二元复合驱地面入注系统粘度损失分析与调整措施

张宇（辽河油田建设工程公司,辽宁盘锦124010）

生产与技术改造

二元复合驱地面入注系统粘度损失分析与调整措施

张宇
（辽河油田建设工程公司,辽宁盘锦124010）

近年来，复合驱被认为是最具应用潜力的三次采油技术,针对克拉玛依油田七中区复合驱工业化试验地面注入系统粘度损失严重的情况，通过对一元可调系统运行情况、注入站曝氧塔曝氧情况、地面注入系统各节点解剖分析，明确了造成聚合物粘度损失的主要原因，并通过对地面注入系统的改造和调整，明显改善了聚合物粘度损失情况，最大限度的保持二元复合驱试验效果。

二元复合驱；聚合物驱；注入系统；粘度损失

三次采油是我国提高老油田原油采收率的重要措施，包括调驱、聚合物驱和化学驱，近年来，二元、三元复合驱被认为是最具应用潜力的三次采油技术。复合驱是由两种或两种以上驱油剂组合起来的驱动方式，它的主要机理是提高洗油效率和增大波及体积，是在综合了单一化学驱优点的基础上建立起来的一种新型化学驱油体系。克拉玛依油田2012年开始在七中区开展复合驱工业化试验项目，注入站投产后录取了大量的基础资料，数据显示地面系统粘度损失严重。通过对各环节解剖分析，多措施结合，有效降低了地面系统粘度损失，优化工艺参数，开展技术革新，保持了系统的正常运行。

1 二元复合驱地面系统粘度损失原因

1.1 一元可调系统运行检测情况（表1）

在保持单井注入量和聚合物浓度不变的前提下，用清水稀释聚合物母液浓度，调试结果是，17口井的聚合物浓度由1767.86mg·L-1下降到1180.57mg·L-1。

注入泵前、井口聚合物浓度误差分别为1.8%、1.6%。启用一元可调系统，将基液聚合物浓度由1600mg·L-1提高到2400mg·L-1，T72272、T72273井聚合物浓度由2400mg·L-1降低到1200mg·L-1，其它井聚合物浓度由2400mg·L-1降低到1600mg·L-1。再次证明一元可调系统运行可靠。

1.2 注入站曝氧塔曝氧处理效果检测情况

针对油田采出污水普遍存在的细菌含量高、亚铁离子含量高、高矿化度的特点，国内外油田对回注污水分别采取了相应的降低伤害处理措施，特别是进行杀菌和除铁的处理，是目前国内外油田回注水的处理规范。在杀菌处理中，有化学方法和物理方法，化学方法主要是指加入各种类型的杀菌剂，物理方法如采用曝氧杀菌。在曝氧杀菌中，主要是因为油田污水中主要为厌氧型的硫酸盐还原菌（SRB），所以只要彻底曝氧，理论上认为就可杀菌，曝氧除铁的过程是利用空气中的氧气使污水中Fe2+氧化成Fe3+，形成Fe（OH）3沉淀达到除铁的目的，曝氧后的水再经过滤处理即可除去Fe（OH）3沉淀物。

表1 调试期间聚合物母液浓度化验表Tab.1 Test table of polymermother liquid concentration

对六九区污水进行了曝氧试验结果检测，首先检测不同监测点水中S2-、Fe2+，铁离子总量的变化，再对二元站用六九区污水曝氧前后含铁含硫情况进行检测，检测结果见表2、3。

曝氧塔曝氧能力检测结果表明，经过注入站曝氧塔曝氧处理，出水Fe2+、硫化物均检不出，达到二元液配制要求（处理指标：Fe2+、S2-≤0.1mg·L-1）。

加表活剂后一直用六九区污水配液，曝气后污水配制聚合物溶液粘度平均提高35%，结果见表4。

表2 不同监测点在线检测参数的变化情况Tab.2 Changes of onlinemeasuring parameters in different monitoring points

表3 六九区污水曝气前后含铁含硫检测结果Tab.3 Test results of iron-sulfur-containing concentration before and after sewage aeration of Liujiu block

表4 不同工况条件下曝氧前后污水配液粘度对比Tab.4 Comparison of fluid viscosity before and after sewage aeration oxygen under different conditions

1.3 地面注入系统粘度监测情况

在调驱、聚合物驱、化学驱等现场施工过程中，由于聚合物溶液在配液罐搅拌器、高压管线、管线阀门、流量计、井口阀门剪切作用下，粘度损失较大。投产初期，重点对地面注入系统熟化罐、螺杆泵和细过滤出口溶液粘度时行检测，检测结果表明，粘度损失率为42.9%，其中熟化罐至过滤器出口的粘度损失率为7.8%，泵出口-井口的粘度损失率为38.07%。

表5 二元复合驱初期地面系统粘度检测表Tab.5 The detection table of the early viscosity of the binary complex drive system on the ground

表6 注入泵和单井管线粘损检测化验表Tab.6 The testing table of viscosity loss in single well lines and injection pump

2 多措并举，降低地面注入系统粘度损失

通过对分散撬、熟化罐出口、螺杆泵出口、过滤器出口、配液管出口、注入泵出口、单流阀出口、井口等对各环节取样，进行粘度监测分析，提出了降低地面注入流程粘度损失的技术措施（表7）。

2.1 对地面管线进行化学杀菌清洗处理，减少微生物、硫化氢等对粘度的影响

为了解七中区复合驱试验区单井管线的粘损情况，优选T72253井对其地面注入管线结垢、细菌等情况进行检查、化验。化验结果见图1、2。

表7 地面系统注入液粘度损失环节分析Tab.7 Injection viscosity loss analysis of ground systems

图1 非金属管壁上黑色粘稠物质Fig.1 Black sticky substance of non-metallic pipe wall

图2 钢管壁上硬垢Fig.2 Hard scale ofwalled steel tube

非金属管壁上黑色粘稠物质室内试验：取非金属管线污垢样放入聚合物溶液中，其溶液粘度立即从32.9mPa·s降至5.28mPa·s，判断受污垢中的微生物、硫化氢等因素影响。

因此，针对性的提出对T72253井地面管线进行化学杀菌清洗试验：采用清水循环顶替+表活剂溶液循环顶替+13.8%杀菌药剂循环（浸泡24h）清洗工艺，清洗后粘损大幅降低。

钢管壁上硬垢室内试验：取井口附近金属管线垢样放入聚合物溶液中，两周后粘度从32.9mPa·s降至6.54mPa·s。在对沿程管线化学清洗同时，将注入井单井井口碳钢管更换为不锈钢管。

表8 T72253井管线垢样能谱定量分析报告Tab.8 Quantitative spectrograhic analysis report of pipe fouling sample of T72253 well

2.2 对高压单流阀进行改进，减少注入泵单流阀对聚合物溶液的剪切作用

根据站内各点粘损数据分析，注入泵单流阀对聚合物溶液有剪切作用。根据单流阀的工作原理及实际开启压力需求，对单流阀进行了技术改进，将弹簧自由伸长由72mm减少到45mm，在不受外力的情况下可保持单流阀常开，经测试降低粘损率0.58%。

图3 原单流阀中心部分Fig.3 Riginal valve centre parts

图4 单流阀原弹簧与改造弹簧对比Fig.4 Contrastof original single valve and transformation spring

2.3 确定合理的螺杆泵入口压力，保证聚合物溶液熟化时间

注入站熟化罐底座低，投产初期熟化罐因螺杆泵前压力高切换频繁、熟化时间不够。通过计算，将螺杆泵前压力由0.05MPa调至0.017MPa，保证熟化罐液位在1.1m正常切换，与设计值相符。

2.4 对排出泵阀结构进行改造，解决了注入泵阀安装难、易损坏问题

复合驱注入站试运行初期，注入泵排出阀安装困难。经过排出阀改装，方便了安装，消除了故障。泵阀改装后，两口试验井的排量在相同频率下提高3%～6%，测得注入泵粘度损失也略有下降。

复合驱注入站试运行初期，注入泵排出阀安装困难。经过排出阀改装，方便了安装，消除了故障。泵阀改装后，两口试验井的排量在相同频率下提高3%～6%，测得注入泵粘度损失也略有下降。

图5 导向柱改造前示意图Fig.5 Original schematic diagram of guidepost

图6 导向柱改造后示意图Fig.6 Newest schematic diagram of guidepost

2.5 改进取样器，降低取样粘度测试误差

原取样器样瓶内径过大（300mL样瓶内径45mm）、进液孔太小（6mm），样瓶内被剪切液替换难度大，导致液样粘度偏低。研究发明盘管式取样器，大幅降低了取样粘度测试误差。原罐式取样器罐内剪切液难以顶替，取样化验粘度偏低。新的盘管式取样器完全满足化验取样量的要求，剪切液替换彻底，取样方便。

图7 盘管式取样器Fig.7 Coil tube type sampler

表9 盘管式取样器使用效果统计表Tab.9 Application resultof the coil tube type sampler

为了比较这两种取样器的取样精度，对高压注入泵进出口分别进行了罐式取样器（T72263井和T72272井）和盘管式取样器（T72240井和T72241井）取样化验，结果表明：盘管式取样器取样化验精度明显高于罐式取样器取样化验精度。新式取样器将在七东1区30万t聚合物驱开发中推广应用。

3 应用效果

通过对地面注入系统进行改进和调整后发现，聚合物粘度较调整前，粘度保留率明显变好，基本处在标准粘度以上，有力的保证了二元复合驱试验效果。

4 结论

（1）通过对复合驱一元可调系统进行运行、注入站曝氧塔曝氧处理效果以及地面注入系统各环节粘度取样检测，明确了造成聚合物粘度损失的主要原因。

（2）通过对地面注入系统的改造和调整，明显改善了聚合物粘度损失情况，最大限度的保持二元复合驱试验效果。

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Viscosity loss analysis and adjustmentmeasure of the binary complex drive injection system

ZHANGYu
（Liaohe Oilfield Company,Panjin 124010，China）

In recent years,combination flooding is considered to be the most potential tertiary oil recovery techniques.Aiming at the situation of ground injected system serious viscosity loss of Karamay oilfield seven Central composite drive industrialization test,the run situation of a Yuan adjustable system,the exposure oxygen situation of injected station exposure oxygen tower,and the node of ground injected system were analyzen.the polymer viscosity loss ofmain reasons has been definitudeed,and the polymer definitude loss situation has been solved on the morrow of transformation and adjustment on ground injected system,and obviously improving the two Yuan composite drive testeffect.

binary combination flooding;polymer flooding;injection system;viscosity loss

TE39

A

10.16247/j.cnki.23-1171/tq.20170763

2017-03-16

张宇（1982-），男，工程师,本科，辽宁石油化工大学油气储运工程专业,辽河油田建设工程公司,从事油田地面建设工作。