海上油田聚合物驅平臺配注工藝技術

鄭斌

（中海油能源發展股份有限公司工程技術分公司，天津300452）

1 配注工藝流程

海上油田聚合物驅平臺配注工藝由4部分組成：干粉輸送系統、分散系統、熟化系統和注入系統。通過自動化控制，各個系統各自發揮功能。聚合物干粉投入到輸送系統中，通過低壓水與其混合輸送到分散系統中，溶解后經輸送泵將混合液輸送到熟化系統，混合液在熟化系統中經過攪拌后熟化，形成聚合物母液，經過喂液泵將其輸送到注入系統。注入系統中的高壓水和母液混合后形成目標液，經過處理后注入目標井。這種連續的配液、進液、出液系統，可以保證整個配注過程的連續性，使平臺的整個流程更加順暢。

2 配注工藝技術系統組成

通過對陸上油田配注技術和系統進行研究，結合海上油田的特點，研究出了適合海上油田作業的配注系統和工藝。海上油田聚合物配注工藝具有明顯的特征，其系統組成也是完全配合海上作業的需要而發明的。海上油田聚合物驅平臺配注系統的4個子系統都實現了自動控制，并對4個系統進行撬裝化設計，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節，包括上料器給料器、料槽、鼓風機等設備和配套的管道設備。配液間和熟化器以及注入系統、供水系統間通過接口相連接，實現迅速給液。配料間的功能通過其配套設備實現。（1）通過上料器、料槽和給料機進行加料，通過鼓風機、配舍棄和開關控制，對聚合物干粉進行輸送；（2）低壓水的提供主要是通過自動化的供水管路、流量計和調節閥進行水量控制；（3）混合液在水粉混合頭中進行分散；（4）使用溶解罐和攪拌器將聚合物和水進行攪拌，使其溶解；（5）將混合溶液通過輸送泵送至熟化器；（6）喂液泵把熟化的母液輸送到注入系統。

2.2 熟化系統組

熟化罐中包括很多獨立空間，每個空間都設置單獨的攪拌器。聚合物混合液從第一個空間流入到下一個空間，經過一級一級的熟化后，在最后一個空間內熟化成聚合物母液。母液最后被輸送泵送到注入系統。這種熟化系統，第一級的混合液剛注入，完成熟化的母液已經從出口排入到注入系統，可以保證進液到出液的自動化，減少熟化的程序和熟化罐的數量，同時，減少了設備投入和占用空間，也給設備維修和保養工作節省了很多時間，間接節約了生產成本。

2.3 控制間

控制間是海上油田聚合物驅平臺配注系統的重要程序之一，包括電氣控制開關柜、PLC控制柜、值班房等多個程序。通過控制間的操作，可以使配液系統到注入系統的正常運行，極大地提高了配注效率，實現了油田聚合物配注的自動化。控制間對電表和儀表進行連接，通過自動化軟件，對系統的各個子系統中的電氣設備和閥門、儀表等進行自動化控制。可以對配注過程中液體和水的流量和壓力，也對液體溫度等進行監測和管理。保證配注過程中，數據的收集、整理和存儲、分析等。通過對收集到的數據進行動態分析，還可以對配注系統運行以來的所有歷史數據進行分析，不斷改進和完善系統功能。通過對配注工藝技術參數的分析，能夠實現控制過程的科學化和有效化，及時避免海上作業中的風險。為了滿足海上安全作業的需求，還對電氣間進行了防爆設計，極大地保證了作業人員和平臺的安全。

3 配注工藝的優勢

對于這種專門為海上作業研究的配注系統，其工藝的使用為海上油田作業提供了很大的便利。這種配注工藝中，自動化的上料機可以節省人工勞動；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中的熟化時間；低壓水和干粉量自動調節裝置，保證了聚合物母液的科學配比；鼓風機等分散系統，能夠防止干粉溶解過程中的成團和魚眼現象；剪切式輸送泵，在輸送聚合物溶液時，自帶剪切功能；螺旋混合器還能使母液和高壓水進行有效的混合。

4 配注工藝系統的特點

4.1 占用空間少

由于海上作業空間小，作業難度大，對吊裝要求高。因此，這種工藝系統支持下的配注設備，將陸地油田的設備和系統進行精簡。每個撬裝設備的重量都不會超過9t，極大地減少了對海上平臺空間的占用，滿足了海上小平臺作業的需求。

4.2 橇裝化

為了更加簡化，節省成本和空間，海上油田聚合物驅平臺配注系統被設計成幾個撬塊。每個撬塊之間通過簡單的連接可以進行作業。系統運行時，只需要借助平臺的低、高壓水和電源，就能運行。整個配注過程方便快捷，高度自動化。

4.3 布局合理

為了節省海上平臺空間，配注工藝系統也進行了空間占用的設計。通過將設備集中布置，立體設計，科學化的布局，使設備間的連接和維護更加方便。在施工過程中對平臺影響不大，轉移和運輸也十分方便，極大地節約了平臺空間[1]。

4.4 高度自動化

配注系統實現了整個運行過程的自動化。對每一個子系統通過控制系統進行數據的收集、整理和分析，對系統運行進行監測。對人工需求比較小，節約了人工成本，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，海上油田聚合物驅平臺配注系統通過選用合理的管道材料，加上自動化的控制，對聚合物溶液的輸送量進行控制，保證其濃度和注入量能夠達到最小的剪切力狀態。

5 結語

海上油田聚合物驅平臺配注工藝的研發和應用，結合海上油田作業的特點，極大地滿足了海上油田聚合物作業的集成化和高效化的要求。這種系統的應用，使聚合物的配注效率大大提高。通過聚合物配注工藝系統的使用，實現了配注的自動化，節省了海上平臺作業空間，降低了人工作業的時間和成本，為海上油田作業提供了很大的便利。