印度尼西亚Widuri油田聚合物驱除铁稳黏技术研究与应用

王继良

（中海油能源发展股份有限公司工程技术分公司，天津300452）

印度尼西亚Widuri油田聚合物驱除铁稳黏技术研究与应用

王继良

（中海油能源发展股份有限公司工程技术分公司，天津300452）

为探索高温高盐稠油油藏开展聚合物驱油技术的可行性，中海油2013年12月在印尼Widuri油田C27井开展注聚先导性试验。实验初期配制的聚合物溶液井口的黏度远低于推荐值，造成地层油藏中聚合物的黏度远低于方案设计，这严重影响了聚驱的效果。文中通过分析水中Fe2+浓度对聚合物黏度的影响，研究出适合该油田特点的除铁稳黏药剂体系。通过现场实验论证了除铁稳黏技术的可行性，完善了海上高温高盐油藏聚合物驱油配套技术，为80℃以上温度的稠油油藏开展聚合物驱油技术奠定基础。

高温高盐油藏；聚合物驱；黏度低；除铁稳黏；药剂体系

印度尼西亚Widuri油田是NBU区块的主力油田，探明于1987年，位于苏门答腊岛的东北部，主体区已经进入特高含水开发阶段，油田存在高温（85℃）、高盐（>20 000 mg/L）、特高含水（97%左右）、注入水高含铁（Fe2+>2 mg/L）、大井距（625 m）等诸多挑战。为探索进一步提高Widuri油田的采收率，中海油2014年初-2015年底在印尼Widuri油田C27井展开注聚先导性试验，探索海上高温高盐油藏聚合物驱油技术及其配套技术的可行性。Widuri油田注聚先导性试验项目是中海油在东南亚地区的第一个注聚提高采收率技术项目，也是聚合物驱技术在东南亚海上油田的第一次应用。在先导性试验项目期间，研究形成了针对海上大井距高温高盐高含铁油田的聚合物驱除铁稳黏技术，这对东南亚类似油田的高效合理开发具有一定的借鉴和参考意义。

1 现场存在的问题及影响分析

2014年初在印尼Widuri油田C27井展开注聚先导性试验初始阶段，井口聚合物的黏度低于推荐值19.5 mPa·s（见图1）。由于井口黏度低，造成地层油藏中聚合物的黏度远低于方案设计，当浓度为2 000 mg/L时，地层中聚合物的黏度只有1.95 mPa·s，远低于方案值3.9 mPa·s，严重影响聚驱的效果。

图1 井口聚合物设计黏度曲线及实际黏度曲线

通过数值模拟计算的水驱和聚驱的结果（使用方案设计黏度和实际黏度），聚合物黏度低对含水和日产油有很大的影响。除此之外，低黏度使聚合物推进较快，到达生产井的时间比预期的要早，这为生产带来更多的压力[1]。在实际黏度时聚合物见聚的时间比方案设计黏度时早一个月，这意味着低黏度聚合物容易在高渗层突进，使聚驱效果变差。

2 配液水水质对聚合物溶液黏度影响分析

水质影响聚合物溶液黏度主要有以下几个因素：矿化度（硬度等）、含铁硫等还原性物质、含油、悬浮物、细菌、溶解氧等[2]。含铁硫等还原性物质能快速引起聚合物黏度的下降，细菌、溶解氧等降解聚合物是个缓慢的过程，影响聚合物的长期稳定性[3]。

Widuri油田C平台注聚所用配液水为C平台生产污水，研究配聚污水水质对聚合物溶液黏度的影响是十分有必要的，为此，设计了如下几组实验（见表1）。

表1 污水水质对聚合物黏度影响

通过上述实验明显看出：（1）微孔滤膜过滤后的老化污水配制的聚合物黏度稍低于模拟水的黏度，分析原因在于现场水中含有极少量的水处理药剂等影响；（2）老化污水微孔滤膜过滤后，绝大部分的含油、机杂、悬浮物等滤除，通过对比黏度，发现含油、悬浮物等聚合物黏度的影响不是很大；（3）对比新鲜、老化C平台水配制聚合物溶液黏度数值差异，发现新鲜配聚水是造成聚合物黏度损失的重要原因。

为进一步检测C平台配液水水质中影响聚合物黏度的主要因素，模拟配制C平台水，但是将含铁浓度提高，并对C平台生产污水和配制模拟水中含铁、溶解氧、硫化物进行了检测，综合多次实验得到以下结果（见表2，表3）。

表2 水质分析数据

由表2中数据看出C平台生产污水和配制模拟水的各项离子组成均非常接近，总矿化度也很接近，只有Fe2+有很大的差异，可以认为Fe2+是影响母液黏度不同的主要因素。

表3 C平台生产污水和配制模拟水铁离子、含氧、硫化物分析

由表3中数据可以看出，配制模拟水中的Fe2+、总铁、溶解氧、硫化物的含量均明显高于C平台生产污水；同时值得注意的是，两者的Fe2+和总铁含量均在1.5 mg/L以上，尤其是配制模拟水的Fe2+和总铁含量都超过2.5 mg/L，总铁甚至接近3 mg/L。配聚水中Fe2+和总铁含量会对聚合物溶液的黏度产生巨大的影响，渤海油田注水水质指标规定，Fe2+和总铁含量应控制在0.5 mg/L以下。

泵入低温和高温水时母液的黏度（见表4），显示了配制模拟水中母液的黏度低于C平台生产污水，幅度超过25%。

由表4中的对比黏度检测数据可以看出，使用C平台生产污水时泵后母液黏度明显高于配制模拟水时泵后母液黏度。结合对配聚水铁离子与聚合物溶解情况的分析，低配制模拟水较高的铁离子浓度对聚合物溶解的影响造成了溶液黏度的降低[4]。

基于渤海油田的研究也可以发现，铁离子对于聚合物黏度的影响很大（见图2）。

综上所述，Widuri油田C平台配聚水中含铁已经严重超标，应尽快开展除铁措施。

表4 泵入后母液的黏度

图2 Fe2+的影响（基于渤海油田的研究）

3 铁离子来源分析

找到聚合物黏度低的原因后，有必要去研究Fe2+的来源，采用节点分析法[5]，结果（见表5、表6）。

表5 注入流程节点处的铁离子浓度

表6 铁离子来源

从表中可以看出，Fe2+主要来源于生产井，另一个来源是管线，主要是管线老化发生腐蚀导致。需要及时进行除铁稳黏的工作。

4 除铁稳黏措施

4.1 铁离子测定方法的改进

现场测试发现，C平台高温水含Fe2+极易容易氧化，在取完样至实验室的数分钟内就会对含铁测试结果造成很大影响，为此，在取样口进行现场取样现场即刻测试的方法，测试结果（见表7）。

表7 现场铁离子含量测试结果

表8 除铁剂对聚合物溶液中Fe2+的作用

4.2 除铁稳黏药剂体系研究

4.2.1除铁剂优选根据Widuri油田C平台产出水严重超标的现状，通过实验选择合适的除铁剂来提高聚合物黏度。其思路就是利用高效除铁剂将水中的Fe2+除去，以达到除铁稳黏目的。结合海上平台注入工艺特点，推荐使用铁离子清除剂GMSJ，在实验室内开展了除铁剂的用量对水中Fe2+浓度的影响研究，推荐铁离子控制剂的最佳使用浓度应大于150 mg/L。

用含有不同浓度Fe2+的配聚水配制1 750 mg/L的聚合物溶液在加入不同浓度的除铁剂GMSJ后，测定聚合物溶液的表观黏度的实验结果（见图3，表8）。

图3 除铁剂对聚合物黏度值作用（渤海某油田）

从实验结果可以看出，随着除铁剂GMSJ浓度的增加，聚合物溶液黏度呈现增加趋势。当除铁剂浓度小于150 mg/L时，随其浓度的增加，溶液黏度由37.1 mPa·s增加到335.6 mPa·s，当除铁剂用量大于200 mg/L后，黏度趋于平稳。因此推荐除铁剂的用量为150 mg/L～400 mg/L范围为宜。

4.2.2除氧稳定剂优选稳定剂的作用原理主要是通过稳定剂在配注水中的抗氧化作用[6]，来实现在实验室内将不同浓度的除氧稳定剂加入到1 750 mg/L聚合物溶液中，测定溶液稳定性，具体实验结果（见表9）。

表9 除氧稳定剂的稳黏效果

实验表明：聚合物溶液经过40 d老化后，黏度由于受热、溶解氧等的影响，黏度由初始的37.9 mPa·s下降到3.8 mPa·s，而加入稳定剂的聚合物溶液的表观黏度明显高于不含稳定剂的聚合物样。且随着稳定剂的含量增加，黏度逐渐增大，当稳定剂加量为100 mg/L～300 mg/L，聚合物溶液的黏度基本稳定。

4.2.3加药配方优选选取除铁剂和除氧稳定剂进行复配实验，在1 750 mg/L的聚合物溶液中按照不同配比浓度的除铁剂和稳定剂，经过WARING剪切机1档20 s剪切后，测定剪切后溶液黏度稳定性，结果（见表10）。

结果表明，除氧稳定剂的浓度为100 mg/L时，随着除铁剂加量浓度越大，稳黏效果越好，溶液放置90 d后，配方3溶液黏度为7.0 mPa·s，空白样仅为3.5 mPa·s，黏度保留率相对空白溶液提高100%；由此可见：除铁剂与稳定剂的最佳浓度配比2：1，即除铁剂的用量为200 mg/L，除氧稳定剂用量为100 mg/L。

表10 稳黏药剂复配效果

5 现场应用及效果

聚合物稳黏加药工艺是在尽量不改变注聚流程的基础上，将研制的稳黏剂加入注聚流程，在管线、地层中混合，形成均一溶液，发挥稳黏药剂的作用，提高聚合物溶液的黏度稳定性[7]。

首先，在平台供水高压水、低压水管线上开口，将聚合物稳黏药剂按照比例利用计量柱塞泵按照配注量注入到管线流程中。

应用效果（见图4）。从图4可以看出，除铁稳黏药剂加入之后，黏度大幅上升到20 mPa·s以上，达到方案要求的标准，而且随着井口黏度的上升，井口压力也有了大幅度的上升，这有利于聚合物在地下阻力场的形成，有利于提高聚驱效果。

图4 除铁稳黏药剂现场实施前后井口聚合物黏度对比曲线图

6 结论

通过对Widuri油田C平台配液水水质对聚合物溶液黏度影响分析研究，可以确定是Fe2+严重超标导致注入井井口聚合物溶液偏低，研发出的除铁剂GMSJ+稳定剂的除铁稳黏技术体系可以满足该高温高盐油田聚合物驱油的要求，最佳浓度配比2：1，即除铁剂的用量为200 mg/L，除氧稳定剂用量为100 mg/L。

［1］曹景元，王风雷，马涛.采油污水配制聚合物技术在孤东油田的应用［J］.中外能源，2006，11（4）：96-100.

［2］龚世斌，王平，南天界.三次采油技术聚合物溶液粘度影响因素探讨［J］.科学技术，2010，（6）：19-21.

［3］张博.剪切、SRB对污水配制聚合物溶液粘度的影响［J］.内蒙古石油化工，2013，（1）：28-29.

［4］连宇博，刘贵宾，陈吟龙，等.长庆油田污水配聚溶液黏度降低的原因分析［J］.石油化工应用，2016，35（5）：152-155.

［5］李金环.污水水质对聚合物黏度影响研究［J］.石油地质与工程，2012，26（6）：125-128.

［6］张世东.聚驱配注工艺粘损分析方法研究［J］.石油地质与工程，2010，24（2）：118-120.

［7］汪卫东，林军章，耿雪丽，等.埕东油田聚合物配注污水处理技术［J］.油气田地面工程，2012，31（2）：19-21.

2025年新能源汽车销量占比将达20%以上

工信部部长苗圩在1月14日起举办的“2017中国电动汽车百人会论坛”上表示，工信部已牵头编制了《汽车产业中长期发展规划》，明确了到2020年我国新能源汽车年产量将达到200万辆，以及到2025年我国新能源汽车销量占总销量的比例达到20%以上的发展目标。

规划提出，到2020年我国新能源汽车年产量将达到200万辆，动力电池系统的比能量将达到每公斤260瓦时，成本将降到每瓦时1元。到2025年，新能源汽车销量占总销量的比例达到20%以上，动力电池系统的比能量达到每公斤350瓦时。同时，智能网联汽车进入世界先进行列。

苗圩表示将加强标准体系建设，建立补贴政策动态调整机制，发挥扶优扶强的政策导向作用，加快建立新能源汽车积分管理制度，明确企业各年度生产新能源汽车的达标比例要求，为2020年补贴政策退出后的衔接，建立新能源汽车市场化发展长效机制。

（摘自中国石油报第6763期）

Research and application of iron removal and viscosity stabilization technology of polymer flooding in Indonesian Widuri oilfield

WANG Jiliang
（CNOOC EnerTech-Drilling&Production Co.，Tianjin 300452，China）

In order to explore the feasibility of heavy oil reservoir with high temperature and high salt in polymer flooding technology,CNOOC launched the pilot experiment in the C27 oil well of Indonesian Widuri oilfield in december 2013.Early experiment,the viscosity of the polymer solution in wellhead is much lower than the recommended value,resulting in viscosity of polymer in formation reservoir is far lower than the design,which seriously affected the polymer flooding effect.In this paper,by analyzing the effect of Fe2+concentration on the viscosity of polymer,the reagent system of iron removal and viscosity stabilization is studied.The feasibility of iron removal and viscosity stabilization technology is demonstrated through field experiment,the technology of polymer flooding in high temperature and high salinity reservoir is improved,which lay the foundation for polymer flooding technology in heavy oil reservoirs with the temperature above 80℃.

high temperature and high salinity reservoir；polymer flooding；low viscosity；iron removal and viscosity stabilization；reagent system

TE357.46

A

1673-5285（2017）02-0120-05

10.3969/j.issn.1673-5285.2017.02.028

2017－01-06

王继良，男（1981-），工程师，2004年毕业于中国石油大学（华东）机械设计制造及自动化专业，从事海上油田增产增注措施、三次采油技术研究和现场应用等工作。