古城油田聚合物地面工艺存在的问题及对策

纪国帅

(河南油田分公司机关工程技术管理部,河南南阳 473132)

古城油田聚合物地面工艺存在的问题及对策

纪国帅

(河南油田分公司机关工程技术管理部,河南南阳 473132)

聚合物地面工艺经过多年的发展已经日臻成熟,在油田开发中取得了良好的生产效果与明显的经济效益。但由于受配制水质、地面设备、注入工艺等因素的影响,容易造成聚合物溶液的粘度降低和注入量不合格,从而影响注聚质量,没有达到预期的驱油目的。本文主要从影响聚合物粘度和注入量方面分析注聚合物地面工艺存在的问题,并提出相应对策。

粘度 曝氧除硫 机械剪切 油套分注

古城油田泌123区、泌124区自然递减不断加快、含水不断上升、开采难度越来越大。为了保持老区稳产，逐步实施了聚合物驱。但由于污水水质、调节阀精度不高等因素影响，导致注聚井口注入粘度不高，注入量不合格，通过在生产实践中持续优化聚合物地面工艺，保证了注聚质量。

1 基本状况

古城油田共有注聚井24口，日注母液量250m3，污水量400 m3。泌123聚合物站包括分散配液部分和转储注入部分，主要负责聚合物母液的配制、升压、稀释以及外输。该站采用清污混配母液，高压污水稀释注入。泌124聚合物站所需母液来自泌123聚合物站的输送。

2 存在的问题

2.1 污水对粘度的影响

配制和稀释聚合物溶液使用的联合站分离污水，矿化度较高，而且水中含有杀菌剂、破乳剂、絮凝剂等各种化学药剂。污水水质是影响聚合物溶液粘度的根本原因，而其中影响粘度的重要因素是含硫量和矿化度。

2.1.1 污水曝氧存在问题

曝氧就是利用压缩机将空气压入污水中，使其充分接触，发生反应，杀灭硫酸盐还原菌及中和还原性物质等，以提高聚合物溶液的粘度。现场发现，曝氧与否对聚合物溶液粘度影响很大。污水停曝氧时，井口粘度下降较大，最低时井口粘度小于10mPa·s。

脱硫塔曝氧存在的问题：污水容易在曝气盘和梳气球上结垢，前者使曝氧管线堵塞，造成出气不均匀，堵塞严重时甚至会导致管线破裂；后者会使梳气球出现沙埋现象，也会造成出气不均。

2.1.2 配制聚合物母液存在问题

聚合物母液配制的初始设计用水为污水，经曝氧，母液粘度最高达到2200mPa·s，注入粘度达到60mPa·s左右，未能达到预期效果。用清水配制母液，其粘度达4000mPa·s以上，由于粘度大，搅拌混入的气泡不能逸散，注聚泵吸入困难，造成70%以上注聚泵排量达不到注入要求。

2.2 机械剪切对粘度的影响

在生产过程中的搅拌、转液、焊接粗糙的管线、阀门、直角焊接的井口支流程以及穿过射孔炮眼等都会使聚合物分子受到剪切而降低溶液粘度[1]，因此，聚驱工艺系统中应避免锐利的棱角或毛刺等突出物，管线上的闸门的作用最好也只限于开或关，不宜用于调节流量。

2.2.1 搅拌对粘度的影响

通过对配液过程现场检测分析得出：熟化罐搅拌机以63r/min的转速搅拌120分钟后，粘度损失最高可达30%，平均超过10%。

2.2.2 油套分注对粘度的影响

油套分注是为了解决注入井层间吸水能力悬殊的矛盾而采用的注入工艺，引入控制流量的手动和自动(智能混配比电动装置)调节阀，为了精确控制流量，阀芯进水口和出水口设计的都十分锋利，当聚合物流过调节阀时，粘度的损失非常大。

2.3 设备、工艺对注入量的影响

古城油田聚合物驱采用的是集中配制分散注入的方式，注入工艺主要有单泵对单井和井口增压等方式。

2.3.1 注聚泵影响

泌123区注聚单井注入能力配置是参考前期水驱时配注量来设计的，裕量不够充足，所以多台注聚泵的注入能力不能满足注聚过程中动态调配的需要，导致多口井母液的注入量达不到配注要求。

2.3.2 喂液工艺影响

泌123区注聚泵母液供给方式主要是靠熟化罐和泵进口的液位压差供给，注入量增大时，造成注聚泵供液不足，母液进泵前受瞬时负压。前者造成注聚泵排量不够，后者由于受负压影响，粘滞在母液中的气泡则会逸出，造成注聚泵的气蚀，使泵不能正常工作，这种现象在气温高时尤为明显[2]。

2.3.3 稀释工艺影响

注聚井单井的高压污水注入量依靠调节阀控制，由于地层压力实时变化，需不断调整闸门开度，即使加密巡检，依然不能从根本保证污水量的精确注入。

3 解决的对策

3.1 污水降粘对策

3.1.1 污水曝氧

一是拆除部分曝气盘，用堵头封堵，目的是提高出气速度，减缓污水的结垢速度；二是定期对脱硫塔清沙除垢。

3.1.2 清水和污水混配聚合物母液

采用清污混配聚合物母液，清水和污水比例为2：1。配制出的母液粘度为3000mPa·s左右，既最大限度保证了粘度，又满足了注聚泵的注入要求，井口注入粘度也可提高10mPa·s，达到70mPa·s以上。

3.2 机械剪切降粘对策

3.2.1 合适的转速和搅拌时间

搅拌机转速和搅拌时间对聚合物溶液粘度的影响很大。搅拌机转速应控制在50r/min以下，搅拌时间在保证熟化质量条件下越短越好。搅拌机通过变频降速至33r/min，降低了聚合物母液粘度损失，也保证了母液的充分熟化。

3.2.2 油套分注降粘对策

采用新技术新工艺来降低分注过程中的剪切作用。比如，改进低剪切配注器使其自动化或者采用双管双流程分注工艺。

3.3 设备、工艺影响注入量的对策

3.3.1 改造注聚泵

通过重新配置动力、更换配件等手段，对泵进行了扩容改造，使注聚泵的额定排量都能满足调配要求，改善注入质量。

3.3.2 加装喂液泵

加装注聚泵母液喂液泵，提高供液能力。

3.3.3 安装电动调节阀

注聚井单井污水管线安装智能电动调节阀和电磁流量计，自动调整闸门控制注入量，保证聚合物母液与污水以设定的比例准确注入，避免人工调节造成的误差，确保注入质量。

4 认识与结论

聚合物地面工艺经过不断优化和发展，已逐步成熟。但要持续保证注聚质量，还要从管理和技术入手，细化地面工艺的节点控制，控制聚合物的注入粘度和注入量。

[1]陈民强,孙志强,等.配注过程中聚合物溶液的粘度损失分析[J].西安石油大学学报,2007,22(3):60～63.

[2]王秋艳.聚合物配制注入系统的调整改造.油气田地面工程[J], 2005,22(10):2～3.