油田生產中聚合物分散技術的應用

孟祥健

在采油工藝技術中，聚合物采油的技術是將聚合物干粉顆粒一定比例的均勻地散布在水中，聚合物干粉顆粒在得到充分的潤濕、分散和溶解后，實現采油技術的突破。聚合物分散技術主要用于油田中后期開發的三次采油的聚合物驅、多元復合驅工程，是老油田在三次采油中的一項重要的技術工藝，當前在遼河油田等部分油氣田企業，減緩油田產量遞減及高含水后期提高油田采收率工作中，聚合物驅已經成為的非常重要的技術手段，將為遼河油田保持千萬噸規模穩產提供有力的技術保障。

1 聚合物及采油工藝技術的應用及現狀

聚合物驅是一種提高采收率的方法，在宏觀上，它主要靠增加驅替液粘度，降低驅替液和被驅替液的流度比，從而擴大波及體積；在微觀上，聚合物由于其固有的粘彈性，在流動過程中產生對油膜或油滴的拉伸作用，增加了攜帶力，提高了微觀洗油效率。當前油田采油技術發展迅猛，聚合物驅油等技術已成為東部油田實現技術接替穩產的重要手段。我國目前市場上的均聚物種類主要有：聚丙烯酸及其鹽、聚馬來酸及其鹽。我國目前針對聚合物分散劑的國家標準有三個：①聚丙烯酸及其鹽。②聚馬來酸及其鹽，③丙烯酸-丙烯酸酯共聚物。關于丙烯酸-AMPS共聚物。聚合物分散劑的品種共有兩類：均聚物，共聚物，在油田采油技術中，國內聚合物驅己形成了配套工藝技術。從原料、設備、生產到技術攻關己形成規?；a業。

2 聚合物三次采油技術裝置

無論注聚還是三元復合驅，注入的關鍵設備為三部分：聚合物分散裝置（包括自控）、注聚泵及流量計量。

注聚泵。生產注聚泵的國內廠家眾多，主要有大港總機廠、重慶水泵廠、本溪水泵廠等。據使用效果反映，重慶水泵廠的注聚泵性能較好，聚合物降解率低（1%～3%）。

聚合物分散裝置。國內多數油田配套企業能夠自行生產，所采用的都是近潤濕分散后大罐熟化的辦法。

聚合物及水的高壓計量。主要采用LDG電磁流量計（大港儀表廠）、L22金屬高轉子流量計（天津宇光儀表廠研究所）、ZDY型高壓磁流量計等裝置，以上儀表各自反映良好。

3、聚合物分散溶解裝置的主要特點

聚合物注入油層中，一方面是控制水淹層段中水相流度，改善水油流度比，提高水的實際驅油效率；另一方面是降低高滲透率的水淹層段中流體的總流度。將會產生兩種重要作用：一是聚合物的滯留引起油層滲透率下降，二是增加水相黏度。所以，油層注入聚合物后，將會產生兩種作用與機理：驅替相的流度就越小，驅替相與被驅相流度比就越小，聚合物驅擴大油層宏觀和微觀波及效率的作用就越大，使低滲透率層段見水線推進的速度變差一些，調整后進行吸水剖面，可以提高實際波及系數。黏度越高，殘余阻力系數越大，采出值就越高。

1.2常用驅油聚合物

如果要確保聚合物溶液不會發生魚眼、結團及沉降現象，就需要自動控制系統來保證聚合物干粉均勻定量的輸送，能夠保證聚合物干粉與水完全混合，這樣的情況下，內部裝置采用合理工藝保證聚合物溶液不會產生化學降解與機械降解。整套裝置采用集散式控制系統，自動化程度高，裝置的主要電器元件、控制儀表及機泵均引進國外成熟產品，得以充分保證該系列裝置在技術上的先進性與可靠性。

液位聚合物自動跟蹤控制的工作狀況分析。如果大部分時間攪拌機處于停止狀態，也就是說，在分散初溶過程中大部分時間只是靠混合頭水粉直接混合，并無攪拌直接輸出到熟化罐。目前，分散裝置液位控制，在罐滿液位時停止進水，進藥，中液位時開始啟動攪拌機攪拌，在罐低液位時停排液泵，為保持進水，進粉的連續常常設定排液速度略大于進水速度，正常工作時溶解罐液位大部分時間處于中低液位由于長時間液位在較低狀態，溶解罐底部造成自然漩渦，排液泵在吸入時必然吸入部分空氣，此時水粉幾乎來不及充分混合即被排出， 同時，排液泵采用的是單螺桿泵，其定子是橡膠制品，在供液不足吸入空氣情況下，定子摩擦力增加，發熱加快定子損壞，設備運轉振動增強，無功損耗增加。所以對聚合物母液的常規指標危害嚴重，造成大量干粉浪費，結塊和沉積對流程造成堵塞；

工藝改進和裝置原理。當前油田采油技術發展迅猛，聚合物驅油等技術已經成為東部油田實現技術接替穩產的重要手段。作為稠油油藏斷層相對較多、斷塊較為復雜、縱向上層數多的特點的遼河油田各區塊，針對轉蒸汽驅的區塊進入開采的中后期，油藏條件變化很大的特點，對不同油層的原油儲量、油藏條件精確注汽，必須采用V型內錐流量計和渦街流量計兩種計量方式，結合國外的擋板計量方式，重新開發計算公式，設計出能夠精確計量單井用汽量的計量器，同時還要吸取國外做法將蒸汽輸送管線采用T型分布，降低熱量損失，減少了外網管線的長度，可以得到十分明顯的效果。

現場應用分析。從遼河油田某區塊反饋的數據來進行分析和統計，清閥，清過濾器周期延長為原來2-4倍；同濃度下母液粘度指標提高10%-15%；節電20%左右，減少維修費15萬元；直接經濟效益30萬元/年以上.該系統穩定可靠，壽命10年以上.同時，在相同情況下，可以適當減少熟化時間，從而提高配制站整體輸液能力，達到節約電能、環保的良好效果。

工藝改進和推廣。由于我國長期以來在環氧化物線性聚合方面的相關技術水平較低，以目前的技術水平完善聚合工藝的道路還很漫長，進一步的工業化將存在相當大的難度。北京化工大學的熊蓉春老師已經在實驗室合成了聚環氧琥珀酸，并對其性能進行了測定，讓我們看到了發展的曙光。國內對聚合物分散劑中，聚環氧琥珀酸，具有相當好的生物降解性能，且同劑量下的阻垢效果明顯優于HEDP和PAA；國內有人提出了在制造環氧琥珀酸方面采用了不同于國外的技術，是采用順酐與鈣離子螯合成鈣鹽，在環氧化的過程中，以沉淀的形式析出，從而大大提高了環氧化的收率，且易于精制，具有良好的應用前景。

4 聚合物裝置的改進趨勢和未來發展方向

現在的分散裝置，一般是采用電動調節閥穩定上水速度，人工調節給粉量（下粉變頻器頻率），電動閥價格昂貴，易損壞。

如果根據本文提示，也采用下粉速度即使跟蹤上水速度，可以去掉電動調節閥，即保證了聚合物母液濃度配制精度，又節約了投資，減少系統隱患，減小系統維修機率。

5 結論和認識

在石油勘探新增儲量十分有限的東部老油田，聚合物驅油技術對于保持油田穩產起到了重要的保障和穩定作用，是穩定東部的一個重要技術力量，但是由于后備儲量嚴重不足、油田產油量逐年遞減、特別是井網加密的措施已經對可采儲量的提升十分有限，特別是高含水階段，我們可以采用的措施手段已經越來越少，增油量也已經不能彌補油田遞減的速度情況下，對于解決保持原油生產的持續穩產的這一難題，對于遼河油田千萬噸產量穩產的任務異常艱巨，需要全體采油、地質、勘探開發人員共同的努力，為老油田的穩產接替和提高采收率展開了廣闊的前景。

（作者單位：中國石油遼河油田公司特種油開發公司）