調(diào)剖熟化罐交聯(lián)劑加藥點改進(jìn)研究與應(yīng)用

華科良，徐浩，石端勝，張志軍

（中海油能源發(fā)展股份有限公司工程技術(shù)分公司，天津 300452）

調(diào)剖作業(yè)作為一項比較重要的穩(wěn)油控水的措施，已經(jīng)廣泛應(yīng)用于各大油田，相關(guān)的工藝設(shè)備及技術(shù)也日趨成熟，但目前調(diào)剖熟化罐交聯(lián)劑加藥方式較為簡單，就是將一條兩寸管線固定在熟化罐的加藥口，用隔膜泵往熟化罐抽交聯(lián)劑，造成交聯(lián)劑與聚合物混合極不均勻，造成局部藥劑較快產(chǎn)生成膠化學(xué)反應(yīng)，因此實施過程中需要頻繁的清理濾網(wǎng)，從而影響正常注入，也造成藥劑的浪費[1-4]。

為解決熟化罐交聯(lián)劑加入時與罐中原有聚合物等藥劑混合不均勻的現(xiàn)象，使交聯(lián)劑進(jìn)入熟化罐時能與聚合物充分接觸并混合，避免局部藥劑濃度過高成膠較快產(chǎn)生堵塞物，本文開展了調(diào)剖熟化罐交聯(lián)劑加藥點改進(jìn)研究并進(jìn)行了現(xiàn)場應(yīng)用。

1 目前調(diào)剖熟化罐加藥點存在問題

目前渤海油田最常用的調(diào)剖流程如圖1所示，調(diào)剖施工過程中，通過調(diào)剖控制集裝箱，控制聚合物的注入，該過程已經(jīng)實現(xiàn)全自動化，只需要在調(diào)剖控制間中的電腦上設(shè)置好聚合物目標(biāo)溶液的濃度就可以實現(xiàn)聚合物的全自動下料與配液，配液完成后聚合物溶液會被自動抽到熟化罐中進(jìn)行熟化[5-7]。通過交聯(lián)劑罐，控制交聯(lián)劑的注入，該過程目前還未實現(xiàn)全自動化控制，需要提前計量好交聯(lián)劑的用量并使用隔膜泵將交聯(lián)劑抽到熟化罐中與之前配好的聚合物進(jìn)行混合，調(diào)剖熟化罐的交聯(lián)劑加藥點位置如圖2所示?，F(xiàn)場施工過程中，一般情況下是將兩寸管線固定在熟化罐的加藥點，然后使用隔膜泵往熟化罐抽交聯(lián)劑[8-10]。但這種交聯(lián)劑的加藥方式存在以下幾個問題：

圖1 目前渤海油田常規(guī)調(diào)剖流程

1）交聯(lián)劑在加入調(diào)剖熟化罐后，與調(diào)剖熟化罐中原有的聚合物溶液混合不均，造成局部的交聯(lián)劑濃度過高，出現(xiàn)與聚合物的交聯(lián)成膠反應(yīng)，易形成堵塞物[5]。

2）產(chǎn)生堵塞物后，濾網(wǎng)處易發(fā)生堵塞，造成不過液的現(xiàn)象，施工人員需要頻繁的清理濾網(wǎng)（現(xiàn)場施工過程中大約每一個小時就得對濾網(wǎng)進(jìn)行清理），從而影響施工進(jìn)程。

3）產(chǎn)生的堵塞物不但造成調(diào)剖藥劑的浪費，還不易處理，處理不當(dāng)易造成環(huán)境污染，且返廠處理費用較高。

2 加藥點優(yōu)化設(shè)計

2.1 不同加藥方式室內(nèi)實驗驗證

針對上文中目前調(diào)剖熟化罐交聯(lián)劑的加藥點加藥方式所存在問題，本文采用實驗方法對不同的加藥方式進(jìn)行了室內(nèi)實驗驗證[9-10]，實驗分為以下三部分的內(nèi)容：

1）直接向聚合物溶液中倒入交聯(lián)劑，觀察產(chǎn)生的不溶物的量。

2）采用不帶針頭的注射器向聚合物溶液中加入交聯(lián)劑，觀察產(chǎn)生的不溶物的量。

3）采用帶針頭的注射器向聚合物溶液中加入交聯(lián)劑，觀察產(chǎn)生的不溶物的量。

實驗結(jié)果如圖2所示。由圖所知，直接向聚合物溶液中倒入交聯(lián)劑后，會產(chǎn)生較多的不溶物質(zhì)。采用不帶針頭的注射器向聚合物溶液中加入交聯(lián)劑后，會產(chǎn)生少量不溶物質(zhì)。采用不帶針頭的注射器向聚合物溶液中加入交聯(lián)劑后，溶液均勻，基本未產(chǎn)生不溶物質(zhì)。

圖2 不同加藥方式的室內(nèi)實驗驗證結(jié)果

2.2 技術(shù)思路

針對上文中目前調(diào)剖熟化罐交聯(lián)劑加藥點存在問題，本文的研究思路是在現(xiàn)有加藥點的基礎(chǔ)上增加一個類似浴室噴淋頭的裝置并與原有的兩寸管線對接，當(dāng)交聯(lián)劑進(jìn)入噴頭時，提升出液速度，起到增壓的效果，使交聯(lián)劑加入熟化罐時較為均勻地噴灑于罐中，從而增大交聯(lián)劑入罐時與熟化罐中聚合物溶液的接觸面積[6-8]。此裝置的目的是盡可能減少堵塞物的產(chǎn)生，既能節(jié)省藥劑不對環(huán)境造成污染，又可以減少施工過程中濾網(wǎng)的清理次數(shù)，達(dá)到降本增效環(huán)保的目的。

2.3 交聯(lián)劑加藥點改進(jìn)設(shè)計

本設(shè)計借鑒浴室的噴淋頭裝置，在交聯(lián)劑的加藥點增加一個可快速拆卸增壓噴頭裝置并與原有的兩寸管線對接，當(dāng)交聯(lián)劑進(jìn)入噴頭時，外界的空氣壓力迫使液流提速出液，從而提升出液速度，起到自動增壓的效果，從而增大藥劑入罐時的覆蓋面面積。該噴淋頭接頭設(shè)計為調(diào)剖最常用的兩寸管線快接頭，所設(shè)計的噴頭裝置側(cè)視圖及俯視圖見圖3、圖4。

圖3 噴頭裝置側(cè)視設(shè)計圖

圖4 噴頭裝置俯視設(shè)計圖

2.4 現(xiàn)場應(yīng)用及效果

2020年5月-6月，渤海某油田E16 井進(jìn)行調(diào)剖作業(yè)，在調(diào)剖實施的過程中同時對改進(jìn)的加藥點進(jìn)行了現(xiàn)場試驗，該井施工曲線如圖5所示。

圖5 渤海某油田E16 井調(diào)剖作業(yè)注入曲線圖

由于實施前幾天發(fā)現(xiàn)過濾器中的堵塞物較多，導(dǎo)致該井的調(diào)剖注入壓力爬升較快，同時排量呈逐步下降的狀態(tài)?；谏鲜銮闆r，本文所研究的加藥點改進(jìn)也得到了應(yīng)用的機(jī)會。從注入曲線圖可以看出，自加藥點改進(jìn)后，注入壓力在排量保持基本穩(wěn)定的情況下也逐步趨于穩(wěn)定，最終該井的調(diào)剖作業(yè)得以比較順利的實施。

加裝噴頭后藥劑混合均勻，產(chǎn)生的堵塞物大大減少，濾器狀態(tài)較之前有了較大的改進(jìn)（濾器狀態(tài)對比見圖6）。由此可見，交聯(lián)劑加藥點改進(jìn)后，既可以避免藥劑的浪費，又能減少濾網(wǎng)的清理次數(shù)（由原來的每天至少清理10 余次減少為少于5 次），極大地提高了工作效率，交聯(lián)劑加藥點改進(jìn)前后各項參數(shù)對比見表1。

圖6 濾器狀態(tài)對比

表1 交聯(lián)劑加藥點改進(jìn)前后各項參數(shù)對比表

3 結(jié)論

1）本研究可解決調(diào)剖熟化罐交聯(lián)劑加入時與罐中原有聚合物等藥劑混合不均勻的現(xiàn)象，避免局部藥劑濃度過高成膠較快產(chǎn)生堵塞物。

2）調(diào)剖熟化罐交聯(lián)劑加藥點改進(jìn)實施后，每井次可以節(jié)省1%～5%的調(diào)剖藥劑用量的同時減少了濾網(wǎng)的清理次數(shù)，有效提高了工作效率，達(dá)到降本增效的效果。

3）針對作業(yè)過程中兩種混合后可產(chǎn)生反應(yīng)的藥劑（如酸化液、固井液、鉆完井液等），也可采用此種方法進(jìn)行加藥。