調剖熟化罐交聯劑加藥點改進研究與應用

2022-05-28 02:30:34華科良徐浩石端勝張志軍

遼寧化工 2022年5期

華科良，徐浩，石端勝，張志軍

（中海油能源發展股份有限公司工程技術分公司，天津 300452）

調剖作業作為一項比較重要的穩油控水的措施，已經廣泛應用于各大油田，相關的工藝設備及技術也日趨成熟，但目前調剖熟化罐交聯劑加藥方式較為簡單，就是將一條兩寸管線固定在熟化罐的加藥口，用隔膜泵往熟化罐抽交聯劑，造成交聯劑與聚合物混合極不均勻，造成局部藥劑較快產生成膠化學反應，因此實施過程中需要頻繁的清理濾網，從而影響正常注入，也造成藥劑的浪費[1-4]。

為解決熟化罐交聯劑加入時與罐中原有聚合物等藥劑混合不均勻的現象，使交聯劑進入熟化罐時能與聚合物充分接觸并混合，避免局部藥劑濃度過高成膠較快產生堵塞物，本文開展了調剖熟化罐交聯劑加藥點改進研究并進行了現場應用。

1 目前調剖熟化罐加藥點存在問題

目前渤海油田最常用的調剖流程如圖1所示，調剖施工過程中，通過調剖控制集裝箱，控制聚合物的注入，該過程已經實現全自動化，只需要在調剖控制間中的電腦上設置好聚合物目標溶液的濃度就可以實現聚合物的全自動下料與配液，配液完成后聚合物溶液會被自動抽到熟化罐中進行熟化[5-7]。通過交聯劑罐，控制交聯劑的注入，該過程目前還未實現全自動化控制，需要提前計量好交聯劑的用量并使用隔膜泵將交聯劑抽到熟化罐中與之前配好的聚合物進行混合，調剖熟化罐的交聯劑加藥點位置如圖2所示。現場施工過程中，一般情況下是將兩寸管線固定在熟化罐的加藥點，然后使用隔膜泵往熟化罐抽交聯劑[8-10]。但這種交聯劑的加藥方式存在以下幾個問題：

圖1 目前渤海油田常規調剖流程

1）交聯劑在加入調剖熟化罐后，與調剖熟化罐中原有的聚合物溶液混合不均，造成局部的交聯劑濃度過高，出現與聚合物的交聯成膠反應，易形成堵塞物[5]。

2）產生堵塞物后，濾網處易發生堵塞，造成不過液的現象，施工人員需要頻繁的清理濾網（現場施工過程中大約每一個小時就得對濾網進行清理），從而影響施工進程。

3）產生的堵塞物不但造成調剖藥劑的浪費，還不易處理，處理不當易造成環境污染，且返廠處理費用較高。

2 加藥點優化設計

2.1 不同加藥方式室內實驗驗證

針對上文中目前調剖熟化罐交聯劑的加藥點加藥方式所存在問題，本文采用實驗方法對不同的加藥方式進行了室內實驗驗證[9-10]，實驗分為以下三部分的內容：

1）直接向聚合物溶液中倒入交聯劑，觀察產生的不溶物的量。

2）采用不帶針頭的注射器向聚合物溶液中加入交聯劑，觀察產生的不溶物的量。

3）采用帶針頭的注射器向聚合物溶液中加入交聯劑，觀察產生的不溶物的量。

實驗結果如圖2所示。由圖所知，直接向聚合物溶液中倒入交聯劑后，會產生較多的不溶物質。采用不帶針頭的注射器向聚合物溶液中加入交聯劑后，會產生少量不溶物質。采用不帶針頭的注射器向聚合物溶液中加入交聯劑后，溶液均勻，基本未產生不溶物質。

圖2 不同加藥方式的室內實驗驗證結果

2.2 技術思路

針對上文中目前調剖熟化罐交聯劑加藥點存在問題，本文的研究思路是在現有加藥點的基礎上增加一個類似浴室噴淋頭的裝置并與原有的兩寸管線對接，當交聯劑進入噴頭時，提升出液速度，起到增壓的效果，使交聯劑加入熟化罐時較為均勻地噴灑于罐中，從而增大交聯劑入罐時與熟化罐中聚合物溶液的接觸面積[6-8]。此裝置的目的是盡可能減少堵塞物的產生，既能節省藥劑不對環境造成污染，又可以減少施工過程中濾網的清理次數，達到降本增效環保的目的。

2.3 交聯劑加藥點改進設計

本設計借鑒浴室的噴淋頭裝置，在交聯劑的加藥點增加一個可快速拆卸增壓噴頭裝置并與原有的兩寸管線對接，當交聯劑進入噴頭時，外界的空氣壓力迫使液流提速出液，從而提升出液速度，起到自動增壓的效果，從而增大藥劑入罐時的覆蓋面面積。該噴淋頭接頭設計為調剖最常用的兩寸管線快接頭，所設計的噴頭裝置側視圖及俯視圖見圖3、圖4。