弱碱三元驱注入系统在线清洗除垢

2015-01-12大庆油田采油三厂

油气田地面工程 2015年8期

大庆油田采油三厂

弱碱三元驱注入系统在线清洗除垢

于智明大庆油田采油三厂

弱碱三元驱注入系统主要结垢部位在高压碱静态混合器、高压二元静态混合器、单井单流阀及其静态混合器，其主要成分为钙质垢。弱碱三元驱注入系统垢影响注入时率和驱油效果，因此，在大庆油田某弱碱三元区块开展了在线清洗除垢方法的研究，根据结垢部位、结垢量及结垢周期的不同进行分段、分周期清洗。该清洗方法具有清洗速度快、操作简便、清洗彻底等优势，延长了流程中各种计量仪表及阀门的更换和维护周期。

在线清洗；清洗周期；调节阀；单流阀；垢样

大庆油田某弱碱三元区块化学驱阶段共分4个段塞注入：前置聚合物段塞、三元主段塞、三元副段塞和后续聚合物保护段塞。注入站于2012年7月建成，2013年3月投注前期聚合物段塞，2013年7月至今为三元主段塞。站内采用低压二元、高压二元、单泵单井的三元驱简化配注工艺，设计规模为单井平均注入量65 m3/d，注入站柱塞泵96台。随着三元主段塞的投注，地面注入系统中流量调节阀、静态混合器等部位出现结垢卡阻现象，严重地影响了注入时率和驱油效果。为克服结垢影响，有必要对垢样进行分析，优选清垢药剂和优化清洗方式，摸索出适合地面工艺流程的在线清洗除垢方法。

1垢样分析

注入站工艺流程如图1所示，站内由曝氧站来的曝氧水与表活剂在本站配制成一元液后输送至聚合物配制站，配制成低压二元母液后返输回本站，与本站配制的高压二元液按一定比例稀释混合，形成碱和表活剂浓度稳定、聚合物浓度可调的三元目的液，通过站外单井管道输至注入井。三元注入站在注入3个月后开始出现结垢，其主要结垢部位在高压碱静态混合器、高压二元静态混合器、单井单流阀及其静态混合器，经化验后可知，其垢质主要是钙质垢，如表1所示。分析认为，主要由于碱中碳酸根与水的钙离子过饱和后析出结垢。

图1 三元配注站注入工艺流程

表1 注入端垢样成分

2清洗流程及清洗方式优化

2.1 单井在线清洗流程

通过对站内单井流程的分析，除去管线内部及流程中各设备所结垢的最有效方法是循环式的在线清洗。主要结垢部位均是碱液所流经的管线及设备，因此在单井高压二元闸阀上部加装阀门作为在线清洗流程的入口，而出液口则在单井静态混合器的下部。

（1）清洗设备。清洗设备由清洗泵、清洗桶、清洗管线三大部分组成。小型清洗设备（用于清洗单井）清洗泵排量为15 m3/h，清洗桶中清洗液经增压泵进入清洗流程作业，酸液由无机酸和缓蚀剂复配而成。清洗管线出口处安装有压力表，用于控制清洗液流速以免造成管线内憋压，同时可控制清洗时间，单井清洗流程见图2。

（2）单流阀及高压二元调节阀清洗方式。清洗时将高压二元调节阀上部法兰至单流阀部分拆卸下来，将加工的清垢接头安装到上部法兰位置作为清洗液的出液口，加装的球阀接头作为进液口。通过多次摸索可知，在线清洗每个调节阀需要30～45 min，在清洗的同时可以用药剂来清洗拆卸下来的单流阀及连接管线。同人工物理清洗相比，在线清洗的方法可以更彻底地清除调节阀内部各部件、单流阀及连接管线内部的垢质。

图2 单井清洗流程

（3）静态混合器的清洗方式。针对单井静态混合器中含有混合单元，在清洗过程中易产生节流、结垢严重难清洗的情况，采取将静混现场拆卸，对混合单元进行逐个离线清洗的方式，清洗时间为1～1.5 h。清洗后因结垢而堵塞的注入井恢复注入。

2.2 汇管的清洗

从碱储罐出口高压碱泵到注入站内单井高压二元管线，汇管一共有3段，分别是高压碱泵至高压碱静态混合器（DN100 mm），高压碱静态混合器至注入泵房内高压二元汇管阀门前（DN250 mm），高压二元汇管阀门后至单井高压二元闸阀（DN250mm）。因第一与第三段管线均只有1条，所以清洗时需要停产，而第二段管线有2条，因管线存在变径及清洗条件的不同，将汇管的在线清洗工作划分成了三个部分。汇管的清洗设备相应增多，结构与小型清洗装置相同，其清洗泵排量增大到50 m3/h，清洗流程见图3。