不同分子量聚合物溶液交替注入工藝的適應性

不同分子量聚合物溶液交替注入工藝的適應性

張 龍

大慶油田采油六廠

2011年，大慶油田北北上返一區、北西上返二區陸續開展兩種分子量聚合物溶液交替的配注工藝。2013年，南中西上返一區、北西上返一區都將采用交替配注工藝。根據開發要求，在已建區塊，按開發方案要求可以實現單一區塊、單一注入站及注入井聚合物的注入，利用現有工藝、設備完成不同分子量交替配制和注入。改擴建區塊通過前期產能設計方案合理布局、整體優化論證到現場具體建設、局部調整，能夠實現不同分子量、不同濃度、不同注入量的聚合物交替配制和注入。

配注系統；不同分子量聚合物；交替注入；優化

2011年，大慶油田北北上返一區、北西上返二區陸續開展兩種分子量聚合物溶液交替的配注工藝，從配制站分散配比、熟化參數的調整及單管單站和一管多站母液外輸工藝的優化，到注入站母液儲槽、母液匯管及注入工藝配套完善，確保了兩種分子量聚合物溶液交替注入。

2013年，南中西上返一區、北西上返一區都將采用交替配注工藝，每座注入站的注入井也要實行個性化注入，不同井同時注入不同分子量聚合物。根據開發要求，分析區塊接替過程中已建站、改擴建站中不同分子量交替配注時，分散、外輸能力的利用，注入濃度、注入量的變化及注入工藝的應用。合理優化配制、注入工藝參數，配套完善現場工藝布局，開展配注系統不同分子量聚合物溶液交替注入工藝適應性分析。

1 已建區塊交替配注工藝的適應性

已建區塊建設規模按一種分子量高濃度配制注入，系統工藝流程單一模式化，存在一定的局限性。喇III#配制站所轄北北上返4座注入站為一泵多井注入工藝，聚合物母液采用單管單站及一管兩站的輸送模式，要實現注入站交替注入，需對配注系統進行技術分析論證，對工藝流程、控制系統及配制方案進行相應優化調整。喇III#配制站所轄北北上返一區4座注入站，現場應用分散泵運2備1，外輸泵運3備3，分別采用單管單站和一管兩站外輸工藝。2011年初，方案編制兩種分子量聚合物，開展1～2座注入站交替注入1 200萬分子量聚合物。經分析，該區塊處于高濃度聚合物配注階段，2 500萬分子量聚合物母液配注量大，配制注入工藝系統配套調整后僅能實現一座注入站交替注入。

針對現有工藝存在的問題解決辦法如下：一是配制系統交替前分散已分子量聚合物超負荷運行，其中分散設計能力5 100 m3/d，該區塊4座注入站交替前最高注入量達到5 340 m3/d，超過設計配制額定能力，負荷率達到105%，需將系統重新分配調整。根據開發方案要求，通過現場分析論證，北北上返區塊4座站為2 500萬分子量聚合物高濃度注入，當3-4#注入站需交替注入1 200萬分子量聚合物時，用單獨1套分散、熟化及外輸工藝系統為該站配制外輸母液，另外2套分散系統對應其他3座注入站，保證交替外輸。二是外輸工藝難以實現兩種分子量交替外輸，由于3—4#與3—6#注入站外輸工藝為一管兩站，所以重新鋪設一條去往3—4#注入站的外輸管線。三是對外輸工藝優化調整，實現低分子量高濃度注入。2012年12月，根據開發需要，從3—3#、3—5#、3—6#注入站中選擇1座站開展低分子量高濃度注入試驗，因該區塊既有3-4#站交替注入，又有高分子量高濃度注入，需進行整個配制系統分析論證。經分析，配制能力難以實現，外輸工藝系統、自控系統需重新布局，提高分散負荷能力，更換150 m3/h分散裝置，確定僅有3—5#站能開展低分子量高濃度注入試驗，保證了3—5#站低分子量高濃度注入試驗，又實現3—3#、3—6#站高分子量高濃度注入。四是注入系統配套優化調整，按開發方案要求，每3個月要對站內30%左右注聚泵進行更換柱塞總成、皮帶輪等參數調整，根據交替注入階段注入量變化情況，重新設定流量調控單元參數，根據單井壓力變化大小進行9～12 MPa和12～14 MPa壓力編組，通過合理優化、調整各項參數，確保交替注入。

2 改擴建區塊交替配注的適應性

改擴建增容區塊其相應的配制、注入局部系統規模已經建設，針對其錯綜復雜性，需通過合理優化改擴建配注系統規模，合理分配分散、熟化、外輸及注入系統，優化調整方案及參數，從前期產能設計方案布局、論證及現場具體建設、擴建實施到正常配制注入，既要完成其他現有區塊正常注聚，又要降低成本，合理優化配注系統改擴建規模，實現區塊不同分子量交替注入。

2.1 南中西上返一區

喇II#配制站所轄南中東一區3座注入站及南中西一區4座改擴建注入站，其中南中西一區根據外輸量需要，配制外輸系統采用一泵四站、3條母液外輸管線4座注入站分別采用單管單站及一管兩站的外輸方式。2013年，南中西上返一區產能建設配制系統僅進行相應系統維護更新，注入系統相應進行改擴建，按開發方案預期開展1 200萬分子量和2 500萬分子量聚合物溶液交替注入。通過分析，交替階段注入量變化不大，對配制系統已建模式進行相應的調整：①將5套分散系統調整為A（1#、2#、3#分散）及B（4#、5#分散）2套系統；②對19套熟化罐及出口工藝進行優化，熟化罐各為一套系統；③外輸出口工藝增設雙套流程，即保證南中東上返一區正常配制，同時實現南中西上返一區母液交替配制。

2.2 北西上返一區

喇I#配制站目前所轄4個區塊11座注入站，2014年新增加北西一區6座站，開展分站、分井，按正常注入階段、上半周期和下半周期交替注入。共配制4種分子量、4種濃度聚合物母液，交替注入過程中整個區塊所有注入井最高濃度與最低濃度、最大注入量與最小注入量同時存在。該區塊交替注入量變化幅度較大，最大量與最小量相差2.2倍；單站瞬時注入量低，只有2.5 m3；單井最低瞬時注入量只有0.13 m3，配注系統實施難度大。

（1）喇I#配制站擴建站現狀。該站為北東塊一區3座站和北西塊二區4座站，其用清水配制濃度為5 000 mg/L、1 200萬分子量的聚合物母液和濃度為6 000 mg/L、2 500萬分子量聚合物母液。

（2）北西一區投用時擴建站將面臨問題。北西一區6座站，產能建設采用一泵六站外輸工藝，配制3種不同分子量母液。綜合分析認為，存在外輸泵負荷率低（只有17.5%），無備用外輸泵，分散裝置分套運行負荷達到95%，低負荷達到12%，缺少自控系統等問題。

（3）對擴建站開展適應性分析。外輸流程改造，實現一泵三站外輸；拆除150 m3/h外輸泵2臺，更換為80 m3/h外輸泵，實現平穩外輸；新建分散裝置1套，實現區塊互備；調整配制濃度，實現連續外輸。

2.3 喇I#配制站

（1）喇I#配制站原站現狀。該站目前有北東塊一區1座站、北西塊二區1座站、高濃度小井距1座站和二類油層三元試驗站配制聚合物母液。

（2）北西一區投用時原站將面臨的問題。北西塊一區6座站在交替注入過程中，注入量變化大，瞬時注入量低；外輸泵符合率低，無備用泵；分散備用數量難以實現交替注入。

（3）原站開展適應性分析。外輸流程改造，實現單泵單站、一泵兩站和一泵三站的外輸，實現6#外輸泵的備用；調整配制濃度，實現連續、平穩外輸；調整北東一區4座注入站和三元站，實現北西一區交替注入。

2.4 注入系統適應性分析

現場注聚設備和水量調控系統實現母液量1～0.1 m3/h、注水量2～0.24 m3/h注入，調控困難。

2.5 解決措施

解決措施包括：一是通過變頻器調整，排量可以下調40%。二是調整柱塞直徑，排量可以下調55%。三是調整皮帶輪（針對具體泵型不同，皮帶輪大小有差異，調整情況有區別）。四是將配制濃度由5 000 mg/L下調至3 000 mg/L，注入量增加67%。五是調整柱塞數量（將3根柱塞調整為1根或2根），排量可以實現下調33%和66%。綜合以上措施，可以實現注入量下調83%，但在相應產能配套建設過程中，注入設備及水量調控單元需能夠實現周期性、大幅度注入量變化調整，因而反復調整工作量極大。

3 結語

（1）在已建區塊按開發方案要求可以實現單一區塊、單一注入站及注入井聚合物的注入，利用現有工藝、設備完成不同分子量聚合物交替配制和注入。

（2）改擴建區塊通過前期產能設計方案合理布局、整體優化論證到現場具體建設、局部調整，能夠實現不同分子量、不同濃度、不同注入量的聚合物交替配制和注入。

（欄目主持 楊 軍）

10.3969/j.issn.1006-6896.2014.3.012