降低注入系統(tǒng)粘損率

大慶油田有限責任公司第五采油廠粘損QC小組

（黑龍江大慶163000）

降低注入系統(tǒng)粘損率

大慶油田有限責任公司第五采油廠粘損QC小組

（黑龍江大慶163000）

1 小組概況

見表1。

2 選擇課題

根據(jù)《聚驅配注系統(tǒng)管理規(guī)定》：注入系統(tǒng)粘損率控制在15%以內。杏十二區(qū)西聚驅工業(yè)區(qū)自2013年7月31日開始注聚，從2013年11月上半月開始注入系統(tǒng)粘損率超標。截至2013年12月下半月，注入系統(tǒng)粘損率達到19.7%，高于指標4.7個百分點(見表2)。根據(jù)《配注系統(tǒng)崗位技能培訓》可知，粘損率上升1%，浪費干粉總量的0.53%。2013年11和12月浪費干粉34.5t，增加生產(chǎn)成本55.24萬元。因此選擇課題是：降低注入系統(tǒng)粘損率。

表1 小組概況

3 設定目標

根據(jù)《聚驅配注系統(tǒng)管理規(guī)定》，小組把注入系統(tǒng)粘損率降低到15%作為本次活動的目標值。

4 目標可行性分析

1）統(tǒng)計2013年8~12月杏十二區(qū)西塊正注聚165口井的注入系統(tǒng)粘損率，其中105井次粘損率不達標，不達標因素如下（表3）。由注入系統(tǒng)粘損率不達標統(tǒng)計表3可以看出，由注入管線剪切大導致的粘損率不達標次數(shù)為75次，占注入系統(tǒng)粘損率不達標總數(shù)的71.4%。因此，解決注入管線剪切大的問題是本次活動的主攻方向。

2）杏十三區(qū)聚驅工業(yè)區(qū)于2009年開始注聚，注聚工藝、設備類型和聚合物分子量、母液濃度均與杏十二區(qū)西塊相同。查閱杏十三區(qū)和杏十二區(qū)西塊投產(chǎn)以來每月注入系統(tǒng)粘損數(shù)據(jù)如下（圖1）。2013年8~12月杏十三區(qū)注入系統(tǒng)粘損率達標。小組成員借鑒杏十三區(qū)注入系統(tǒng)粘損治理經(jīng)驗，有能力將杏十二區(qū)西塊注入系統(tǒng)粘損率降低到15%以內。

表22013 年8-12月注入系統(tǒng)粘損率統(tǒng)計表

為了實現(xiàn)目標QC小組針對注入管線剪切大這

表3 注入系統(tǒng)粘損率不達標統(tǒng)計表

圖1 2013年8～12月注入系統(tǒng)粘損率折線圖

5 分析原因

個主要問題進行了分析，并繪制了因果圖（圖2），共找到了8項末端因素：管線長、管線連接彎頭多、管徑小、碳鋼管線剪切大、污水含油量高、管線沖洗方式不合理、管壁細菌含量高、管線內溶液溫度變化大。

6 確定主要原因

6.1管線長

以2014年1月杏十二區(qū)西塊注入系統(tǒng)粘損數(shù)據(jù)記錄為基礎，統(tǒng)計不同管線長度區(qū)間的注入管線粘損率（表4）。

圖2 注入管線粘損率影響因素因果圖

表4 不同管線長度區(qū)間管線粘損率統(tǒng)計表

由不同管線長度區(qū)間管線粘損率統(tǒng)計表可以看出，不同長度的管線粘損波動很小，最大相差僅為0.5%，根據(jù)《聚驅配注系統(tǒng)管理規(guī)定》，相同影響因素條件下，粘損率波動超過1%時，此因素對粘損影響大。因此管線長對注入管線剪切大影響小。

結論：管線長為非要因。

6.2 管線連接彎多

通過查閱文獻，聚合物溶液屬于非牛頓流體，遇到彎頭流動速度突變，剪切作用增強，使聚合物溶液黏度降低。據(jù)統(tǒng)計，杏十二區(qū)西塊只有22口井存在彎頭連接的現(xiàn)象，并且彎頭較少，單井管線最多只有3個彎頭。測試管線連接彎頭對注入管線粘損的影響（表5）。

由表5可以看出，不同管線連接彎頭的管線粘損波動很小，管線粘損最大相差僅為0.3%，管線連接彎頭多對注入管線剪切大影響小。

結論：管線連接彎頭多為非要因。

6.3 管徑小

杏十二區(qū)西塊正在注聚的165口井中，包括管徑為DN40的井32口，DN50的井95口，DN65的井38口，測試不同管徑的管線粘損（表6）。

由表6可以看出，不同管徑管線粘損波動很小，粘損相差僅為0.1%，管徑小對注入管線剪切大影響小。

表5 彎頭個數(shù)與管線粘損統(tǒng)計表

表6 不同管徑管線粘損統(tǒng)計表

結論：管徑小為非要因。

6.4 碳鋼管線剪切大

杏十二區(qū)西注入管線材質分為碳鋼和玻璃鋼2種，其中碳鋼管線73條，玻璃鋼管線92條。測試管線長度相同時，碳鋼和玻璃鋼管線的注入管線粘損率（表7）。由表7可知，管線長度相同時，不同材質管線粘損相近，最大相差僅為0.4%，管線材質對注入管線剪切大影響小。

結論：碳鋼管線剪切大為非要因。

6.5 污水含油量高

1）查閱2014年3月杏十三-II聯(lián)合站出水含油量，繪制折線圖（圖3）?！洞髴c油田油藏水驅注水水質指標及分析方法》（Q/SYDQ0605-2006）規(guī)定：空氣滲透率小于0.1μm2，聯(lián)合站出水含油量標準為5mg/L。由圖4可知，含油量在標準5mg/L上下波動，全月有21天在合格范圍內，有10天含油量超標。

表7 不同材質管線粘損率統(tǒng)計表

圖3 2014年3月聯(lián)合站出水含油量折線圖

觀察管線切斷面，內壁上沾附一層灰黑色的不易被沖刷掉的的粘泥，化驗分析該粘泥含原油約30%～50%，其余部分為泥沙。粘泥導致管線內壁凹凸不平，對聚合物溶液產(chǎn)生剪切大。

2）測試污水含油量高對聚合物溶液的剪切影響。測試聯(lián)合站污水含油量不同時，注入管線粘損率（表8）。隨著污水含油量的增加，管線粘損增大，增加幅度為2%，污水含油量高對注入管線剪切大影響大。

結論：污水含油量高為要因。

6.6 管線沖洗方式不合理

注入管線每年沖洗2次，冬季存在沖洗、廢液處理困難等問題。2012年10月杏十二區(qū)西塊空白水驅時注入污水，經(jīng)歷冬季近半年不沖洗，注入管線結垢。由2014年3月粘損數(shù)據(jù)記錄統(tǒng)計可知，杏十二區(qū)西165口正在注聚的井中，有29口井取樣干凈，40口井取樣有少量雜質，96口井取樣雜質多顏色黑。

采油三礦采用高壓水恒壓沖洗管線的方式。測試沖洗管線前后管線粘損和取樣情況變化，記錄如下表9。由表9可知，隨著管線結垢程度的增加，沖洗水量增加，管線結垢嚴重時管線粘損增大到15.2%。沖洗后，管線粘損下降2.4%，但是管線結垢較多和嚴重的井取樣仍有少量雜質。因此，小組分析目前的管線沖洗方式不合理，導致管線沖洗不徹底，注入管線剪切大。

表8 污水含油量不同時管線粘損統(tǒng)計表

結論：管線沖洗方式不合理為要因。

6.7 細菌含量高

1）測試細菌含量。測試注入站污水和管壁細菌含量（表10）。污水細菌含量標準是根據(jù)《大慶油田油藏水驅注水水質指標及分析方法》（Q/SYDQ0605 -2006）規(guī)定。由表10可知，稀釋污水中細菌含量達標，細菌附著在注入管線管壁上，因此管壁上硫酸鹽還原菌、鐵細菌、腐生菌的含量均超標。

2）測試細菌對聚合物溶液的剪切影響。細菌是成群或成菌落的附著在管壁上，形成絮狀物，對聚合物溶液產(chǎn)生剪切，導致注入管線粘損增大。測試加入不同絮狀物含量的聚合物溶液，同時放置30和60min后進行黏度對比。由表11可知，聚合物黏度隨加入絮狀物加入量的增加而下降，即細菌含量越高，注入管線粘損越大。因此，管壁細菌含量高對注入管線剪切大影響大。

結論：細菌含量高是要因。

6.8 管線內溶液溫度變化大

考慮到室外氣溫影響，小組成員于2014年1~7月對室外氣溫和管線內溫度進行監(jiān)測，由表12可知，經(jīng)過不同氣溫的測量，管線內溶液溫度變化在20~25℃之間。管線內溫度不同時，注入管線粘損最大相差0.2%，管線內溶液溫度的變化對注入管線剪切大影響小。

結論：管線內溶液溫度變化大為非要因。

通過以上8項末端因素的驗證，小組成員確定注入管線剪切大的主要原因有：污水含油量高、管線沖洗方式不合理、管壁細菌含量高。

表9 沖洗管線前后管線粘損和取樣情況統(tǒng)計表

表10 污水和管壁細菌含量統(tǒng)計表

表11 絮狀物對聚合物黏度影響統(tǒng)計表

7 制定對策

針對確定的3條要因，小組認真調研，結合生產(chǎn)實際制定相應改進措施，并制定了對策表（表13）。

8 對策實施

8.1 降低污水含油量

通過延長沉降罐沉降時間可增強沉降罐沉降效果，進而降低污水含油量。杏十三-II聯(lián)合站污水處理采用序批工藝技術，可以通過電腦程序調控沉降罐液位高度差來調整沉降罐沉降時間。因此，小組成員向廠家技術員請教，調節(jié)沉降罐液位高度差（表14）。通過多次現(xiàn)場調試可知，沉降罐液位差是5.9m，沉降時間為6h，污水中含油量最低。

效果跟蹤：連續(xù)跟蹤2014年5月聯(lián)合站出水含油量以及管線粘損情況，繪制含油量折線圖和管線粘損柱狀圖（圖4）。

由圖4可知，措施實施后，聯(lián)合站出水含油量全月達標率達到100%；由圖5可知，措施實施后，管線粘損下降2.6%，措施有效。

表12 聚合物溶液溫度與管線粘損統(tǒng)計表

表13 對策表

表14 含油量隨沉降時間變化統(tǒng)計表

圖4 含油量折線圖

圖5 2014年4～5月管線粘損柱狀圖

8.2 改變管線除垢方式

8.2.1 管線結垢嚴重的井采用化學藥劑的方式?jīng)_洗注入管線

降低污水中細菌含量后，杏十二區(qū)西塊平均管線粘損降低到11.5%，但是對于結垢較多和嚴重的井，管線粘損仍然很高，注入管線剪切大。

QC小組通過查閱相關資料，去其他采油廠調研，總結采用化學藥劑的方式?jīng)_洗注入管線能夠將管線內壁的硬質粘泥化學分解、沖出，降低粘損效果明顯、持續(xù)時間長。小組成員向廠里申請，選取6口井做為試驗井，采用化學藥劑的方式?jīng)_洗注入管線。小組成員的建議得到廠領導的認可，上報聚驅項目部后得到公司批準，選取取樣雜質多、管線結垢嚴重的6口注聚井化學沖洗管線（圖6）?；赐瓿珊螅佑^察沖洗效果，記錄如表15。

圖6 化學藥劑沖洗流程

效果跟蹤：化學藥劑沖洗管線后取樣無雜質，管線粘損為8.2%，化洗前后粘損降低9.1%，該措施有效。

8.2.2 管線結垢較多的井采用高壓水變壓的方式?jīng)_洗注入管線

選取取樣較臟的40口井采用高壓水變壓的方式?jīng)_洗注入管線。在沖洗過程中，站內通過控制水量來控制出水壓力大小，當壓力突變時，能夠有效地將管線內壁雜質沖出，從而達到降低粘損的效果。對高壓水變壓沖洗管線的40口井取樣，記錄注入管線粘損和取樣臟的程度，記錄如表16。

效果跟蹤：高壓水變壓沖洗后取樣無雜質，管線粘損為8.8%，變壓沖洗前后管線粘損降低3.8%，該措施有效。

表15 化洗前后注入管線粘損統(tǒng)計表

表16 高壓水變壓沖洗前后注入管線粘損統(tǒng)計表

8.3 降低管壁細菌含量

室內實驗，測試投加不同濃度殺菌劑對聚合物黏度的影響（表17）。

目前聯(lián)合站采用的殺菌劑濃度是50mg/L，測試表明，隨著殺菌劑濃度的增加，聚合物溶液黏度升高，但是殺菌劑上升到100mg/L時，聚合物溶液黏度最高,殺菌劑濃度繼續(xù)上升時,聚合物溶液黏度下降。因此小組成員分析最佳殺菌劑濃度是100mg/L。

因此，小組成員向廠油田管理部領導申請，增加杏十三-II聯(lián)合站殺菌劑濃度。得到廠領導批準后，按照100mg/L的濃度向污水中投加殺菌劑。測試殺菌劑濃度改變前后管壁細菌含量和管線粘損的變化（表18）。

效果跟蹤：殺菌劑濃度增加后，管壁細菌含量達標。注入管線粘損率降低2%，目標實現(xiàn)。

表17 注入系統(tǒng)粘損率不達標統(tǒng)計表

表18 措施實施前后管壁細菌含量和管線粘損率統(tǒng)計表

圖8 注入系統(tǒng)粘損率不達標排列圖

9 效果檢查

9.1 目標完成情況

上述對策實施后，經(jīng)過QC小組成員的集體努力和各部門的協(xié)調配合，見到了較好的效果。2014年9月1日至2014年12月31日共取樣659次，注入系統(tǒng)平均粘損率為14.2%，低于小組制定的目標0.8個百分點，實現(xiàn)了小組的目標（圖7）。

圖7 效果對比柱狀圖

根據(jù)2014年9~12月粘損數(shù)據(jù)，繪制注入系統(tǒng)粘損率不達標排列圖（圖8）。由排列圖可以看出，由注入管線剪切大導致的不達標次數(shù)為5次，靜態(tài)混合器剪切導致不達標次數(shù)為32次，占整個注入系統(tǒng)粘損率不達標總數(shù)的61.5%，靜態(tài)混合器剪切大成

9.2 經(jīng)濟效益

1）節(jié)約費用：粘損下降5%，節(jié)約干粉總量的2.65%。2014年9~12月共節(jié)約干粉56.6t，節(jié)約成本90.63萬元。

2）投入費用：化學沖洗6口井,共花費金額10.1萬元。2014年共節(jié)約成本：90.63-10.1=80.53(萬元)。

9.3 社會效益

1）降低注入系統(tǒng)粘損率，增加了聚合物注入地層的黏度，提高驅油效率，保障聚驅開發(fā)效果。

2）改變管線沖洗方式后，管線沖洗徹底，聚合物注入過程中避免了雜質堵塞地層。

9.4 鞏固期效果

2015年1~8月，沉降罐沉降時間延長至6h后，杏十三-II聯(lián)合站污水含油量達標率保持100%；高壓水變壓沖洗管線的方式在全廠推廣使用，經(jīng)聚驅項目部批準，2015年1~8月共沖洗90口管線結垢嚴重的井，沖洗效果明顯，沖洗后管線粘損為8%；將殺菌劑濃度增加至100mg/L后，管壁細菌含量達標，管壁絮狀物明顯減少。鞏固期內，每月注入系統(tǒng)粘損率均控制在15%以內，平均粘損率為14.23%，符合《聚驅配注系統(tǒng)管理規(guī)定》要求。

10 鞏固措施

1）完善采油五廠地質大隊下達的《第五采油廠專業(yè)化洗井管理方案》中的注入管線洗井管理部分。

2）將延長沉降時間和增加殺菌劑濃度規(guī)定納入《大慶第五采油廠集輸隊管理手冊》。

11 總結和下一步打算

本次PDCA循環(huán),小組解決了注入系統(tǒng)粘損大的問題，通過延長污水沉降罐沉降時間，降低污水含油量；通過改變管線沖洗方式，有效地清除管線中的雜質；通過增加殺菌劑濃度，減少管壁細菌含量。通過小組活動，提高了小組成員動手能力、創(chuàng)新思維和工作積極性。

本次活動發(fā)現(xiàn)隨著注聚時間增加，靜態(tài)混合器對聚合物溶液造成剪切大，粘損增加，且易殘留雜質。為此，2015年小組將利用本次活動的經(jīng)驗，以《降低靜態(tài)混合器粘損率》為課題，展開新一輪的PDCA循環(huán)。

尉立崗

2015-11-09