（中油遼河工程有限公司，遼寧 盤錦 124010）

無堿二元驅(qū)配注工藝及粘度損失控制技術(shù)

喬 明

（中油遼河工程有限公司，遼寧 盤錦 124010）

無堿二元驅(qū)地面工藝的核心技術(shù)是控制聚合物溶液的粘度損失率，粘度損失率增加會(huì)導(dǎo)致驅(qū)油效果下降，同時(shí)增加運(yùn)行成本。通過對(duì)無堿二元驅(qū)地面工藝各節(jié)點(diǎn)粘度損失率的統(tǒng)計(jì)、分析并采取相應(yīng)的技術(shù)措施，可以有效降低無堿二元驅(qū)地面工藝粘度損失率。

無堿二元驅(qū)；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(chǔ)量進(jìn)入開采中后期，瀕臨廢棄，標(biāo)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(xué)驅(qū)技術(shù)攻關(guān)，歷時(shí)三年，遼河化學(xué)驅(qū)實(shí)現(xiàn)了從強(qiáng)堿、弱堿到無堿的重大跨越。遼河油田錦16塊是無堿二元驅(qū)率先獲突破的區(qū)塊，目前，錦16塊二元驅(qū)試驗(yàn)區(qū)塊日產(chǎn)油350噸，綜合含水83%。較水驅(qū)開發(fā)產(chǎn)量增加了11.6倍，含水率下降了13.5%，達(dá)到中石油同類油藏開采的最好水平。

無堿二元驅(qū)地面工藝的核心技術(shù)是控制聚合物溶液的粘度損失率，粘度損失率增加會(huì)導(dǎo)致驅(qū)油效果下降，同時(shí)增加運(yùn)行成本。根據(jù)測(cè)算，無堿二元驅(qū)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(shù)手段相結(jié)合降低地面工程粘度損失。

2 無堿二元驅(qū)地面工程配制、注入工藝

錦16塊Ⅱ?qū)酉挡渴?4個(gè)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(qū)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(jìn)入儲(chǔ)水罐，經(jīng)儲(chǔ)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(shí)歡三聯(lián)來二元驅(qū)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(chǔ)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(chǔ)料斗上方，將聚合物干粉倒入儲(chǔ)料斗，經(jīng)下料器精確計(jì)量后（下粉量控制在±2%）進(jìn)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(zhuǎn)輸泵提升進(jìn)熟化罐，聚合物熟化時(shí)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(zhuǎn)數(shù)每分鐘10-19轉(zhuǎn)。熟化完成后的聚合物母液由外輸泵（螺桿泵）增壓，經(jīng)兩級(jí)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(qū)污水去注入站管線，實(shí)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(duì)單井和單泵對(duì)多井兩種注入工藝。

（1）單泵對(duì)單井注入工藝

單泵對(duì)單井注入工藝是每一臺(tái)注入泵對(duì)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(dòng)控制閥，再經(jīng)流量計(jì)計(jì)量后進(jìn)入靜態(tài)混合器的母液進(jìn)口端；同時(shí)從配制站來二元驅(qū)污水經(jīng)高壓摻水泵提升至16MPa后進(jìn)入配水匯管，在每一根高壓水支管上均裝有手動(dòng)閥、流量計(jì)、電動(dòng)閥及單流閥，二元驅(qū)污水通過高壓閥組分配后進(jìn)入靜態(tài)混合器高壓水進(jìn)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(duì)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(dòng)控制閥、流量計(jì)計(jì)量后進(jìn)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(dòng)閥、流量計(jì)、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(jìn)到靜態(tài)混合器母液進(jìn)口端；同時(shí)從配制站來二元驅(qū)污水經(jīng)高壓摻水泵提升至16MPa后進(jìn)入配水匯管，在每一根高壓水支管上均裝有手動(dòng)閥、流量計(jì)、電動(dòng)閥及單流閥，二元驅(qū)污水通過高壓閥組分配后進(jìn)入靜態(tài)混合器高壓水進(jìn)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(shè)備及應(yīng)用評(píng)價(jià)

3.1 分散溶解裝置

分散溶解采用水環(huán)流噴射式結(jié)構(gòu)的射流混合器，水、粉分散效果好、混合均勻，不結(jié)團(tuán)，不產(chǎn)生“魚眼”。與風(fēng)送型分散溶解裝置相比維護(hù)量小，使用壽命長(zhǎng)，無運(yùn)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(cè)水的流量即時(shí)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(píng)價(jià)：自動(dòng)化程度高，技術(shù)先進(jìn)，性能穩(wěn)定，運(yùn)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(jī)軸轉(zhuǎn)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(jìn)器，可增加混合效果，使混合液在攪拌器的推動(dòng)下，既有翻轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，又達(dá)到翻騰起伏后浪推前浪的作用，使整個(gè)液體都攪動(dòng)起來，可消除魚眼和粘團(tuán)。雙螺帶攪拌器熟化2h的母液粘度曲線與螺旋推進(jìn)式攪拌器熟化3h的母液粘度曲線以及傳統(tǒng)螺旋推進(jìn)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(shí)間對(duì)聚合物粘度降解不產(chǎn)生影響。

投產(chǎn)評(píng)價(jià)：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(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，安裝及儲(chǔ)存方便的特點(diǎn)，而且濾孔均勻，納污能力強(qiáng)，對(duì)聚合物母液剪切小。

投產(chǎn)評(píng)價(jià)：投產(chǎn)初期運(yùn)行母液過濾器起到了一定的過濾效果，但對(duì)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(yùn)行。

3.4 殺菌器

殺菌器是采用瑞典LEMUPZ-D殺菌器，該殺菌技術(shù)屬于物理殺菌法，它包括電化學(xué)、陶瓷氧化和光催化三個(gè)主要技術(shù)組成。主要通過對(duì)細(xì)菌代謝系統(tǒng)的破壞、對(duì)細(xì)菌細(xì)胞壁的破壞以及對(duì)細(xì)菌DNA的破壞，從根本上殺滅細(xì)菌。該裝置對(duì)水質(zhì)要求低，運(yùn)行費(fèi)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(duì)SRB菌有強(qiáng)烈的殺菌效果）。

投產(chǎn)評(píng)價(jià)：殺菌器殺菌效果達(dá)到設(shè)計(jì)要求，運(yùn)行可靠，但設(shè)備質(zhì)量還有待于加強(qiáng)，投產(chǎn)一年三次維修。

4 無堿二元驅(qū)地面工程粘度損失控制技術(shù)

“錦16塊二元驅(qū)工業(yè)化試驗(yàn)地面工程”于2011年成功投產(chǎn)，經(jīng)過近3年的試驗(yàn)和持續(xù)改進(jìn)，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(jì)效益。

4.1 投產(chǎn)初期無堿二元驅(qū)地面工程粘度損失率分析

根據(jù)各節(jié)點(diǎn)粘度損失率統(tǒng)計(jì)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(dá)到30.2%。

（2）注聚泵初期粘度損失達(dá)到17%。

（3）母液長(zhǎng)輸管線初期粘度損失達(dá)到18.1%。

（4）單井注入管線初期粘度損失達(dá)到12.7%。

4.2 無堿 二元驅(qū)地面工程粘度損失控制技術(shù)

（1）針對(duì)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(chǎng)調(diào)試后，靜混器后端和注入井口粘度均大幅上升。

（2）針對(duì)注聚泵粘度損失率過高的情況進(jìn)行分析，過濾器濾芯為20目的鋼絲網(wǎng)眼，對(duì)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(fù)合管，該管線在經(jīng)濟(jì)流速下（不大于0.5米/秒），粘度損失率應(yīng)為2%左右，母液外輸管線粘度損失率應(yīng)在5%以內(nèi)，而實(shí)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(fù)雜，彎頭較多（15個(gè)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(shí)間長(zhǎng)（近3小時(shí)），聚合物在地面熟化時(shí)間共計(jì)6.5小時(shí)，導(dǎo)致聚合物溶液抗機(jī)械剪切性能變差。

針對(duì)聚合物母液管線粘度損失率大的情況，采取了2項(xiàng)措施降低粘度損失率：①設(shè)計(jì)并增建母液管線投球掃線流程，實(shí)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(gè)熟化罐切為備用，熟化時(shí)間降低為3.5小時(shí)；8月下旬，切2個(gè)熟化罐為備用，熟化時(shí)間降為2小時(shí)13分鐘，配制站出口粘度平均上升了40mpa.s。

（4）針對(duì)單井注入管線粘損較大的狀況，采取了2項(xiàng)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(shè)備長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)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(fù)雜、冬季凍堵等困難。

結(jié)語

實(shí)施產(chǎn)量結(jié)構(gòu)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(qū)作為三次采油前沿技術(shù)，成為這類油藏延長(zhǎng)壽命的上佳選擇，是油田今后提高采收率技術(shù)發(fā)展方向。無堿二元驅(qū)地面工程的核心技術(shù)是控制聚合物溶液的粘度損失率，通過對(duì)無堿二元驅(qū)地面工藝各節(jié)點(diǎn)粘度損失率的統(tǒng)計(jì)、分析并采取相應(yīng)的技術(shù)措施，可以有效降低無堿二元驅(qū)地面工藝粘度損失率，進(jìn)而提高驅(qū)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(qū)工業(yè)化試驗(yàn)工程設(shè)計(jì)[J].油氣田地面工程，2013，32（01）:52-54.

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

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