印度尼西亞Widuri油田聚合物驅(qū)除鐵穩(wěn)黏技術(shù)研究與應(yīng)用

王繼良

（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）

印度尼西亞Widuri油田聚合物驅(qū)除鐵穩(wěn)黏技術(shù)研究與應(yīng)用

王繼良

（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）

為探索高溫高鹽稠油油藏開(kāi)展聚合物驅(qū)油技術(shù)的可行性，中海油2013年12月在印尼Widuri油田C27井開(kāi)展注聚先導(dǎo)性試驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)初期配制的聚合物溶液井口的黏度遠(yuǎn)低于推薦值，造成地層油藏中聚合物的黏度遠(yuǎn)低于方案設(shè)計(jì)，這嚴(yán)重影響了聚驅(qū)的效果。文中通過(guò)分析水中Fe2+濃度對(duì)聚合物黏度的影響，研究出適合該油田特點(diǎn)的除鐵穩(wěn)黏藥劑體系。通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)驗(yàn)論證了除鐵穩(wěn)黏技術(shù)的可行性，完善了海上高溫高鹽油藏聚合物驅(qū)油配套技術(shù)，為80℃以上溫度的稠油油藏開(kāi)展聚合物驅(qū)油技術(shù)奠定基礎(chǔ)。

高溫高鹽油藏；聚合物驅(qū)；黏度低；除鐵穩(wěn)黏；藥劑體系

印度尼西亞Widuri油田是NBU區(qū)塊的主力油田，探明于1987年，位于蘇門(mén)答臘島的東北部，主體區(qū)已經(jīng)進(jìn)入特高含水開(kāi)發(fā)階段，油田存在高溫（85℃）、高鹽（>20 000 mg/L）、特高含水（97%左右）、注入水高含鐵（Fe2+>2 mg/L）、大井距（625 m）等諸多挑戰(zhàn)。為探索進(jìn)一步提高Widuri油田的采收率，中海油2014年初-2015年底在印尼Widuri油田C27井展開(kāi)注聚先導(dǎo)性試驗(yàn)，探索海上高溫高鹽油藏聚合物驅(qū)油技術(shù)及其配套技術(shù)的可行性。Widuri油田注聚先導(dǎo)性試驗(yàn)項(xiàng)目是中海油在東南亞地區(qū)的第一個(gè)注聚提高采收率技術(shù)項(xiàng)目，也是聚合物驅(qū)技術(shù)在東南亞海上油田的第一次應(yīng)用。在先導(dǎo)性試驗(yàn)項(xiàng)目期間，研究形成了針對(duì)海上大井距高溫高鹽高含鐵油田的聚合物驅(qū)除鐵穩(wěn)黏技術(shù)，這對(duì)東南亞類似油田的高效合理開(kāi)發(fā)具有一定的借鑒和參考意義。

1 現(xiàn)場(chǎng)存在的問(wèn)題及影響分析

2014年初在印尼Widuri油田C27井展開(kāi)注聚先導(dǎo)性試驗(yàn)初始階段，井口聚合物的黏度低于推薦值19.5 mPa·s（見(jiàn)圖1）。由于井口黏度低，造成地層油藏中聚合物的黏度遠(yuǎn)低于方案設(shè)計(jì)，當(dāng)濃度為2 000 mg/L時(shí)，地層中聚合物的黏度只有1.95 mPa·s，遠(yuǎn)低于方案值3.9 mPa·s，嚴(yán)重影響聚驅(qū)的效果。

圖1 井口聚合物設(shè)計(jì)黏度曲線及實(shí)際黏度曲線

通過(guò)數(shù)值模擬計(jì)算的水驅(qū)和聚驅(qū)的結(jié)果（使用方案設(shè)計(jì)黏度和實(shí)際黏度），聚合物黏度低對(duì)含水和日產(chǎn)油有很大的影響。除此之外，低黏度使聚合物推進(jìn)較快，到達(dá)生產(chǎn)井的時(shí)間比預(yù)期的要早，這為生產(chǎn)帶來(lái)更多的壓力[1]。在實(shí)際黏度時(shí)聚合物見(jiàn)聚的時(shí)間比方案設(shè)計(jì)黏度時(shí)早一個(gè)月，這意味著低黏度聚合物容易在高滲層突進(jìn)，使聚驅(qū)效果變差。

2 配液水水質(zhì)對(duì)聚合物溶液黏度影響分析

水質(zhì)影響聚合物溶液黏度主要有以下幾個(gè)因素：礦化度（硬度等）、含鐵硫等還原性物質(zhì)、含油、懸浮物、細(xì)菌、溶解氧等[2]。含鐵硫等還原性物質(zhì)能快速引起聚合物黏度的下降，細(xì)菌、溶解氧等降解聚合物是個(gè)緩慢的過(guò)程，影響聚合物的長(zhǎng)期穩(wěn)定性[3]。

Widuri油田C平臺(tái)注聚所用配液水為C平臺(tái)生產(chǎn)污水，研究配聚污水水質(zhì)對(duì)聚合物溶液黏度的影響是十分有必要的，為此，設(shè)計(jì)了如下幾組實(shí)驗(yàn)（見(jiàn)表1）。

表1 污水水質(zhì)對(duì)聚合物黏度影響

通過(guò)上述實(shí)驗(yàn)明顯看出：（1）微孔濾膜過(guò)濾后的老化污水配制的聚合物黏度稍低于模擬水的黏度，分析原因在于現(xiàn)場(chǎng)水中含有極少量的水處理藥劑等影響；（2）老化污水微孔濾膜過(guò)濾后，絕大部分的含油、機(jī)雜、懸浮物等濾除，通過(guò)對(duì)比黏度，發(fā)現(xiàn)含油、懸浮物等聚合物黏度的影響不是很大；（3）對(duì)比新鮮、老化C平臺(tái)水配制聚合物溶液黏度數(shù)值差異，發(fā)現(xiàn)新鮮配聚水是造成聚合物黏度損失的重要原因。

為進(jìn)一步檢測(cè)C平臺(tái)配液水水質(zhì)中影響聚合物黏度的主要因素，模擬配制C平臺(tái)水，但是將含鐵濃度提高，并對(duì)C平臺(tái)生產(chǎn)污水和配制模擬水中含鐵、溶解氧、硫化物進(jìn)行了檢測(cè)，綜合多次實(shí)驗(yàn)得到以下結(jié)果（見(jiàn)表2，表3）。

表2 水質(zhì)分析數(shù)據(jù)

由表2中數(shù)據(jù)看出C平臺(tái)生產(chǎn)污水和配制模擬水的各項(xiàng)離子組成均非常接近，總礦化度也很接近，只有Fe2+有很大的差異，可以認(rèn)為Fe2+是影響母液黏度不同的主要因素。

表3 C平臺(tái)生產(chǎn)污水和配制模擬水鐵離子、含氧、硫化物分析

由表3中數(shù)據(jù)可以看出，配制模擬水中的Fe2+、總鐵、溶解氧、硫化物的含量均明顯高于C平臺(tái)生產(chǎn)污水；同時(shí)值得注意的是，兩者的Fe2+和總鐵含量均在1.5 mg/L以上，尤其是配制模擬水的Fe2+和總鐵含量都超過(guò)2.5 mg/L，總鐵甚至接近3 mg/L。配聚水中Fe2+和總鐵含量會(huì)對(duì)聚合物溶液的黏度產(chǎn)生巨大的影響，渤海油田注水水質(zhì)指標(biāo)規(guī)定，F(xiàn)e2+和總鐵含量應(yīng)控制在0.5 mg/L以下。

泵入低溫和高溫水時(shí)母液的黏度（見(jiàn)表4），顯示了配制模擬水中母液的黏度低于C平臺(tái)生產(chǎn)污水，幅度超過(guò)25%。

由表4中的對(duì)比黏度檢測(cè)數(shù)據(jù)可以看出，使用C平臺(tái)生產(chǎn)污水時(shí)泵后母液黏度明顯高于配制模擬水時(shí)泵后母液黏度。結(jié)合對(duì)配聚水鐵離子與聚合物溶解情況的分析，低配制模擬水較高的鐵離子濃度對(duì)聚合物溶解的影響造成了溶液黏度的降低[4]。

基于渤海油田的研究也可以發(fā)現(xiàn)，鐵離子對(duì)于聚合物黏度的影響很大（見(jiàn)圖2）。

綜上所述，Widuri油田C平臺(tái)配聚水中含鐵已經(jīng)嚴(yán)重超標(biāo)，應(yīng)盡快開(kāi)展除鐵措施。

表4 泵入后母液的黏度

圖2 Fe2+的影響（基于渤海油田的研究）

3 鐵離子來(lái)源分析

找到聚合物黏度低的原因后，有必要去研究Fe2+的來(lái)源，采用節(jié)點(diǎn)分析法[5]，結(jié)果（見(jiàn)表5、表6）。

表5 注入流程節(jié)點(diǎn)處的鐵離子濃度

表6 鐵離子來(lái)源

從表中可以看出，F(xiàn)e2+主要來(lái)源于生產(chǎn)井，另一個(gè)來(lái)源是管線，主要是管線老化發(fā)生腐蝕導(dǎo)致。需要及時(shí)進(jìn)行除鐵穩(wěn)黏的工作。

4 除鐵穩(wěn)黏措施

4.1 鐵離子測(cè)定方法的改進(jìn)

現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試發(fā)現(xiàn)，C平臺(tái)高溫水含F(xiàn)e2+極易容易氧化，在取完樣至實(shí)驗(yàn)室的數(shù)分鐘內(nèi)就會(huì)對(duì)含鐵測(cè)試結(jié)果造成很大影響，為此，在取樣口進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)取樣現(xiàn)場(chǎng)即刻測(cè)試的方法，測(cè)試結(jié)果（見(jiàn)表7）。

表7 現(xiàn)場(chǎng)鐵離子含量測(cè)試結(jié)果

表8 除鐵劑對(duì)聚合物溶液中Fe2+的作用

4.2 除鐵穩(wěn)黏藥劑體系研究

4.2.1除鐵劑優(yōu)選根據(jù)Widuri油田C平臺(tái)產(chǎn)出水嚴(yán)重超標(biāo)的現(xiàn)狀，通過(guò)實(shí)驗(yàn)選擇合適的除鐵劑來(lái)提高聚合物黏度。其思路就是利用高效除鐵劑將水中的Fe2+除去，以達(dá)到除鐵穩(wěn)黏目的。結(jié)合海上平臺(tái)注入工藝特點(diǎn)，推薦使用鐵離子清除劑GMSJ，在實(shí)驗(yàn)室內(nèi)開(kāi)展了除鐵劑的用量對(duì)水中Fe2+濃度的影響研究，推薦鐵離子控制劑的最佳使用濃度應(yīng)大于150 mg/L。

用含有不同濃度Fe2+的配聚水配制1 750 mg/L的聚合物溶液在加入不同濃度的除鐵劑GMSJ后，測(cè)定聚合物溶液的表觀黏度的實(shí)驗(yàn)結(jié)果（見(jiàn)圖3，表8）。

圖3 除鐵劑對(duì)聚合物黏度值作用（渤海某油田）

從實(shí)驗(yàn)結(jié)果可以看出，隨著除鐵劑GMSJ濃度的增加，聚合物溶液黏度呈現(xiàn)增加趨勢(shì)。當(dāng)除鐵劑濃度小于150 mg/L時(shí)，隨其濃度的增加，溶液黏度由37.1 mPa·s增加到335.6 mPa·s，當(dāng)除鐵劑用量大于200 mg/L后，黏度趨于平穩(wěn)。因此推薦除鐵劑的用量為150 mg/L～400 mg/L范圍為宜。

4.2.2除氧穩(wěn)定劑優(yōu)選穩(wěn)定劑的作用原理主要是通過(guò)穩(wěn)定劑在配注水中的抗氧化作用[6]，來(lái)實(shí)現(xiàn)在實(shí)驗(yàn)室內(nèi)將不同濃度的除氧穩(wěn)定劑加入到1 750 mg/L聚合物溶液中，測(cè)定溶液穩(wěn)定性，具體實(shí)驗(yàn)結(jié)果（見(jiàn)表9）。

表9 除氧穩(wěn)定劑的穩(wěn)黏效果

實(shí)驗(yàn)表明：聚合物溶液經(jīng)過(guò)40 d老化后，黏度由于受熱、溶解氧等的影響，黏度由初始的37.9 mPa·s下降到3.8 mPa·s，而加入穩(wěn)定劑的聚合物溶液的表觀黏度明顯高于不含穩(wěn)定劑的聚合物樣。且隨著穩(wěn)定劑的含量增加，黏度逐漸增大，當(dāng)穩(wěn)定劑加量為100 mg/L～300 mg/L，聚合物溶液的黏度基本穩(wěn)定。

4.2.3加藥配方優(yōu)選選取除鐵劑和除氧穩(wěn)定劑進(jìn)行復(fù)配實(shí)驗(yàn)，在1 750 mg/L的聚合物溶液中按照不同配比濃度的除鐵劑和穩(wěn)定劑，經(jīng)過(guò)WARING剪切機(jī)1檔20 s剪切后，測(cè)定剪切后溶液黏度穩(wěn)定性，結(jié)果（見(jiàn)表10）。

結(jié)果表明，除氧穩(wěn)定劑的濃度為100 mg/L時(shí)，隨著除鐵劑加量濃度越大，穩(wěn)黏效果越好，溶液放置90 d后，配方3溶液黏度為7.0 mPa·s，空白樣僅為3.5 mPa·s，黏度保留率相對(duì)空白溶液提高100%；由此可見(jiàn)：除鐵劑與穩(wěn)定劑的最佳濃度配比2：1，即除鐵劑的用量為200 mg/L，除氧穩(wěn)定劑用量為100 mg/L。

表10 穩(wěn)黏藥劑復(fù)配效果

5 現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用及效果

聚合物穩(wěn)黏加藥工藝是在盡量不改變注聚流程的基礎(chǔ)上，將研制的穩(wěn)黏劑加入注聚流程，在管線、地層中混合，形成均一溶液，發(fā)揮穩(wěn)黏藥劑的作用，提高聚合物溶液的黏度穩(wěn)定性[7]。

首先，在平臺(tái)供水高壓水、低壓水管線上開(kāi)口，將聚合物穩(wěn)黏藥劑按照比例利用計(jì)量柱塞泵按照配注量注入到管線流程中。

應(yīng)用效果（見(jiàn)圖4）。從圖4可以看出，除鐵穩(wěn)黏藥劑加入之后，黏度大幅上升到20 mPa·s以上，達(dá)到方案要求的標(biāo)準(zhǔn)，而且隨著井口黏度的上升，井口壓力也有了大幅度的上升，這有利于聚合物在地下阻力場(chǎng)的形成，有利于提高聚驅(qū)效果。

圖4 除鐵穩(wěn)黏藥劑現(xiàn)場(chǎng)實(shí)施前后井口聚合物黏度對(duì)比曲線圖

6 結(jié)論

通過(guò)對(duì)Widuri油田C平臺(tái)配液水水質(zhì)對(duì)聚合物溶液黏度影響分析研究，可以確定是Fe2+嚴(yán)重超標(biāo)導(dǎo)致注入井井口聚合物溶液偏低，研發(fā)出的除鐵劑GMSJ+穩(wěn)定劑的除鐵穩(wěn)黏技術(shù)體系可以滿足該高溫高鹽油田聚合物驅(qū)油的要求，最佳濃度配比2：1，即除鐵劑的用量為200 mg/L，除氧穩(wěn)定劑用量為100 mg/L。

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［4］連宇博，劉貴賓，陳吟龍，等.長(zhǎng)慶油田污水配聚溶液黏度降低的原因分析［J］.石油化工應(yīng)用，2016，35（5）：152-155.

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2025年新能源汽車銷量占比將達(dá)20%以上

工信部部長(zhǎng)苗圩在1月14日起舉辦的“2017中國(guó)電動(dòng)汽車百人會(huì)論壇”上表示，工信部已牽頭編制了《汽車產(chǎn)業(yè)中長(zhǎng)期發(fā)展規(guī)劃》，明確了到2020年我國(guó)新能源汽車年產(chǎn)量將達(dá)到200萬(wàn)輛，以及到2025年我國(guó)新能源汽車銷量占總銷量的比例達(dá)到20%以上的發(fā)展目標(biāo)。

規(guī)劃提出，到2020年我國(guó)新能源汽車年產(chǎn)量將達(dá)到200萬(wàn)輛，動(dòng)力電池系統(tǒng)的比能量將達(dá)到每公斤260瓦時(shí)，成本將降到每瓦時(shí)1元。到2025年，新能源汽車銷量占總銷量的比例達(dá)到20%以上，動(dòng)力電池系統(tǒng)的比能量達(dá)到每公斤350瓦時(shí)。同時(shí)，智能網(wǎng)聯(lián)汽車進(jìn)入世界先進(jìn)行列。

苗圩表示將加強(qiáng)標(biāo)準(zhǔn)體系建設(shè)，建立補(bǔ)貼政策動(dòng)態(tài)調(diào)整機(jī)制，發(fā)揮扶優(yōu)扶強(qiáng)的政策導(dǎo)向作用，加快建立新能源汽車積分管理制度，明確企業(yè)各年度生產(chǎn)新能源汽車的達(dá)標(biāo)比例要求，為2020年補(bǔ)貼政策退出后的銜接，建立新能源汽車市場(chǎng)化發(fā)展長(zhǎng)效機(jī)制。

（摘自中國(guó)石油報(bào)第6763期）

Research and application of iron removal and viscosity stabilization technology of polymer flooding in Indonesian Widuri oilfield

WANG Jiliang
（CNOOC EnerTech-Drilling&Production Co.，Tianjin 300452，China）

In order to explore the feasibility of heavy oil reservoir with high temperature and high salt in polymer flooding technology,CNOOC launched the pilot experiment in the C27 oil well of Indonesian Widuri oilfield in december 2013.Early experiment,the viscosity of the polymer solution in wellhead is much lower than the recommended value,resulting in viscosity of polymer in formation reservoir is far lower than the design,which seriously affected the polymer flooding effect.In this paper,by analyzing the effect of Fe2+concentration on the viscosity of polymer,the reagent system of iron removal and viscosity stabilization is studied.The feasibility of iron removal and viscosity stabilization technology is demonstrated through field experiment,the technology of polymer flooding in high temperature and high salinity reservoir is improved,which lay the foundation for polymer flooding technology in heavy oil reservoirs with the temperature above 80℃.

high temperature and high salinity reservoir；polymer flooding；low viscosity；iron removal and viscosity stabilization；reagent system

TE357.46

A

1673-5285（2017）02-0120-05

10.3969/j.issn.1673-5285.2017.02.028

2017－01-06

王繼良，男（1981-），工程師，2004年畢業(yè)于中國(guó)石油大學(xué)（華東）機(jī)械設(shè)計(jì)制造及自動(dòng)化專業(yè)，從事海上油田增產(chǎn)增注措施、三次采油技術(shù)研究和現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用等工作。