沖洗管線降低聚合物黏損的效果分析

秦篤國(guó)（大慶油田有限責(zé)任公司第一采油廠）

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沖洗管線降低聚合物黏損的效果分析

秦篤國(guó)（大慶油田有限責(zé)任公司第一采油廠）

斷西西及斷西東區(qū)塊自投注聚合物以來(lái)，現(xiàn)場(chǎng)出現(xiàn)了體系黏度低、黏度損失較大的現(xiàn)象。分別對(duì)這2個(gè)區(qū)塊注入系統(tǒng)工藝流程中的各節(jié)點(diǎn)黏損情況進(jìn)行了普查，調(diào)查表明，聚合物溶液在注入井單井管線這一節(jié)點(diǎn)中的黏度損失較大。并對(duì)單井管線沖洗前后的效果進(jìn)行對(duì)比分析。得出清水配置、清水稀釋?zhuān)捎行Ы档途酆衔锬敢旱酿ざ葥p失；清水配置、清水稀釋在配制站至注入站輸送管道中黏損率相對(duì)較低，注入站至注入井井口黏度損失相對(duì)較高，并通過(guò)實(shí)驗(yàn)給出了降低黏損率的方法。

聚合物；黏損；管線；沖洗

1　黏度損失檢測(cè)

一礦有注入站7座，其中斷西西區(qū)塊3座為清配清稀，斷西東區(qū)塊4座為清配污稀，各注入站均采用單泵對(duì)單井的工藝流程。聚合物母液由試驗(yàn)大隊(duì)的聚北一配置站進(jìn)行配置，經(jīng)聚合物母液管線輸送至各注入站，進(jìn)入各站的母液儲(chǔ)罐或儲(chǔ)箱，之后由注入泵加壓后與高壓水同時(shí)進(jìn)入靜態(tài)混合器混合成為一定配比的聚合物溶液，再由單井管線輸送至注入井井口，最終注入地下。

為了解注入過(guò)程對(duì)聚合物溶液的剪切降解作用，確定聚合物黏度損失的關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)，對(duì)一礦斷西西和斷西東2個(gè)區(qū)塊注入系統(tǒng)工藝流程中聚合物輸送管線、注入泵、靜態(tài)混合器和單井注入管線4個(gè)節(jié)點(diǎn)的黏損情況進(jìn)行了普查，針對(duì)此次普查的結(jié)果，對(duì)這4個(gè)節(jié)點(diǎn)的平均黏度損失情況進(jìn)行對(duì)比分析。

1.1聚合物母液輸送管線

通過(guò)對(duì)一礦7座注入站的12條聚合物母液輸送管線節(jié)點(diǎn)取樣化驗(yàn)（表1），可以看出聚合物母液輸送管線節(jié)點(diǎn)對(duì)聚合物黏度損失影響較小，平均黏度損失為1.06%。

1.2注入泵

為調(diào)查各站注入泵節(jié)點(diǎn)的黏度損失，同時(shí)確定不同廠家、不同型號(hào)的注入泵對(duì)聚合物黏度損失是否存在影響，對(duì)一礦目前的3個(gè)廠家、5種型號(hào)的注入泵的泵后節(jié)點(diǎn)進(jìn)行了普查并取樣化驗(yàn)進(jìn)行分析，見(jiàn)表2。

通過(guò)對(duì)注入泵節(jié)點(diǎn)黏損情況的調(diào)查可知，該節(jié)點(diǎn)對(duì)聚合物母液的黏度損失影響不大，平均黏損為0.71%，同時(shí)不同廠家、不同型號(hào)的注入泵對(duì)聚合物的黏度損失幾乎不存在影響。

1.3靜態(tài)混合器

通過(guò)對(duì)各注入站站內(nèi)靜態(tài)混合器節(jié)點(diǎn)取樣化驗(yàn)（表3）發(fā)現(xiàn)，此節(jié)點(diǎn)對(duì)清水稀釋的單井影響不大，但對(duì)污水稀釋的單井影響較大。

1.4注入井單井管線

通過(guò)化驗(yàn)數(shù)據(jù)對(duì)比（表4）可以看出，單井管線節(jié)點(diǎn)對(duì)聚合物黏度損失影響較大。稀釋水的不同，對(duì)注入井單井管線黏損的影響也較大，清水稀釋單井管線黏損為6.2%，污水稀釋為11.4%。在整個(gè)注入過(guò)程中，由注入泵至井口這一階段黏度損失最大，其中，影響最為嚴(yán)重的是注入井單井管線。

2　黏度損失分析

2.1注入泵

從調(diào)查數(shù)據(jù)來(lái)看，注入泵節(jié)點(diǎn)對(duì)聚合物母液黏度損失影響較小，但當(dāng)注入泵漏失量增大或泵效低于85%處于“帶病運(yùn)行”的狀態(tài)時(shí)，會(huì)對(duì)聚合物母液造成機(jī)械剪切，將會(huì)使注入泵節(jié)點(diǎn)黏損升高。同時(shí)由于長(zhǎng)期注入聚合物造成注入泵泵頭及泵前過(guò)濾器上附著母液“凝塊”，造成泵頭及泵前過(guò)濾器堵塞，也會(huì)較大地增加聚合物母液的黏度損失。

表1　聚合物母液輸送管線黏損取樣化驗(yàn)數(shù)據(jù)

表2　注入泵黏損調(diào)查

表3　注入站靜態(tài)混合器黏損調(diào)查

表4　注入井單井管線黏損調(diào)查

2.2靜態(tài)混合器

從分析數(shù)據(jù)看，該階段黏損率較大，黏損主要是在靜態(tài)混合器混合單元的分割旋流作用下，使2種或2種以上的流體被不斷分割、轉(zhuǎn)向，產(chǎn)生“自身攪拌”效果，通過(guò)對(duì)流、剪切、分散、分布作用，達(dá)到初步混合。而這一過(guò)程將導(dǎo)致大量的聚合物分子鏈斷裂，使黏損產(chǎn)生。同時(shí)，由于曝氧污水中含有大量的鈣離子、碳酸根離子，易產(chǎn)生碳酸鈣沉淀，垢體在靜混器內(nèi)的單元上長(zhǎng)期累計(jì)，如果聚合物母液熟化得不好，會(huì)出現(xiàn)母液“凝塊”附著在靜態(tài)混合器混合單元上，堵塞混合器，使聚合物黏損在這一過(guò)程中進(jìn)一步加大。由于斷西西區(qū)塊使用清水配置、清水稀釋?zhuān)虼诉@個(gè)區(qū)塊在這一節(jié)點(diǎn)的黏損較斷西東區(qū)塊小很多。另外，靜態(tài)混合器的設(shè)置位置在泵后聚合物母液管線與高壓稀釋水管線交匯處，母液與高壓水混合后即進(jìn)入靜態(tài)混合器，由于在通過(guò)靜態(tài)混合器混合的過(guò)程中，會(huì)出現(xiàn)混合不均勻的情況，導(dǎo)致在取樣化驗(yàn)時(shí)會(huì)出現(xiàn)誤差。兩種液體需在經(jīng)過(guò)靜態(tài)混合器的混合之后至井口這一階段的管線中繼續(xù)充分混合，方可達(dá)到混合均勻的效果。

2.3單井管線

根據(jù)注入井單井管線黏損調(diào)查表可以看出聚合物母液的黏度損失較大，特別是斷西東區(qū)塊的4座清配污稀注入站，單井管線黏損達(dá)到了11.4%，這是由于使用污水作為稀釋水，聚合物母液受到污水水質(zhì)礦化度以及微生物的影響，產(chǎn)生了降解，并且由于長(zhǎng)期注入污水，導(dǎo)致單井管線內(nèi)壁結(jié)垢并附著有污水中的原油，進(jìn)一步增大了聚合物母液的黏度損失[1]。

3　治理方法

3.1修泵及清洗泵頭、泵前過(guò)濾器

針對(duì)前期沖洗管線之后，黏損仍然不合格的井，抽取了其中的1口井（B1-24-E58），對(duì)其注入泵泵頭、泵前過(guò)濾器進(jìn)行了清洗，并對(duì)其進(jìn)行了維修，清洗及維修前后情況，見(jiàn)表5。

表5　注入泵清洗及維修前后黏損對(duì)比

清洗前該井全局黏損為29.7%，開(kāi)展泵頭及泵前過(guò)濾器清洗工作后，全局黏損下降至27.8%，下降了1.8%。

由對(duì)比可以看出，定期清洗注入泵泵頭及泵前過(guò)濾器，及時(shí)對(duì)泵效低于85%的注入泵進(jìn)行維修及日常維護(hù)保養(yǎng)，保證注入泵在良好的狀態(tài)下運(yùn)行，可有效地控制聚合物母液在這一節(jié)點(diǎn)的黏損。后期經(jīng)過(guò)連續(xù)的化驗(yàn)檢測(cè)及拆卸泵頭和泵前過(guò)濾器觀察，并結(jié)合實(shí)際生產(chǎn)情況，制定出注入泵泵頭及泵前過(guò)濾器的清洗周期為每季度1次。

3.2單井管線沖洗

針對(duì)前期調(diào)查的情況判斷，聚合物溶液的黏度損失主要發(fā)生在注入泵泵后至井口這一階段，選取了斷西東區(qū)塊4座清配污稀注入站黏損較高井中的24口，進(jìn)行注入井單井管線以及靜態(tài)混合器的沖洗工作。在沖洗前和沖洗后進(jìn)行了化驗(yàn)對(duì)比，見(jiàn)表6。

根據(jù)表6可以看出，單井黏損不合格的24口井，經(jīng)過(guò)沖線都見(jiàn)到了明顯的效果，平均黏損下降28.6%，其中18口井黏損化驗(yàn)數(shù)據(jù)合格，達(dá)到了全局黏損不超23%的指標(biāo)。由此可以看出，單井管線和靜態(tài)混合器的定期沖洗，對(duì)黏損治理工作起到了關(guān)鍵的作用。這是由于在經(jīng)過(guò)大排量稀釋水沖洗后的單井管線中，雜質(zhì)與污水中所含微生物的含量減少，減緩了聚合物溶液的降解，減少了在單井管線這一階段中的黏度損失。

對(duì)24口注入井的沖洗效果進(jìn)行了連續(xù)的監(jiān)測(cè)化驗(yàn)，根據(jù)每口井的黏損變化情況，確定每口井的措施有效期，最終制定相應(yīng)的沖洗周期，見(jiàn)表7。

通過(guò)對(duì)這24口井連續(xù)3個(gè)月的監(jiān)測(cè)可以看出，除有2口井沖洗之后黏損仍然不合格之外，其他注入井均見(jiàn)到了一定的效果，平均措施有效期在3個(gè)月左右，由此制定平均沖洗周期為一個(gè)季度。在保證生產(chǎn)，同時(shí)保證人員及罐車(chē)配備的情況下，針對(duì)

表6　注入站單井管線沖洗前后黏損對(duì)比

表7　單井管線沖洗后黏損監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)

有效期較短的井可適當(dāng)加密沖洗頻次，以保證沖洗效果，進(jìn)而改善注入井單井管線這一節(jié)點(diǎn)的黏損。

4　結(jié)論

1）從注入系統(tǒng)分階段黏損狀況可以看出，配制站至注入站輸送管道黏損率相對(duì)較低，注入站至注入井井口黏度損失相對(duì)較高，其中包括靜態(tài)混合器及單井注入管線2個(gè)部分。

2）在實(shí)際工作當(dāng)中，靜態(tài)混合器節(jié)點(diǎn)取樣化驗(yàn)時(shí)，偶爾會(huì)出現(xiàn)此節(jié)點(diǎn)黏度過(guò)大導(dǎo)致黏損值出現(xiàn)負(fù)數(shù)或黏度過(guò)小導(dǎo)致黏損值過(guò)大的情況，這是由于在通過(guò)靜態(tài)混合器混合的過(guò)程中，會(huì)出現(xiàn)混合不均勻的情況，導(dǎo)致在取樣化驗(yàn)時(shí)會(huì)出現(xiàn)誤差[2]。2種液體需在經(jīng)過(guò)靜態(tài)混合器的混合之后至井口這一階段的管線中繼續(xù)充分混合，方可達(dá)到混合均勻的效果。

3）由于曝氧污水中含有大量的鈣離子、碳酸根離子，易產(chǎn)生碳酸鈣沉淀，如果聚合物母液熟化得不好，會(huì)出現(xiàn)母液“凝塊”附著在靜態(tài)混合器混合單元上，使靜態(tài)混合器這一過(guò)程中聚合物黏損進(jìn)一步加大。因此，在每次沖洗單井管線之前，將靜態(tài)混合器進(jìn)行拆卸，取出靜混內(nèi)部單元進(jìn)行徹底清洗會(huì)對(duì)黏損治理工作起到更好的效果[3]。

4）長(zhǎng)期使用清水配置、清水稀釋?zhuān)捎行Ы档途酆衔锬敢旱酿ざ葥p失。

5）隨著注聚時(shí)間的延長(zhǎng)，并長(zhǎng)期使用污水作為稀釋水，注入井單井管線內(nèi)壁結(jié)垢并附著污水中少量的原油，加劇了聚合物溶液在注入過(guò)程中的黏度降解。因此，在注聚工程投產(chǎn)前，要做好注入管線內(nèi)防腐。每季度對(duì)注入井單井管線進(jìn)行沖洗能夠有效地降低聚合物溶液在這一階段的黏度損失。

[1]王梓棟.改善抗鹽聚合物母液配制效果工藝技術(shù)[C]//大慶油田有限責(zé)任公司2004年度油田地面工程技術(shù)研討會(huì)報(bào)告集（下冊(cè)）.大慶：大慶油田有限責(zé)任公司，2004：1982-1996.

[2]張旭，夏青，劉國(guó)紅.污水配制污水稀釋聚合物試驗(yàn)[C]//大慶油田有限責(zé)任公司2004年度油田地面工程技術(shù)研討會(huì)報(bào)告集（下冊(cè)）.大慶：大慶油田有限責(zé)任公司，2004：1997-2002.

[3]劉雪娟，孫琦，趙勁毅.采出污水對(duì)抗鹽聚合物深液配制粒度影響因素的研究[C]//大慶油田有限責(zé)任公司2004年度油田地面工程技術(shù)研討會(huì)報(bào)告集（下冊(cè)）.大慶：大慶油田有限責(zé)任公司，2004：2003-2012.

10.3969/j.issn.2095-1493.2016.03.009

2015-12-17

（編輯 沙力妮）

秦篤國(guó)，1998年7月畢業(yè)于西南石油學(xué)院，從事注污水、注入站管理工作，E-mail：qinduguo@163.com，地址：黑龍江省大慶油田有限責(zé)任公司第一采油廠第一油礦，163000。