聚驅(qū)配注工藝粘損分析方法研究

常煦坤

【摘 要】對(duì)聚合物粘度損失規(guī)律的認(rèn)識(shí)，有利于采取各種技術(shù)措施降低粘度損失，提高溶液配注質(zhì)量，確保聚合物驅(qū)油效果。通過(guò)對(duì)大慶油田采油六廠影響粘損分析的因素進(jìn)行研究，初步總結(jié)出了粘損調(diào)查的分析方法：通過(guò)采用可移動(dòng)的放裝調(diào)剖裝置和對(duì)井口多次連續(xù)取平行樣采取濃拈度的葉比修正法。分析化驗(yàn)時(shí)采用測(cè)量范圍相對(duì)較大的RVDV—II+P型號(hào)的拈度計(jì)進(jìn)行粘度檢測(cè)等方法，大大提高了調(diào)查數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。

【關(guān)鍵詞】聚合物落液；注入工藝；粘損分析方法

為摸清注聚過(guò)程中聚合物粘度損失的規(guī)律，大慶油田第六采油廠對(duì)聚合物注入粘度損失情況進(jìn)行了普查。其間共計(jì)調(diào)查了兩個(gè)注聚區(qū)塊的13座注入站的粘損情況，兩輪普查共計(jì)調(diào)查438口井，共取樣1290樣次。

第一輪的調(diào)查只分析對(duì)比井口樣的粘度損失情況（即井口樣的粘度與儲(chǔ)罐稀釋樣的粘度進(jìn)行粘損對(duì)比），本輪共計(jì)調(diào)查231口注入井，取樣261樣次，其中有30樣次的井口樣粘度波動(dòng)較大，占取樣比例的11.49%，高于儲(chǔ)罐和泵出口的粘度.粘損為負(fù)值。井口的粘度低于儲(chǔ)罐的231樣次的調(diào)查結(jié)果顯示：粘度損失小于10%的井有81口，占檢查井的35%粘度損失在10%～20%之間的井有30口，占檢查井的13%；粘度損失在20%～30%之間的井有29口，占檢查井的12.6%；粘度損失大于30%的井有91口，占檢查井的39.4%。

在第一輪的普查過(guò)程中發(fā)現(xiàn)存在大量的干擾因素影響著分析結(jié)果。因此，我們對(duì)存在的于擾因素進(jìn)行分析，初步總結(jié)出了一套粘損調(diào)杳的分析方法。

1.影響粘損分析的因素

聚合物溶液從儲(chǔ)罐到井口，每個(gè)產(chǎn)生枯損的點(diǎn)都有可能引人系統(tǒng)誤差，這給準(zhǔn)確客觀的分析粘損結(jié)果帶來(lái)很多困難，影響粘損分析結(jié)果的因素主要有以下幾方面。

1.1母液不均勻造成粘度差異大

喇南二號(hào)配制站共有分散系統(tǒng)3套，熟化罐12座：1#分散系統(tǒng)為1#—5#熟化罐配制聚合物母液，2#、3#分散系統(tǒng)為6#～12#熟化罐配制聚合物母液，熟化罐熟化時(shí)間均為240min，已經(jīng)達(dá)到生產(chǎn)極限。在熟化罐化驗(yàn)取樣過(guò)程中，發(fā)現(xiàn)熟化罐聚合物母液樣品中存在粘團(tuán)，在化驗(yàn)檢測(cè)過(guò)程中發(fā)現(xiàn)所取樣品混合不均，粘度差別較大：相同熟化罐不同液位之間母液粘度差別在6～9mPa·s；不同熟化罐之間母液的濃度差別造成聚合物粘度相差10mPa·s左右，而南中西各注人站的儲(chǔ)罐不同液位之間濃度相差在200-900mg/L之間，而粘度相差則在8～17mPa·s，并且不同注人站之間儲(chǔ)罐的母液濃度不盡相同。

由于熟化罐中母液不均勻，這就使得在取樣過(guò)程中母液不能保證一致，給分析帶來(lái)較大的干擾誤差。

1.2污水的曝氧程度影響聚合物的粘度

污水中有許多微生物細(xì)菌，這些細(xì)菌的存在能導(dǎo)致聚合物的降解，污水通過(guò)曝氧后，能有效地減少水中的活菌數(shù)量，降低聚合物的化學(xué)降解。因此，污水中的含氧量直接影響到殺菌效果。有時(shí)污水暴氧不充分直接導(dǎo)致井口樣的粘度低。而所調(diào)查的注入站大多是污水注人站，因此污水的曝氧程度直接影響到分析結(jié)果的準(zhǔn)確程度。

站上的污水中含氧量在0.5mg/L，以下時(shí)，污水直接稀釋與充分振蕩后稀釋的聚合物溶液粘度差值不大。而水中含氧量低于0.4mg/L時(shí)，污水直接稀釋與充分振蕩后稀釋的聚合物溶液粘度差值在5mPa·s以上。

1.3配注液混合不均勻引起井口粘度波動(dòng)大

配注液混合不均勻引起井口粘度波動(dòng)較大。通過(guò)對(duì)北西塊117口井，390樣次中，有31樣次的粘度高于儲(chǔ)罐粘度，粘損為負(fù)值，有10樣次粘損大于60%。較正常的349樣次的粘損分析統(tǒng)計(jì)得出：北西塊地區(qū)粘度損失大于20%的占總?cè)訑?shù)的12.9%。主要由于聚合物溶液通過(guò)靜態(tài)混合器到井口的溶液混合不均勻。其中4#～5#、4#～6#，注人站均為聚驅(qū)污水混注站，兩站方案設(shè)計(jì)為井日濃度1520mg/L，井口的聚合物粘度要大于100mPa·s，由于方案設(shè)計(jì)的粘度較高，并且聚合物采用母液濃度為6100mg/L，分子量為3500萬(wàn)高分抗鹽聚合物。因配制站生產(chǎn)能力限制，熟化時(shí)間僅為180min，母液熟化效果不好，雖然在閥組處安裝了靜態(tài)混合器，但改善聚合物溶液的混合效果仍不明顯，對(duì)粘度損失的分析容易產(chǎn)生誤差。

其中降解率超過(guò)20%的9口井14個(gè)樣品中，有8口井（取樣數(shù)n個(gè)）管線長(zhǎng)度只有700m左右，由于管線短，聚合物溶液混合不均勻，對(duì)粘損分析結(jié)果容易產(chǎn)生誤差。

1.4高粘度聚合物溶液粘損分析方法的不適應(yīng)

隨著不采技術(shù)的發(fā)展，高粘度聚合物溶液也應(yīng)用到現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)中，粘度一般都在100mPa·s以上?，F(xiàn)場(chǎng)使用的IVDV-I+Pro型粘度計(jì)的UI.轉(zhuǎn)子適用于測(cè)量粘度在0～100mPa·s之間的溶液，而粘度在100～1 000mPa·s之間的溶液要改用LV2轉(zhuǎn)子測(cè)量，在從UI.轉(zhuǎn)子改變成LV2轉(zhuǎn)子測(cè)量時(shí)，改變了轉(zhuǎn)數(shù)，相應(yīng)的剪切速率測(cè)量值也發(fā)生變化，因此粘度在100mPa·s左右時(shí)，兩種轉(zhuǎn)子的測(cè)量結(jié)果相差很大，給粘損分析帶來(lái)了很大的誤差。并且在用LV2轉(zhuǎn)子時(shí)外界因素對(duì)其影響很大，如溫度、氣泡等影響了測(cè)量的準(zhǔn)確性。

2.粘損調(diào)查分析方法研究

為了客觀真實(shí)地掌握粘損情況，消除各環(huán)節(jié)對(duì)粘損分析的干擾因素，我們開(kāi)展了粘損調(diào)查分析方法的相關(guān)研究。

2.1降低母液濃度延長(zhǎng)熟化時(shí)間

由于兩個(gè)區(qū)塊的聚合物都采用的高分子量聚合物，母液濃度都在6000mg/L以上，熟化時(shí)間在180～240min之間，在熟化時(shí)間內(nèi)高分子量的聚合物溶解不好，熟化罐聚合物母液樣品中粘團(tuán)的存在，直接影響到化驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確。因此，為了消除聚合物母液不均勻的影響，在粘損調(diào)查后期，我們?cè)?～4#注入站利用可移動(dòng)撬裝調(diào)剖裝置，把喇南二號(hào)配制站輸送來(lái)的6500mg/L母液在撬裝調(diào)剖裝置中稀釋成濃度為5 000mg/L母液，在稀釋過(guò)程中連續(xù)攪拌13個(gè)小時(shí)以上，保證母液的均勻性，通過(guò)對(duì)儲(chǔ)罐連續(xù)取樣，不同液位間的粘度偏差降低至2～3mPa·s。同時(shí)，儲(chǔ)罐、泵出口、流量調(diào)節(jié)器、井口取樣點(diǎn)的人員按照一定的時(shí)間間隔進(jìn)行取樣，以保證取得的樣品有同一性（通過(guò)流量和流速算得到達(dá)每個(gè)取樣點(diǎn)時(shí)間間隔）。

2.2快速稀釋母液降低曝氧差異

由于聚合物的化學(xué)降解是瞬間引起的，水中厭氧菌一旦與氧氣接觸后，會(huì)快速死亡時(shí)，因此聚合物初步混合時(shí)，時(shí)間要短。為了降低儲(chǔ)罐與井口樣品曝氧程度的差異，我們采用試劑瓶密閉取水，快速搖晃后再用立式攪拌器攪拌的方式米稀釋樣品，以達(dá)到降低由于曝氧程度所引起的粘度差異，數(shù)據(jù)差異

2.3井口多次重復(fù)取樣采取濃粘度的對(duì)比修正法

由于聚合物的粘度與濃度在一定范圍內(nèi)呈線性關(guān)系，而濃度的差別直接導(dǎo)致了粘度的波動(dòng)。針對(duì)井口的粘度波動(dòng)，我們采取多次重復(fù)的平行連續(xù)取樣，并且取樣體積盡量達(dá)到取樣器體積的3/4，然后用立式攪拌器在轉(zhuǎn)速為200r/min的條件下攪拌20min，以保證混合均勻，然后分別做出每個(gè)樣品濃度和粘度，與儲(chǔ)罐的濃粘曲線相對(duì)比，可以較好地對(duì)濃度差異引起的粘度誤差進(jìn)行修正。

通過(guò)增加取樣次數(shù)和加入濃度修正的濃粘度的對(duì)比修正法可以較客觀地反映注人過(guò)程中粘損的真實(shí)情況。

2.4改進(jìn)粘度檢測(cè)方法

粘損調(diào)查中有些單井注人濃度2000mg/L，其注人粘度一般都在100mPa·s以上，目前使用的LVDV-II+Pro型粘度計(jì)的UI.轉(zhuǎn)子適用于測(cè)量粘度0～100mPa·s之間的溶液，而粘度在（100～000）mPa一之間的溶液要改用LV2轉(zhuǎn)子測(cè)量，因此粘度在100mPa·s左右時(shí)，兩種轉(zhuǎn)子的測(cè)量結(jié)果相差很大。通過(guò)對(duì)內(nèi)部測(cè)量紐絲和測(cè)量程序改進(jìn)的RVDV-II+P型號(hào)的粘度計(jì)用UL轉(zhuǎn)子就能夠測(cè)量粘度在0～1000 mPa·s之間的溶液，較好地銜接了原有的LVDV-II+Pro型粘度計(jì)測(cè)量誤差較大區(qū)域，并克服了溫度、氣泡等外界因素所帶來(lái)的影響。

兩種型號(hào)的粘度計(jì)在粘度為100mPa·s時(shí)的測(cè)量值比較接近。而LVDV-II+Pro型粘度計(jì)在更換轉(zhuǎn)子型號(hào)時(shí)，測(cè)量的粘度差值較大。

3.粘損調(diào)查分析方法的應(yīng)用

我們將總結(jié)出的分析方法應(yīng)用到了粘損的第二輪調(diào)查中：采用撬裝調(diào)剖裝置延長(zhǎng)熟化時(shí)間，對(duì)井口取樣點(diǎn)多次平行取樣，采用濃粘度對(duì)比修正等措施。調(diào)查結(jié)果顯示粘損分析方法的應(yīng)用使粘損調(diào)查結(jié)果更貼近客觀實(shí)際，大大的提高了分析數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。

4.幾點(diǎn)認(rèn)識(shí)

（1）在對(duì)聚合物溶液進(jìn)行粘損調(diào)查時(shí)，應(yīng)盡量保證母液溶解均勻。

（2）粘度對(duì)比時(shí)應(yīng)降低母液稀釋與井口樣間的曝氧差異。

（3）井口取樣點(diǎn)要重復(fù)連續(xù)地多取平行樣，采取濃粘度對(duì)比修正法可以比較客觀的反映粘損的真實(shí)清況。

（4）對(duì)于粘度較高的樣品應(yīng)采用RVDV-II型粘度計(jì)進(jìn)行分析化驗(yàn)。

【參考文獻(xiàn)】

[1]雷巧會(huì)，田根林，鄭德溫，等.聚合物粘度剪切損失與恢復(fù)的研究[J].西安石油學(xué)院學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版），1997，12（6）：36-38.

[2]侯偉華，配制注入系統(tǒng)粘損分析研究油氣田地面工程，2006，25（5）：5-6.

[3]倪玲英，李成華.聚合物降薪現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試調(diào)研分析[J].斷塊油氣田，2008，5（1）：111-113.