粉輸送系統(tǒng)、分散系統(tǒng)、熟化系統(tǒng)和注入系統(tǒng)。通過(guò)自動(dòng)化控制，各個(gè)系統(tǒng)各自發(fā)揮功能。聚合物干粉投入到輸送系統(tǒng)中，通過(guò)低壓水與其混合輸送到分散系統(tǒng)中，溶解后經(jīng)輸送泵將混合液輸送到熟化系統(tǒng)，混合液在熟化系統(tǒng)中經(jīng)過(guò)攪拌后熟化，形成聚合物母液，經(jīng)過(guò)喂液泵將其輸送到注入系統(tǒng)。注入系統(tǒng)中的高壓水和母液混合后形成目標(biāo)液，經(jīng)過(guò)處理后注入目標(biāo)井。這種連續(xù)的配液、進(jìn)液、出液系統(tǒng)，可以保證整個(gè)配注過(guò)程的連續(xù)性，使平臺(tái)的整個(gè)流程更加順暢。

2 配注工藝技術(shù)系統(tǒng)組成

通過(guò)對(duì)陸上油田配注技術(shù)和系統(tǒng)進(jìn)行研究，結(jié)合海上油田的特點(diǎn)，研究出了適合海上油田作業(yè)的配注系統(tǒng)和工藝。海上油田聚合物配注工藝具有明顯的特征，其系統(tǒng)組成也是完全配合海上作業(yè)的需要而發(fā)明的。海上油田聚合物驅(qū)平臺(tái)配注系統(tǒng)的4個(gè)子系統(tǒng)都實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)控制，并對(duì)4個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行撬裝化設(shè)計(jì)，分成幾大撬裝板塊，包括配夜間、控制間和熟化罐等。

2.1 配液間

配液間是混合液的制作環(huán)節(jié)，包括上料器給料器、料槽、鼓風(fēng)機(jī)等設(shè)備和配套的管道設(shè)備。配液間和熟化器以及注入系統(tǒng)、供水系統(tǒng)間通過(guò)接口相連接，實(shí)現(xiàn)迅速給液。配料間的功能通過(guò)其配套設(shè)備實(shí)現(xiàn)。（1）通過(guò)上料器、料槽和給料機(jī)進(jìn)行加料，通過(guò)鼓風(fēng)機(jī)、配舍棄和開關(guān)控制，對(duì)聚合物干粉進(jìn)行輸送；（2）低壓水的提供主要是通過(guò)自動(dòng)化的供水管路、流量計(jì)和調(diào)節(jié)閥進(jìn)行水量控制；（3）混合液在水粉混合頭中進(jìn)行分散；（4）使用溶解罐和攪拌器將聚合物和水進(jìn)行攪拌，使其溶解；（5）將混合溶液通過(guò)輸送泵送至熟化器；（6）喂液泵把熟化的母液輸送到注入系統(tǒng)。

2.2 熟化系統(tǒng)組

熟化罐中包括很多獨(dú)立空間，每個(gè)空間都設(shè)置單獨(dú)的攪拌器。聚合物混合液從第一個(gè)空間流入到下一個(gè)空間，經(jīng)過(guò)一級(jí)一級(jí)的熟化后，在最后一個(gè)空間內(nèi)熟化成聚合物母液。母液最后被輸送泵送到注入系統(tǒng)。這種熟化系統(tǒng)，第一級(jí)的混合液剛注入，完成熟化的母液已經(jīng)從出口排入到注入系統(tǒng)，可以保證進(jìn)液到出液的自動(dòng)化，減少熟化的程序和熟化罐的數(shù)量，同時(shí)，減少了設(shè)備投入和占用空間，也給設(shè)備維修和保養(yǎng)工作節(jié)省了很多時(shí)間，間接節(jié)約了生產(chǎn)成本。

2.3 控制間

控制間是海上油田聚合物驅(qū)平臺(tái)配注系統(tǒng)的重要程序之一，包括電氣控制開關(guān)柜、PLC控制柜、值班房等多個(gè)程序。通過(guò)控制間的操作，可以使配液系統(tǒng)到注入系統(tǒng)的正常運(yùn)行，極大地提高了配注效率，實(shí)現(xiàn)了油田聚合物配注的自動(dòng)化?？刂崎g對(duì)電表和儀表進(jìn)行連接，通過(guò)自動(dòng)化軟件，對(duì)系統(tǒng)的各個(gè)子系統(tǒng)中的電氣設(shè)備和閥門、儀表等進(jìn)行自動(dòng)化控制?？梢詫?duì)配注過(guò)程中液體和水的流量和壓力，也對(duì)液體溫度等進(jìn)行監(jiān)測(cè)和管理。保證配注過(guò)程中，數(shù)據(jù)的收集、整理和存儲(chǔ)、分析等。通過(guò)對(duì)收集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行動(dòng)態(tài)分析，還可以對(duì)配注系統(tǒng)運(yùn)行以來(lái)的所有歷史數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，不斷改進(jìn)和完善系統(tǒng)功能。通過(guò)對(duì)配注工藝技術(shù)參數(shù)的分析，能夠?qū)崿F(xiàn)控制過(guò)程的科學(xué)化和有效化，及時(shí)避免海上作業(yè)中的風(fēng)險(xiǎn)。為了滿足海上安全作業(yè)的需求，還對(duì)電氣間進(jìn)行了防爆設(shè)計(jì)，極大地保證了作業(yè)人員和平臺(tái)的安全。

3 配注工藝的優(yōu)勢(shì)

對(duì)于這種專門為海上作業(yè)研究的配注系統(tǒng)，其工藝的使用為海上油田作業(yè)提供了很大的便利。這種配注工藝中，自動(dòng)化的上料機(jī)可以節(jié)省人工勞動(dòng)；其配液間采用間歇配液工藝，保證了聚合物混合液在熟化系統(tǒng)中的熟化時(shí)間；低壓水和干粉量自動(dòng)調(diào)節(jié)裝置，保證了聚合物母液的科學(xué)配比；鼓風(fēng)機(jī)等分散系統(tǒng)，能夠防止干粉溶解過(guò)程中的成團(tuán)和魚眼現(xiàn)象；剪切式輸送泵，在輸送聚合物溶液時(shí)，自帶剪切功能；螺旋混合器還能使母液和高壓水進(jìn)行有效的混合。

4 配注工藝系統(tǒng)的特點(diǎn)

4.1 占用空間少

由于海上作業(yè)空間小，作業(yè)難度大，對(duì)吊裝要求高。因此，這種工藝系統(tǒng)支持下的配注設(shè)備，將陸地油田的設(shè)備和系統(tǒng)進(jìn)行精簡(jiǎn)。每個(gè)撬裝設(shè)備的重量都不會(huì)超過(guò)9t，極大地減少了對(duì)海上平臺(tái)空間的占用，滿足了海上小平臺(tái)作業(yè)的需求。

4.2 橇裝化

為了更加簡(jiǎn)化，節(jié)省成本和空間，海上油田聚合物驅(qū)平臺(tái)配注系統(tǒng)被設(shè)計(jì)成幾個(gè)撬塊。每個(gè)撬塊之間通過(guò)簡(jiǎn)單的連接可以進(jìn)行作業(yè)。系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)，只需要借助平臺(tái)的低、高壓水和電源，就能運(yùn)行。整個(gè)配注過(guò)程方便快捷，高度自動(dòng)化。

4.3 布局合理

為了節(jié)省海上平臺(tái)空間，配注工藝系統(tǒng)也進(jìn)行了空間占用的設(shè)計(jì)。通過(guò)將設(shè)備集中布置，立體設(shè)計(jì)，科學(xué)化的布局，使設(shè)備間的連接和維護(hù)更加方便。在施工過(guò)程中對(duì)平臺(tái)影響不大，轉(zhuǎn)移和運(yùn)輸也十分方便，極大地節(jié)約了平臺(tái)空間[1]。

4.4 高度自動(dòng)化

配注系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了整個(gè)運(yùn)行過(guò)程的自動(dòng)化。對(duì)每一個(gè)子系統(tǒng)通過(guò)控制系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)的收集、整理和分析，對(duì)系統(tǒng)運(yùn)行進(jìn)行監(jiān)測(cè)。對(duì)人工需求比較小，節(jié)約了人工成本，也保證了操作的安全性，避免了操作中的人工失誤。

4.5 抗剪切性

聚合物溶液的抗剪切性會(huì)隨著其注入量和濃度的增加而減少，因此，海上油田聚合物驅(qū)平臺(tái)配注系統(tǒng)通過(guò)選用合理的管道材料，加上自動(dòng)化的控制，對(duì)聚合物溶液的輸送量進(jìn)行控制，保證其濃度和注入量能夠達(dá)到最小的剪切力狀態(tài)。

5 結(jié)語(yǔ)

海上油田聚合物驅(qū)平臺(tái)配注工藝的研發(fā)和應(yīng)用，結(jié)合海上油田作業(yè)的特點(diǎn)，極大地滿足了海上油田聚合物作業(yè)的集成化和高效化的要求。這種系統(tǒng)的應(yīng)用，使聚合物的配注效率大大提高。通過(guò)聚合物配注工藝系統(tǒng)的使用，實(shí)現(xiàn)了配注的自動(dòng)化，節(jié)省了海上平臺(tái)作業(yè)空間，降低了人工作業(yè)的時(shí)間和成本，為海上油田作業(yè)提供了很大的便利。