配注水質對二元驅地面工程粘度的影響研究

喬明

(中油遼河工程有限公司,遼寧盤錦 124010)

配注水質對二元驅地面工程粘度的影響研究

喬明

(中油遼河工程有限公司,遼寧盤錦 124010)

二元驅地面工藝的核心技術是控制聚合物溶液的粘度損失率,粘度損失率增加會導致驅油效果下降,同時增加運行成本。通過對二元驅地面工程配注水質的篩選和優化,采用軟化工藝去除水中的鐵離子、鈣離子和鎂離子,減少上述離子對聚合物的化學剪切,可以有效降低二元驅注入體系的粘損,提高注入體系粘度。

二元驅 粘度損失率 軟化 聚合物母液 目的液

1 引言

聚合物—表面活性劑二元驅油技術(以下簡稱二元驅),是中國石油開發戰略性接替技術,該技術對于老油田轉變開發方式、提高采出程度、緩解產量下降趨勢、提高經濟效益具有重要意義。為此,中石油將該技術列入2005年啟動的中國石油重大開發試驗項目,自2008年開始,中國石油加快了二元驅重大開發試驗步伐,部署了5個區塊二元驅重大開發試驗,即遼河油田錦16塊、新疆油田七中塊、吉林油田紅崗紅113塊、長慶油田馬嶺北三區、大港油田港西三區。

遼河油田自2011年開始進行錦16塊二元驅工業化試驗,生產取得良好效果。目前,錦16塊二元驅試驗區塊日產油350噸,綜合含水83%。較水驅開發產量增加了11.6倍,含水率下降了13.5%,達到中石油同類油藏開采的最好水平。

二元驅地面工藝的核心技術是控制聚合物溶液的粘度損失率,粘度損失率增加會導致驅油效果下降,同時增加運行成本。根據測算,二元驅地面工藝每增加1%粘度損失率,開采1噸原油將增加5.37元藥劑成本,因此需要采取多種技術手段結合降低地面工程粘度損失[1]。

2 二元驅地面工程配注工藝

采用聚合物、表面活性劑分別配制,混合注入工藝[2],實現聚合物和表面活性劑濃度均可調。

2.1 聚合物母液配制工藝

聚合物母液配制用水→水罐→供水泵→分散溶解裝置→轉輸泵→熟化罐→聚合物母液轉輸泵→一聚合物母液粗過濾器→聚合物母液精過濾器→注入系統。

圖1

2.2 目的液注入工藝(圖1)

3 二元驅配注水質篩選

從二元驅地面工程配注工藝可以看出,聚合物在配制和注入過程都需要采用水進行配制和摻水,由于不同水源的水質不同,水中鐵離子、鈣離子和鎂離子含量不同,各種離子對聚合物的化學剪切能力不同,導致配制出的聚合物母液和目的液粘度不同。

3.1 水中離子對聚合物母液和目的液粘度的影響

水中含有陽離子對聚合物母液和目的液粘度的影響主要取決于陽離子壓縮雙電層和去水化能力增強,導致聚合物分子卷曲程度增加,與溶劑的接觸面積減小,分子間內摩擦力急劇下降,進而降低聚合物母液和目的液粘度。其中鐵離子、鈣離子和鎂離子對聚合物母液和目的液化學剪切能力最強,當上述離子濃度達到100mg/L時,將導致聚合物母液和目的液粘度降低50%～70%。

為了減少聚合物的化學剪切,需要對不同水源水質進行篩選和優化,避免水中離子對聚合物的化學剪切,提高配制聚合物的粘度,增加驅油效果。

3.2 水質分析

測定軟化清水、軟化污水、水驅污水、二元驅污水、清水的指標,測定結果見(表1)。

從(表1)中可以看出,水驅污水、二元驅污水、清水中含有一定量的鐵離子、鈣離子、鎂離子,總離子量分別為26.8mg/L、42.8mg/L、74.0mg/L,該項指標對聚合物化學剪切能力最強。

3.3 配注水質對比

采用聚合物干粉和水配制聚合物母液,母液濃度為4000mg/L,熟化好的聚合物母液摻水配制目的液,配制方案如下:

(1)用軟化清水配制母液,母液濃度4000mg/L,分別摻常規水驅污水及二元驅污水配制目的液,目的液聚合物濃度為2000mg/L,表面活性劑濃度為5000mg/L及3000mg/L;測定目的液粘度及加入表活劑后的粘度。(2)用軟化污水配制母液,母液濃度4000mg/L,分別摻常規水驅污水及二元驅污水配制目的液,目的液聚合物濃度為2000mg/L,表面活性劑濃度為5000mg/L及3000mg/L;測定目的液粘度及加入表活劑后的粘度。

不同水源配制聚合物母液及目的液粘度測定結果見(表2)。

3.4 配注水質對比結果

根據試驗結果對二元驅配注水源進行優化選擇,得出以下結論:

(1)用軟化清水配制的母液粘度高于用軟化污水配制的母液粘度30%;(2)用軟化清水+水驅污水配制的目的液粘度最大;(3)用軟化污水+二元驅污水配制的目的液粘度最小;(4)用水驅污水配制的目的液粘度高于用二元驅污水配制的目的液20%～30%;(5)在目的液中增加表活劑,不影響目的液的粘度。(6)通過水源水質優化,二元驅地面工程保證現有采油效果可節約40%～60%聚合物用量。

4 結語

二元驅是遼河繼蒸汽驅、SAGD之后又一重大開發技術突破,是遼河油田今后提高采收率技術發展方向。目前,遼河油田進入“雙高”期,穩產壓力大,二元驅技術成為油田未來穩產接替和提高采收率的重要技術手段[3]。二元驅地面工程的核心技術是控制聚合物溶液的粘度損失率,通過對配制聚合物母液和目的液水源、水質的篩選和優化,可以有效降低二元驅地面工藝粘度損失率,進而提高驅油效果,降低油田開發成本。

[1]喬明.無堿二元驅配注工藝及粘度損失控制技術[J].中國新技術新產品,2014,264(1):124-125.

[2]楊兆麟,孫曉明,毛翠玲,等.錦16塊二元驅工業化試驗工程設計[J].油氣田地面工程,2013,32(1):52-54.

[3]何江川,廖廣志,王正茂.油田開發戰略與接替技術[J].石油學報,2012,33(3):519-525.

Core technology of dual-displacement ground technique is that it controls viscosity loss ratio of polymer solution. When the viscosity loss ratio increases, oil displacement efficiency will be reduced and operating cost will be increased simultaneously. Via selection and optimization of dualdisplacement flooring work’s injected and allocated water quality, the research uses softening technology to remove iron ion, calcium ion and magnesium ion in water and reduce the foregoing ions’ chemical cutting for polymer, which can decrease viscosity loss of dual-displacement injection system and improve viscosity of the injection system.

Dual-displacement Viscosity loss ratio Softening Polymer mother liquor Target fluid

“遼河油田原油千萬噸持續穩產”重大科技專項;“地面工程配套關鍵技術研究與應用”課題(課題編號:2012E-3009)。

喬明,工程師,2006年碩士畢業于南京理工大學化學工程專業,現于中油遼河工程有限公司環境工程所從事注水及污水處理專業設計工作。