降低錦16二元驅(qū)地面工程粘度損失方法研究

張敏

摘要：本文主要針對聚合物地面工藝配注系統(tǒng)關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)的機(jī)械剪切作用，研究配注工藝對聚合物造成的粘度損失，通過現(xiàn)場實(shí)驗(yàn)為地面工藝設(shè)備的改進(jìn)供理論依據(jù)。旨在解決錦16塊二元驅(qū)投產(chǎn)初期粘損過高的問題，同時(shí)為遼河油田大面積開展聚合物驅(qū)提供豐富的降粘損經(jīng)驗(yàn)。

關(guān)鍵詞：剪切速率;剪切速率;粘度

1.降粘損的意義

進(jìn)行聚合物驅(qū)油時(shí)，聚合物粘度與提高采收率幅度成正比關(guān)系，說明在一定范圍內(nèi)，聚合物溶液粘度越高，提高采收率的幅度越大。在配制和注人過程中，由于受各種因素的影響，會使聚合物水溶液的粘度下降。聚合物水溶液粘度的下降勢必要影響采收率的提高幅度。因此，對各配注工藝環(huán)節(jié)的粘度損失分析便成為如何根據(jù)實(shí)際配注工藝條件與環(huán)境控制配注過程中聚合物粘度損失的關(guān)鍵。

粘損率按下式計(jì)算：

2.投產(chǎn)初期限錦16二元驅(qū)粘損情況

在配注系統(tǒng)投產(chǎn)后，依據(jù)錦16地面工程自身特點(diǎn)，設(shè)置合理的取樣節(jié)點(diǎn)，制定規(guī)范的取樣制度，展全面的樣品化驗(yàn)，對地面工藝進(jìn)行客觀、科學(xué)的評價(jià)，了解地面工藝粘損狀況。其中配注系統(tǒng)流程共設(shè)置10個(gè)取樣節(jié)點(diǎn)，分別為配制站內(nèi)的熟化罐出口、母液外輸泵出口、粗過濾器出口、精過濾器出口和注入站內(nèi)的母液匯管、注聚泵后、調(diào)節(jié)閥后、靜混器后、井口、井底。在地面工程投產(chǎn)初期，我們共取樣2626個(gè)，經(jīng)化驗(yàn)取得有效數(shù)據(jù)2310個(gè)，總粘度損失為47.53%，粘度損失遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于地面工程設(shè)計(jì)值，且高于其他油田聚驅(qū)粘度損失率。

3.確定粘損高的原因

3.1聚合物粒度不均勻

生產(chǎn)過程中所用聚合物均為符合國家標(biāo)準(zhǔn)的產(chǎn)品，但配制方案對粒度均勻性有更嚴(yán)格要求：粒徑≥1.0mm及≤0.2mm的顆粒總含量不超過5%，利用篩分儀進(jìn)一步分析實(shí)驗(yàn)，結(jié)果表明聚合物批次間粒度存在差異，導(dǎo)致下料速度不一致，甚至存在魚眼現(xiàn)象，影響混配效果。

3.2母液熟化過度

通過室內(nèi)熟化時(shí)間模擬實(shí)驗(yàn)，確定最佳熟化時(shí)間為3.5h。

實(shí)際生產(chǎn)過程中，罐內(nèi)熟化時(shí)間為3.4h，在外輸管道內(nèi)還需要運(yùn)行2.4小時(shí)。外輸熟化時(shí)間計(jì)算方法見表2。

3.3母液與水混配方式不合理

通過室內(nèi)實(shí)驗(yàn)對比，垂直混配時(shí)粘度損失為37%，不混配時(shí)粘度損失為3.6%，垂直混配粘度對粘度影響較為明顯。

4.工藝及技術(shù)改進(jìn)措施

4.1安裝配聚濃度在線監(jiān)測伺服系統(tǒng)

手工建立螺旋下料曲線，然后在EXCEL中繪制出5種不同下料速度與頻率的關(guān)系曲線，且相關(guān)系數(shù)R2>0.99。

在原自控系統(tǒng)的PLC控制柜內(nèi)增加輸入模塊和輸出模塊，將螺旋下料曲線編入自控程序中，建立完成新的濃度在線伺服系統(tǒng)，改進(jìn)后配制5500mg/l聚合物時(shí)，濃度誤差僅有3.7%，達(dá)到了低于5%的配制方案要求。

4.2縮短熟化時(shí)間

將4個(gè)熟化罐切換為3個(gè)熟化罐，單罐的熟化時(shí)間由3.5h減少到1.75h;調(diào)整熟化罐液位，上液位由5m調(diào)整到4.5m，下液位由0.3m調(diào)整到0.8m，通過控制液位單罐熟化時(shí)間又減少了0.55，總熟化時(shí)間3.6h。

4.3安裝母液水平匯流裝置

靜態(tài)混合器的大量應(yīng)用是在化工行業(yè)，用于乳化和萃取反應(yīng)，注聚用靜混器是從化工行業(yè)移植過來的，但它有特殊要求即既要達(dá)到混合效果，又要保護(hù)聚合物分子鏈，使其免受剪切降解。因此將原垂直混配改為水平混配，垂直混配的降解度比水平混配的降解度大，并且成駝峰形狀。

參考文獻(xiàn)：

[1]張金國著，《聚合物溶液粘度的主要影響因素分析》，斷塊油氣田，第12卷第1期，2005年1月，第57頁。

[2]胡仲博主編，劉恒，李林主編，《聚合物驅(qū)采油工程》，石油工業(yè)出版社，1997年，第3頁。

[3]陳躍章等著，《聚合物溶液粘度的主要影響因素分析》，遼寧化工，第33卷第5期，2004年5月，第259頁。