古城油田聚合物地面工藝存在的問題及對策

紀國帥

(河南油田分公司機關工程技術管理部,河南南陽 473132)

古城油田聚合物地面工藝存在的問題及對策

紀國帥

(河南油田分公司機關工程技術管理部,河南南陽 473132)

聚合物地面工藝經過多年的發展已經日臻成熟,在油田開發中取得了良好的生產效果與明顯的經濟效益。但由于受配制水質、地面設備、注入工藝等因素的影響,容易造成聚合物溶液的粘度降低和注入量不合格,從而影響注聚質量,沒有達到預期的驅油目的。本文主要從影響聚合物粘度和注入量方面分析注聚合物地面工藝存在的問題,并提出相應對策。

粘度 曝氧除硫 機械剪切 油套分注

古城油田泌123區、泌124區自然遞減不斷加快、含水不斷上升、開采難度越來越大。為了保持老區穩產，逐步實施了聚合物驅。但由于污水水質、調節閥精度不高等因素影響，導致注聚井口注入粘度不高，注入量不合格，通過在生產實踐中持續優化聚合物地面工藝，保證了注聚質量。

1 基本狀況

古城油田共有注聚井24口，日注母液量250m3，污水量400 m3。泌123聚合物站包括分散配液部分和轉儲注入部分，主要負責聚合物母液的配制、升壓、稀釋以及外輸。該站采用清污混配母液，高壓污水稀釋注入。泌124聚合物站所需母液來自泌123聚合物站的輸送。

2 存在的問題

2.1 污水對粘度的影響

配制和稀釋聚合物溶液使用的聯合站分離污水，礦化度較高，而且水中含有殺菌劑、破乳劑、絮凝劑等各種化學藥劑。污水水質是影響聚合物溶液粘度的根本原因，而其中影響粘度的重要因素是含硫量和礦化度。

2.1.1 污水曝氧存在問題

曝氧就是利用壓縮機將空氣壓入污水中，使其充分接觸，發生反應，殺滅硫酸鹽還原菌及中和還原性物質等，以提高聚合物溶液的粘度。現場發現，曝氧與否對聚合物溶液粘度影響很大。污水停曝氧時，井口粘度下降較大，最低時井口粘度小于10mPa·s。

脫硫塔曝氧存在的問題：污水容易在曝氣盤和梳氣球上結垢，前者使曝氧管線堵塞，造成出氣不均勻，堵塞嚴重時甚至會導致管線破裂；后者會使梳氣球出現沙埋現象，也會造成出氣不均。

2.1.2 配制聚合物母液存在問題

聚合物母液配制的初始設計用水為污水，經曝氧，母液粘度最高達到2200mPa·s，注入粘度達到60mPa·s左右，未能達到預期效果。用清水配制母液，其粘度達4000mPa·s以上，由于粘度大，攪拌混入的氣泡不能逸散，注聚泵吸入困難，造成70%以上注聚泵排量達不到注入要求。

2.2 機械剪切對粘度的影響

在生產過程中的攪拌、轉液、焊接粗糙的管線、閥門、直角焊接的井口支流程以及穿過射孔炮眼等都會使聚合物分子受到剪切而降低溶液粘度[1]，因此，聚驅工藝系統中應避免銳利的棱角或毛刺等突出物，管線上的閘門的作用最好也只限于開或關，不宜用于調節流量。

2.2.1 攪拌對粘度的影響

通過對配液過程現場檢測分析得出：熟化罐攪拌機以63r/min的轉速攪拌120分鐘后，粘度損失最高可達30%，平均超過10%。

2.2.2 油套分注對粘度的影響

油套分注是為了解決注入井層間吸水能力懸殊的矛盾而采用的注入工藝，引入控制流量的手動和自動(智能混配比電動裝置)調節閥，為了精確控制流量，閥芯進水口和出水口設計的都十分鋒利，當聚合物流過調節閥時，粘度的損失非常大。

2.3 設備、工藝對注入量的影響

古城油田聚合物驅采用的是集中配制分散注入的方式，注入工藝主要有單泵對單井和井口增壓等方式。

2.3.1 注聚泵影響

泌123區注聚單井注入能力配置是參考前期水驅時配注量來設計的，裕量不夠充足，所以多臺注聚泵的注入能力不能滿足注聚過程中動態調配的需要，導致多口井母液的注入量達不到配注要求。

2.3.2 喂液工藝影響

泌123區注聚泵母液供給方式主要是靠熟化罐和泵進口的液位壓差供給，注入量增大時，造成注聚泵供液不足，母液進泵前受瞬時負壓。前者造成注聚泵排量不夠，后者由于受負壓影響，粘滯在母液中的氣泡則會逸出，造成注聚泵的氣蝕，使泵不能正常工作，這種現象在氣溫高時尤為明顯[2]。

2.3.3 稀釋工藝影響

注聚井單井的高壓污水注入量依靠調節閥控制，由于地層壓力實時變化，需不斷調整閘門開度，即使加密巡檢，依然不能從根本保證污水量的精確注入。

3 解決的對策

3.1 污水降粘對策

3.1.1 污水曝氧

一是拆除部分曝氣盤，用堵頭封堵，目的是提高出氣速度，減緩污水的結垢速度；二是定期對脫硫塔清沙除垢。

3.1.2 清水和污水混配聚合物母液

采用清污混配聚合物母液，清水和污水比例為2：1。配制出的母液粘度為3000mPa·s左右，既最大限度保證了粘度，又滿足了注聚泵的注入要求，井口注入粘度也可提高10mPa·s，達到70mPa·s以上。

3.2 機械剪切降粘對策

3.2.1 合適的轉速和攪拌時間

攪拌機轉速和攪拌時間對聚合物溶液粘度的影響很大。攪拌機轉速應控制在50r/min以下，攪拌時間在保證熟化質量條件下越短越好。攪拌機通過變頻降速至33r/min，降低了聚合物母液粘度損失，也保證了母液的充分熟化。

3.2.2 油套分注降粘對策

采用新技術新工藝來降低分注過程中的剪切作用。比如，改進低剪切配注器使其自動化或者采用雙管雙流程分注工藝。

3.3 設備、工藝影響注入量的對策

3.3.1 改造注聚泵

通過重新配置動力、更換配件等手段，對泵進行了擴容改造，使注聚泵的額定排量都能滿足調配要求，改善注入質量。

3.3.2 加裝喂液泵

加裝注聚泵母液喂液泵，提高供液能力。

3.3.3 安裝電動調節閥

注聚井單井污水管線安裝智能電動調節閥和電磁流量計，自動調整閘門控制注入量，保證聚合物母液與污水以設定的比例準確注入，避免人工調節造成的誤差，確保注入質量。

4 認識與結論

聚合物地面工藝經過不斷優化和發展，已逐步成熟。但要持續保證注聚質量，還要從管理和技術入手，細化地面工藝的節點控制，控制聚合物的注入粘度和注入量。

[1]陳民強,孫志強,等.配注過程中聚合物溶液的粘度損失分析[J].西安石油大學學報,2007,22(3):60～63.

[2]王秋艷.聚合物配制注入系統的調整改造.油氣田地面工程[J], 2005,22(10):2～3.