XX塊二元驅(qū)粘度保障研究

常蓓鋒

摘要：XX區(qū)塊自2017年實(shí)施聚表二元復(fù)合驅(qū)。在實(shí)施過程中，聚合物溶液粘度未達(dá)到方案要求。水質(zhì)分析數(shù)據(jù)表明懸浮物、細(xì)菌、溶解氧、二價(jià)鐵離子超標(biāo)。通過優(yōu)化配液工藝流程及配液操作參數(shù)、添加殺菌劑和穩(wěn)定劑、實(shí)施配液罐防腐，聚合物溶液粘度達(dá)到方案要求。

關(guān)鍵詞：二元驅(qū)，粘度，水質(zhì)

1.前言

XX塊1985年投入開發(fā)，2005年進(jìn)入高含水、高采出階段。地質(zhì)研究分析該塊存在以下問題：

（1）油藏水淹程度極高，剩余油高度分散。分析近年來投產(chǎn)新井測井解釋結(jié)果，中、強(qiáng)水淹層達(dá)到92.6%，僅不到10%的層水淹較弱或者未水淹。巖心觀察，水洗程度相對強(qiáng)的井段，含油顯示以厘米級或更低級別存在，繼續(xù)水驅(qū)難以動(dòng)用;水洗相對較弱的井段，含油顯示主要以米級存在，一般分布在厚層反韻律頂部、薄層、隔夾層附近。

（2）注入水低效循環(huán)，利用率低。儲(chǔ)層最大滲透率、平均滲透率及變異系數(shù)隨時(shí)間變化，逐漸變大。反映出油層厚度大，膠結(jié)程度差，注水倍數(shù)的加大加劇了層間、層內(nèi)非均質(zhì)性，主水線明顯。

（3）油水井井況差，注采井網(wǎng)不完善。統(tǒng)計(jì)表明，目前斷塊能正常生產(chǎn)的井僅52%，有48%的井存在井下事故，其中套管損壞占24%，井下落物21%，竄槽3%。油水井井況變差，導(dǎo)致注采井網(wǎng)更不完善，靜態(tài)控制程度為94%，目前動(dòng)態(tài)控制程度為59%。

針對以上存在問題，通過開展人造非均質(zhì)模型及天然油砂填充模型注入不同介質(zhì)提高采收率實(shí)驗(yàn)，進(jìn)行了微觀驅(qū)油機(jī)理研究。不同注入方式驅(qū)替結(jié)果表明二元驅(qū)效果最好。因此自2017年實(shí)施聚表復(fù)合二元驅(qū)。在實(shí)施過程中，聚合物溶液的平均粘度為78 mPa?s，未達(dá)到方案要求，因此及時(shí)開展粘度保障研究及試驗(yàn)。

2.粘度保障研究

水質(zhì)是影響聚合物溶液粘度的重要原因，其中主要影響因素有成膠溫度、礦化度、pH值、懸浮物、鐵離子、溶解氧和細(xì)菌等。對現(xiàn)場回注污水進(jìn)行化驗(yàn)，數(shù)據(jù)表明懸浮物、二價(jià)鐵離子、硫酸鹽還原菌、溶解氧指標(biāo)均超標(biāo)。

（1）回注污水中的雜質(zhì)難溶于水，其成分復(fù)雜，容易被聚合物分子鏈發(fā)生纏繞，產(chǎn)生絮凝而沉降，影響聚合物分子鏈的伸展。

（2）回注污水中含有一定的溶解氧及鐵離子，在一定溫度和二價(jià)鐵離子催化條件下水中溶解氧很容易被氧化成自由基，促使聚合物分子鏈氧化降解，導(dǎo)致聚合物分子量降低，粘度下降。

（3）回注污水中的硫酸鹽還原菌以HPAM的降解產(chǎn)物可作為細(xì)菌生命活動(dòng)的營養(yǎng)物質(zhì)，反過來營養(yǎng)的消耗又會(huì)促進(jìn)HPAM降解。因此超過指標(biāo)數(shù)量的硫酸鹽還原菌數(shù)量對聚合物會(huì)產(chǎn)生嚴(yán)重降解。

針對以上超標(biāo)指標(biāo)，分別采取措施，消除或減少其對粘度影響。

2.1 懸浮物

現(xiàn)場使用B級污水回注，注水管線直接進(jìn)入配液罐進(jìn)行配液，因此B級污水水質(zhì)發(fā)生波動(dòng)時(shí)，現(xiàn)場無法有效避免其影響。結(jié)合現(xiàn)場實(shí)際情況，通過改變其工藝流程，達(dá)到了降低懸浮物含量的目的：在現(xiàn)場增設(shè)2臺儲(chǔ)水罐，B級污水管線引入到儲(chǔ)水罐，儲(chǔ)水罐引出管線到配液罐。如此來水首先進(jìn)入儲(chǔ)水罐，在儲(chǔ)水罐靜置沉降一段時(shí)間后再導(dǎo)入配液罐配液，懸浮物含量大幅降低。

2.2 硫酸鹽還原菌

防治硫酸鹽還原菌的技術(shù)方法，常分為物理、化學(xué)和生物抑制3大類。但從本質(zhì)上來說，無非是殺滅或者濾除。常見的物理方法如加熱、紫外線殺菌、納濾、超濾、精密過濾以及防菌內(nèi)涂管線等等都是常用的防治技術(shù)，在油田應(yīng)用廣泛。其中加熱殺菌能耗太高，更換防菌內(nèi)涂管線費(fèi)用過高，難以現(xiàn)場應(yīng)用。紫外線殺菌效果很弱，精密過濾除菌不徹底，效果很一般。而超濾、納濾除菌很徹底，處理水不含菌，水質(zhì)非常穩(wěn)定，但成本過高。

以硝化細(xì)菌的反硝化作用抑制硫酸鹽還原菌的生長繁殖也是近年來發(fā)展很快的防治方法，簡稱生態(tài)抑制技術(shù)?？紤]生態(tài)抑制技術(shù)仍然將細(xì)菌帶入聚合物從而帶入地層，在地層這個(gè)隔氧環(huán)境下競爭繁殖，長時(shí)間的進(jìn)化有可能增強(qiáng)對聚合物的適應(yīng)性，從而破壞、降解聚合物分子，所以不考慮使用生態(tài)抑制技術(shù)?？紤]到物理法和化學(xué)法的實(shí)施成本和現(xiàn)場限制，因此優(yōu)選化學(xué)法實(shí)施殺滅硫酸鹽還原菌。^[1]

化學(xué)方法如添加殺菌劑殺菌、電解鹽電化學(xué)殺菌效果良好。本次優(yōu)選十二烷基二甲基芐基氯化銨（1227）、異噻唑啉酮、甲醛、戊二醛進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。

罐進(jìn)行配液，因此B級污水水質(zhì)發(fā)生波動(dòng)時(shí)，現(xiàn)場無法有效避免其影響。結(jié)合現(xiàn)場實(shí)際情況，通過改變其工藝流程，達(dá)到了降低懸浮物含量的目的：在現(xiàn)場增設(shè)2臺儲(chǔ)水罐，B級污水管線引入到儲(chǔ)水罐，儲(chǔ)水罐引出管線到配液罐。如此來水首先進(jìn)入儲(chǔ)水罐，在儲(chǔ)水罐靜置沉降一段時(shí)間后再導(dǎo)入配液罐配液，懸浮物含量大幅降低。

根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，優(yōu)選100 mg/L異噻唑啉酮作為殺菌劑。

2.3 二價(jià)鐵離子

二價(jià)鐵離子含量較高主要是由于配液罐無防腐層，聚合物溶液與配液罐內(nèi)壁長時(shí)間接觸，導(dǎo)致二價(jià)鐵離子對聚合物產(chǎn)生降解，因此對配液罐實(shí)施防腐，采用有機(jī)樹脂+瓦基布的TXH防腐工藝，確保防腐層的使用性能及耐腐蝕性能。

2.4 溶解氧

通過添加穩(wěn)定劑TBA-1，一方面降低水中溶解氧濃度，減少氧自由基數(shù)目和活性，解決聚合物分子鏈的斷裂;另一方面去除水中還原性離子，增強(qiáng)聚合物分子鏈上基團(tuán)的斥力，使得聚合物分子鏈更容易舒展，增強(qiáng)聚合物溶液的粘度。優(yōu)選濃度為0.02%。

2.5 粘度損失

現(xiàn)場工藝流程的粘度損失主要集中在聚合物的攪拌過程中。聚合物在攪拌過程中的降解與攪拌器的形狀和轉(zhuǎn)速有關(guān)。目前現(xiàn)場使用的是槳式攪拌器，符合現(xiàn)場使用要求。因此對攪拌槳轉(zhuǎn)速進(jìn)行研究與優(yōu)化。

實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)表明，當(dāng)攪拌槳轉(zhuǎn)速為30r/min時(shí)，攪拌槳對弱凝膠的剪切最小。當(dāng)轉(zhuǎn)速超過30r/min時(shí)，剪切越來越大。而當(dāng)轉(zhuǎn)速小于28r/min時(shí)，對聚合物攪拌溶解效果較差，導(dǎo)致配制的弱凝膠不均勻，弱凝膠平均粘度低。因此優(yōu)選攪拌槳轉(zhuǎn)速為30/min。

3.現(xiàn)場實(shí)施

通過采取以上研究措施，水質(zhì)指標(biāo)達(dá)到二元驅(qū)水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)，現(xiàn)場聚合物溶液粘度達(dá)到152.8 mPa?s，符合方案要求。

結(jié)論

（1）水質(zhì)是影響聚合物溶液粘度的重要原因，其中懸浮物含量、二價(jià)鐵離子、硫酸鹽還原菌、溶解氧影響程度較大。

（2）通過增設(shè)儲(chǔ)水罐、實(shí)施配液罐防腐工藝、添加異噻唑啉酮類殺菌劑、添加穩(wěn)定劑TBA-1，確保水質(zhì)指標(biāo)達(dá)標(biāo)，有效保障了聚合物溶液粘度，取得良好實(shí)施效果。

參考文獻(xiàn)：

[1] 劉清云，戴勇，楊志東等.聚合物調(diào)驅(qū)水體硫酸鹽還原菌的防治研究與應(yīng)用[J]石油天然氣學(xué)報(bào)，2012，34（2）：152-156.

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