大港油田第六采油厂 河北黄骅 061100
摘要：随着当前油田进入高含水开发阶段，三次采油成为接替采油厂能源阵地的重要手段，孤东采油厂三采规模日益扩大，由于聚驱开发高投入、高风险，如何保证注聚质量，进一步提高注聚驱油采收率，获得最佳的聚驱开发经济效益，是油田开采科技工作者的一项重要的工作。结合当前三采中心复合驱在开发过程中凸现的影响注聚质量的不良因素，积极探索提高注聚质量的有效手段和方法，对同类聚驱开发单元具有重要的参考意义。
关键词：注聚质量；粘度；矿化度；聚驱效果
一、基本情况
某油田于2016年10月开始实施注聚前期调整，同年12月13日正式注聚，2017年8月转二元注入。设计注聚井92口，对应油井133口。方案设计三段塞注入，前置段塞0.1PV，二元主段塞0.4PV，后置段塞0.05PV，注入速度为0.12PV/a，预计提高采收率9.6%，累增原油126×104t。截至2018年7月底累注干粉2.434×104t，累注溶液983.78×104m3，累计注入倍数0.441PV，取得了一定的降水增油效果，但同时期对比其他同类单元，效果不甚理想。排除地层发育的不良影响，技术人员在现场检查中发现该单元存在母液配制化验浓度粘度波动大、注聚泵进出口粘损大、单井井口取样粘度偏低等问题，联系聚驱提高采收率的机理，用聚合物水溶液为驱油剂,以增加注入水的粘度,提高其波及效率,从而达到提高原油采收率的目的。聚合物驱油主要是依靠聚合物溶液具有较高的粘度，使驱替液和地层原油的流度比降低，从而提高驱替液的波及体积，达到提高油层采收率的目的。因此，力保注聚单元注入浓度、降低聚合物溶液在各环节点的粘损值是提高聚驱开发效果的重要措施。
二、影响聚合物溶液粘度的因素
注聚质量主要包括注入聚合物溶液浓度和粘度。
（一）聚合物溶液配制环节
（1）水射流分散装置：①分散装置接料斗处经常返水。分散装置返水会带着下料器中的干粉一起流到分散装置溢流口处，返出的水粉混合物由于混合不均匀极易结块，容易堵塞溢流口。②水粉初溶时间短。水射流分散装置无溶解罐，水粉混合采用直接用喷射器喷射出来的清水在接料漏斗中形成漩涡，把下料器下来的干粉以冲刷的形式瞬间带走，最终到母液熟化罐中经过搅拌机的搅拌进行熟化。在实际操作环节，配制站经常出现熟化罐搅拌机故障，因此会影响母液熟化程度，造成母液配制质量差。③下粉器处干粉易结块。由于射流出来的清水易产生水汽，使空气潮湿，而下粉器下来的干粉遇到水汽极易结块，并黏附到下粉器四壁，长时间运行后，干粉结块增多，造成下粉器堵塞，下粉器下粉困难，影响母液配制。
（2）联合站污水水质
油田三次采油采用清水配制母液，污水稀释注入的方式，油田污水的特点是矿化度高、细菌含量高、Fe2+含量高等，用来配制聚合物易对聚合物分子造成伤害，使聚合物分子严重卷曲，并通过细菌降解，特别是Fe2+的氧化还原降解，导致聚合物溶液粘度降低，而目前污水矿化度较高，二元驱高压掺水流程不易调节，高矿化度对聚合物降解影响很大。
（3）注聚沿程设备以及管道粘损情况
受聚合物段塞注入的影响，注聚泵排量常需要调整，实践中采取了多级调整方式，制定了慢冲次、低频率的调整方案，减少了机械降解，将损失降到了最低。室内研究发现，Fe2+对聚合物的降解作用较严重，Fe2+浓度达8mg/L 时，聚合物当天黏度损失达40％以上，最高可达80％以上。因此管材均采用不易引起聚合物降解玻璃钢或不锈钢材质。流程中在管径发生变化、达到聚合物剪切速率的地方均设置渐缩管，并设计合适的管径，控制聚合物流速，以达到最好的防降解作用。为确保聚合物配制及复配不受水温影响，造成质量及降解问题，对熟化罐和储水罐采取保温措施，材料选用复合硅酸盐型材，保温厚度60mm，外保护层采用δ=0.5mm镀锌铁皮。
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三、提高注聚质量的几点做法
（一）实行宏观控制，提升干粉质量
如果干粉中杂质多，呈团状或大颗粒状，会影响聚合物溶液粘度。为此实行宏观控制，对聚合物干粉质量、聚合物溶液的配制质量以及聚合物溶液熟化全过程实施控制，严把质量关。坚决杜绝影响聚合物溶液粘度的因素。
（二）改进水射流分散装置，提高源头母液配制质量
对分散溶解装置的料仓进行改造，向上抬高0.4m，让出一定的安装空间。在射流器的下粉料斗处增加1台DN50的电动开关球阀，在冲刷管处增加1个DN15的电动开关球阀，配合采用程序自动控制，可以彻底解决分散溶解装置的返水问题。分散装置向上抬高0.4m意味着增加了下粉器与接料斗中清水的距离，因此，射流清水产生的水汽不会影响到下粉器处下来的干粉，从而解决下粉器结块的问题，提高母液配制质量。改造的过程中，去除了原分散装置多余的提升泵，去除的提升泵在原分散装置中起到给水粉混合物提供动力使混合物传送到熟化罐中。经过试验证明，给分散装置提供清水压力的清水泵所提供的0.8MPa的压力，经过分散装置混配整个流程压力损失约为0.2MPa，剩余的0.6MPa压力足够把混合液传输到熟化罐中。与此同时，此次改造过程中把提升泵去除，减少了1台15 kW的动力，大大减少了分散装置的耗电量， 比改造前日节电260 kWh。
（三）曝氧-气提工艺降低矿化度，提高污水水质
随着曝氧时间的增加，污水中的氧质量浓度逐渐升高，用曝氧后的污水配制的聚合物溶液的粘度也逐渐增大，这是因为随着污水中氧质量浓度的升高，污水中的还原性物质逐渐被氧化，这样在配制聚合物溶液过程中发生氧化还原反应的机会大大减少，通过曝氧极大地失去降解聚合物的活性，保持了聚合物溶液的粘度。当曝氧时间达到40min以后，污水中的还原性物质基本被氧化完全，因此聚合物溶液的粘度也趋于稳定；污水中有许多微生物细菌，这些细菌的存在能导致聚合物的降解，通过污水曝氧后，能有效地减少水中的活菌数量，降低聚合物的化学降解。因此利用曝氧工艺可以显著提高污水配制聚合物溶液的粘度。曝氧后污水中溶解氧质量浓度升高，配制聚合物溶液长期稳定性较差，为保证污水水质稳定和聚合物溶液粘度稳定，需要采取措施去除水中溶氧。实验证明，经氮气气提后的污水配制的聚合物溶液的粘度有所增加，能够达到保持聚合物黏度的效果。
（四）提升岗位业务操作技能，力保取样客观公正
针对前期取样化验效果不理想的现状，技术人员分别在3个注聚站跟踪注聚站员工现场取样，注聚泵进出口样累计取样45井次，合格井数43井次，合格率达到95.6%，完全排除了先前预测的注聚设备以及取样器造成的偏差，经过观察后发现，日常取样时，员工为求节约时间，站内取样时放空时间偏短，未充分将浮液排出，取样过程中未遵循循序渐进法，盲目速成，人为造成聚合物溶液剪切，同样，井口取样不合格的原因迎刃而解，因此，加强员工尤其是新员工岗位技能操作，严肃考核机制，对当天取样不合格样品责令连取3天，以“偷懒一次，加倍三天”的考核办法提高员工职业素养。
结语：对聚合物溶液在地面配注过程中的粘度损失，通过实际调查和大量的数据，找出了影响聚合物溶液粘度的关键环节，并有针对性地研究了提高聚合物溶液粘度的方法，可以为现有的聚驱配注系统调整和改造提供技术依据，对提高注入质量、改善驱油效果有较大的实际应用价值，并且可以为今后地面系统规划设计和生产运行提供理论依据。
参考文献：
[1]梁丹,康晓东,唐恩高,等.聚合物驱注聚参数分阶段优化决策方法,2018.
[2]刘红敏.北一区某水驱区块注聚见效含水回升阶段综合调整效果浅析[J].中国石油和化工标准与质量,2018,38(07):59-60.
[3]佚名.注聚开发过程中近井地带黏度损失机理的室内模拟研究[J].中外能源,2019,24(02):52-56.
论文作者:张娟
论文发表刊物:《科学与技术》2019年第09期
论文发表时间:2019/9/29
标签：聚合物论文; 溶液论文; 粘度论文; 污水论文; 质量论文; 母液论文; 干粉论文; 《科学与技术》2019年第09期论文;