无碱二元驱配注工艺及粘度损失控制技术

（中油辽河工程有限公司，辽宁 盘锦 124010）

无碱二元驱配注工艺及粘度损失控制技术

乔 明

（中油辽河工程有限公司，辽宁 盘锦 124010）

无碱二元驱地面工艺的核心技术是控制聚合物溶液的粘度损失率，粘度损失率增加会导致驱油效果下降，同时增加运行成本。通过对无碱二元驱地面工艺各节点粘度损失率的统计、分析并采取相应的技术措施，可以有效降低无碱二元驱地面工艺粘度损失率。

无碱二元驱；粘度损失率；聚合物母液；目的液

1 前言

辽河油田10亿多吨的注水开发储量进入开采中后期，濒临废弃，标定采收率只有34.9%。为保证辽河油田千万吨稳产，辽河油田开展了化学驱技术攻关，历时三年，辽河化学驱实现了从强碱、弱碱到无碱的重大跨越。辽河油田锦16块是无碱二元驱率先获突破的区块，目前，锦16块二元驱试验区块日产油350吨，综合含水83%。较水驱开发产量增加了11.6倍，含水率下降了13.5%，达到中石油同类油藏开采的最好水平。

无碱二元驱地面工艺的核心技术是控制聚合物溶液的粘度损失率，粘度损失率增加会导致驱油效果下降，同时增加运行成本。根据测算，无碱二元驱地面工艺每增加1%粘度损失率，开采1吨原油将增加5.37元药剂成本，因此需要采取多种技术手段相结合降低地面工程粘度损失。

2 无碱二元驱地面工程配制、注入工艺

锦16块Ⅱ层系部署24个注入井组，区块整体位于大凌河河套内，由于受大凌河的影响本工程将聚合物母液配制站与注入站分开布置。在大凌河河套内新建注入站；在大凌河河套外新建聚合物母液配制站。配制站配制的聚合物母液通过母液管线输送到注入站，在注入站与二元驱污水配制成目的液，再经静态混合器充分混合后注入目的井。工程总投资1.24亿元。

2.1 聚合物母液配制工艺

（1）配制聚合物母液水源

欢三联软化污水进入储水罐，经储存、杀菌后由供水泵提升至0.72MPa后输送至聚合物分散溶解装置溶解聚合物干粉。同时欢三联来二元驱污水经杀菌后也输至注入站，为注入站提供高压掺水水源。

（2）聚合物干粉分散及熟化工艺

分散溶解装置主要由储料斗、下料器、水射器、混合箱，螺杆泵等组成。聚合物干粉（每袋75kg）由吊车吊到储料斗上方，将聚合物干粉倒入储料斗，经下料器精确计量后（下粉量控制在±2%）进入水射器，由供水泵提升的软化污水在水射器装置形成一股环状高压射流，将聚合物干粉带入混合箱，再由转输泵提升进熟化罐，聚合物熟化时间2h。为了使母液在熟化罐熟化过程中更加彻底，在熟化罐顶端装有双螺带螺旋桨，螺旋桨转数每分钟10-19转。熟化完成后的聚合物母液由外输泵（螺杆泵）增压，经两级过滤器过滤，滤除鱼眼及杂质，通过聚合物母液管线输送到注入站 。

（3）恒浓度表面活性剂掺入工艺

在配制站将表活剂原液按目的液表面活性剂浓度直接掺入聚合物母液去熟化罐管线及二元驱污水去注入站管线，实现目的液表面活性剂浓度恒定。

2.2 目的液注入工艺

注入流程采用单泵对单井和单泵对多井两种注入工艺。

（1）单泵对单井注入工艺

单泵对单井注入工艺是每一台注入泵对着一口注入井。配制站来聚合物母液经注入泵升压至16MPa后经单流阀及手动控制阀，再经流量计计量后进入静态混合器的母液进口端；同时从配制站来二元驱污水经高压掺水泵提升至16MPa后进入配水汇管，在每一根高压水支管上均装有手动阀、流量计、电动阀及单流阀，二元驱污水通过高压阀组分配后进入静态混合器高压水进口端，两种液体按要求形成定比例、定量的目的液再经静态混合器充分混合后去目的液注入井口注入地下。

（2）单泵对多井注入工艺

配制站来聚合物母液经注入泵升压至16MPa，经单流阀、手动控制阀、流量计计量后进入配聚汇管（多井母液调节装置），在汇管上的每一根母液支管上均装有手动阀、流量计、低剪切调节器及单流阀，母液经多井母液调节装置分配后进到静态混合器母液进口端；同时从配制站来二元驱污水经高压掺水泵提升至16MPa后进入配水汇管，在每一根高压水支管上均装有手动阀、流量计、电动阀及单流阀，二元驱污水通过高压阀组分配后进入静态混合器高压水进口端，两种液体按要求形成定比例、定量的目的液再经静态混合器充分混合后去目的液注入井口注入地下。

3 配注工艺采用的新设备及应用评价

3.1 分散溶解装置

分散溶解采用水环流喷射式结构的射流混合器，水、粉分散效果好、混合均匀，不结团，不产生“鱼眼”。与风送型分散溶解装置相比维护量小，使用寿命长，无运行噪音。

分散溶解装置选用PID闭环控制，下料器采用变频调节，混配浓度精度高，误差小。通过监测水的流量即时控制下料器的给料量，从而保证了水与聚合物干粉的配比，整套装置采用PLC控制生产流程。

投产评价：自动化程度高，技术先进，性能稳定，运行可靠。

3.2 双螺带搅拌器

熟化罐选用的双螺带式搅拌器，搅拌死角小，熟化彻底。搅拌机轴转速为10～19rpm，叶片外边缘线速度为1～5m/s，粘度损失不超过1%。用双螺带式搅拌器代替现有的双层桨叶螺旋推进器，可增加混合效果，使混合液在搅拌器的推动下，既有翻转运动，又达到翻腾起伏后浪推前浪的作用，使整个液体都搅动起来，可消除鱼眼和粘团。双螺带搅拌器熟化2h的母液粘度曲线与螺旋推进式搅拌器熟化3h的母液粘度曲线以及传统螺旋推进式搅拌器熟化4h的母液粘度曲线基本重合，说明双螺带搅拌器缩短熟化时间对聚合物粘度降解不产生影响。

投产评价：双螺带式搅拌器搅拌均匀，混合效果好，熟化彻底。

3.3 新型母液过滤器

聚合物母液过滤一般采用钢网式过滤器，本工程采用的是针毡面料制成的滤袋，不仅具有柔韧性好，结构简单，安装及储存方便的特点，而且滤孔均匀，纳污能力强，对聚合物母液剪切小。

投产评价：投产初期运行母液过滤器起到了一定的过滤效果，但对聚合物母液剪切比较大，根据锦16块高渗透的特殊地质情况，目前生产部门已取消了母液过滤器的运行。

3.4 杀菌器

杀菌器是采用瑞典LEMUPZ-D杀菌器，该杀菌技术属于物理杀菌法，它包括电化学、陶瓷氧化和光催化三个主要技术组成。主要通过对细菌代谢系统的破坏、对细菌细胞壁的破坏以及对细菌DNA的破坏，从根本上杀灭细菌。该装置对水质要求低，运行费用低（处理成本为0.035元/m3），没有二次污染，杀菌性能优（特别对SRB菌有强烈的杀菌效果）。

投产评价：杀菌器杀菌效果达到设计要求，运行可靠，但设备质量还有待于加强，投产一年三次维修。

4 无碱二元驱地面工程粘度损失控制技术

“锦16块二元驱工业化试验地面工程”于2011年成功投产，经过近3年的试验和持续改进，地面工程粘度损失率从投产初期的78%降低至目前的22%，取得了良好的经济效益。

4.1 投产初期无碱二元驱地面工程粘度损失率分析

根据各节点粘度损失率统计数据，找出了造成粘度损失的主要因素：

（1）注入站静态混合器初期粘度损失最大，达到30.2%。

（2）注聚泵初期粘度损失达到17%。

（3）母液长输管线初期粘度损失达到18.1%。

（4）单井注入管线初期粘度损失达到12.7%。

4.2 无碱 二元驱地面工程粘度损失控制技术

（1）针对聚合物母液与高压污水混和均匀度差、粘度损失率高的问题，采用了新型两相汇流装置和低剪切静态混合器，经过现场调试后，静混器后端和注入井口粘度均大幅上升。

（2）针对注聚泵粘度损失率过高的情况进行分析，过滤器滤芯为20目的钢丝网眼，对聚合物溶液的物理剪切很大，拆除后粘度损失率减少14.6%。

（3）聚合物母液管线为钢骨架聚乙烯复合管，该管线在经济流速下（不大于0.5米/秒），粘度损失率应为2%左右，母液外输管线粘度损失率应在5%以内，而实际粘度损失率18.1%，分析造成粘损的几种可能性：管线穿越地形复杂，弯头较多（15个左右）；管线内有异物；介质在管线内流速过缓（0.22米/秒），滞留时间长（近3小时），聚合物在地面熟化时间共计6.5小时，导致聚合物溶液抗机械剪切性能变差。

针对聚合物母液管线粘度损失率大的情况，采取了2项措施降低粘度损失率：①设计并增建母液管线投球扫线流程，实施扫线措施，清除管线内可能存在的异物，降低管线造成的粘损。②7月上旬，将1个熟化罐切为备用，熟化时间降低为3.5小时；8月下旬，切2个熟化罐为备用，熟化时间降为2小时13分钟，配制站出口粘度平均上升了40mpa.s。

（4）针对单井注入管线粘损较大的状况，采取了2项措施降低粘度损失率：①在注入站增建反冲洗工艺，解决站内注入管线和设备长时间运行后积垢问题。②改造注入井口取样工艺取代目前在用取样器，解决取样器取样误差大、操作复杂、冬季冻堵等困难。

结语

实施产量结构调整，提高稀油、高凝油产量，是辽河油田公司效益发展的重要途径。辽河油田无碱二元驱作为三次采油前沿技术，成为这类油藏延长寿命的上佳选择，是油田今后提高采收率技术发展方向。无碱二元驱地面工程的核心技术是控制聚合物溶液的粘度损失率，通过对无碱二元驱地面工艺各节点粘度损失率的统计、分析并采取相应的技术措施，可以有效降低无碱二元驱地面工艺粘度损失率，进而提高驱油效果，降低油田开发成本。

[1]杨兆麟，孙晓明，毛翠玲，等.锦16块二元驱工业化试验工程设计[J].油气田地面工程，2013，32（01）:52-54.

[2]闫云贵，徐伟生，邢立国，等.聚合物/表面活性剂二元复合驱配注工艺[J].油气田地面工程，2011，30（12）:30-32.

TE357 < class="emphasis_bold"> 文献标识码：A

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