沖洗管線降低聚合物黏損的效果分析

秦篤國（大慶油田有限責任公司第一采油廠）

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沖洗管線降低聚合物黏損的效果分析

秦篤國（大慶油田有限責任公司第一采油廠）

斷西西及斷西東區塊自投注聚合物以來，現場出現了體系黏度低、黏度損失較大的現象。分別對這2個區塊注入系統工藝流程中的各節點黏損情況進行了普查，調查表明，聚合物溶液在注入井單井管線這一節點中的黏度損失較大。并對單井管線沖洗前后的效果進行對比分析。得出清水配置、清水稀釋，可有效降低聚合物母液的黏度損失；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較低，注入站至注入井井口黏度損失相對較高，并通過實驗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

一礦有注入站7座，其中斷西西區塊3座為清配清稀，斷西東區塊4座為清配污稀，各注入站均采用單泵對單井的工藝流程。聚合物母液由試驗大隊的聚北一配置站進行配置，經聚合物母液管線輸送至各注入站，進入各站的母液儲罐或儲箱，之后由注入泵加壓后與高壓水同時進入靜態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。

為了解注入過程對聚合物溶液的剪切降解作用，確定聚合物黏度損失的關鍵節點，對一礦斷西西和斷西東2個區塊注入系統工藝流程中聚合物輸送管線、注入泵、靜態混合器和單井注入管線4個節點的黏損情況進行了普查，針對此次普查的結果，對這4個節點的平均黏度損失情況進行對比分析。

1.1聚合物母液輸送管線

通過對一礦7座注入站的12條聚合物母液輸送管線節點取樣化驗（表1），可以看出聚合物母液輸送管線節點對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

為調查各站注入泵節點的黏度損失，同時確定不同廠家、不同型號的注入泵對聚合物黏度損失是否存在影響，對一礦目前的3個廠家、5種型號的注入泵的泵后節點進行了普查并取樣化驗進行分析，見表2。

通過對注入泵節點黏損情況的調查可知，該節點對聚合物母液的黏度損失影響不大，平均黏損為0.71%，同時不同廠家、不同型號的注入泵對聚合物的黏度損失幾乎不存在影響。

1.3靜態混合器

通過對各注入站站內靜態混合器節點取樣化驗（表3）發現，此節點對清水稀釋的單井影響不大，但對污水稀釋的單井影響較大。

1.4注入井單井管線

通過化驗數據對比（表4）可以看出，單井管線節點對聚合物黏度損失影響較大。稀釋水的不同，對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%。在整個注入過程中，由注入泵至井口這一階段黏度損失最大，其中，影響最為嚴重的是注入井單井管線。

2　黏度損失分析

2.1注入泵

從調查數據來看，注入泵節點對聚合物母液黏度損失影響較小，但當注入泵漏失量增大或泵效低于85%處于“帶病運行”的狀態時，會對聚合物母液造成機械剪切，將會使注入泵節點黏損升高。同時由于長期注入聚合物造成注入泵泵頭及泵前過濾器上附著母液“凝塊”，造成泵頭及泵前過濾器堵塞，也會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數據

表2　注入泵黏損調查

表3　注入站靜態混合器黏損調查

表4　注入井單井管線黏損調查

2.2靜態混合器

從分析數據看，該階段黏損率較大，黏損主要是在靜態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、轉向，產生“自身攪拌”效果，通過對流、剪切、分散、分布作用，達到初步混合。而這一過程將導致大量的聚合物分子鏈斷裂，使黏損產生。同時，由于曝氧污水中含有大量的鈣離子、碳酸根離子，易產生碳酸鈣沉淀，垢體在靜混器內的單元上長期累計，如果聚合物母液熟化得不好，會出現母液“凝塊”附著在靜態混合器混合單元上，堵塞混合器，使聚合物黏損在這一過程中進一步加大。由于斷西西區塊使用清水配置、清水稀釋，因此這個區塊在這一節點的黏損較斷西東區塊小很多。另外，靜態混合器的設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入靜態混合器，由于在通過靜態混合器混合的過程中，會出現混合不均勻的情況，導致在取樣化驗時會出現誤差。兩種液體需在經過靜態混合器的混合之后至井口這一階段的管線中繼續充分混合，方可達到混合均勻的效果。

2.3單井管線

根據注入井單井管線黏損調查表可以看出聚合物母液的黏度損失較大，特別是斷西東區塊的4座清配污稀注入站，單井管線黏損達到了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礦化度以及微生物的影響，產生了降解，并且由于長期注入污水，導致單井管線內壁結垢并附著有污水中的原油，進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、泵前過濾器

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

表5　注入泵清洗及維修前后黏損對比

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

由對比可以看出，定期清洗注入泵泵頭及泵前過濾器，及時對泵效低于85%的注入泵進行維修及日常維護保養，保證注入泵在良好的狀態下運行，可有效地控制聚合物母液在這一節點的黏損。后期經過連續的化驗檢測及拆卸泵頭和泵前過濾器觀察，并結合實際生產情況，制定出注入泵泵頭及泵前過濾器的清洗周期為每季度1次。

3.2單井管線沖洗

針對前期調查的情況判斷，聚合物溶液的黏度損失主要發生在注入泵泵后至井口這一階段，選取了斷西東區塊4座清配污稀注入站黏損較高井中的24口，進行注入井單井管線以及靜態混合器的沖洗工作。在沖洗前和沖洗后進行了化驗對比，見表6。

根據表6可以看出，單井黏損不合格的24口井，經過沖線都見到了明顯的效果，平均黏損下降28.6%，其中18口井黏損化驗數據合格，達到了全局黏損不超23%的指標。由此可以看出，單井管線和靜態混合器的定期沖洗，對黏損治理工作起到了關鍵的作用。這是由于在經過大排量稀釋水沖洗后的單井管線中，雜質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24口注入井的沖洗效果進行了連續的監測化驗，根據每口井的黏損變化情況，確定每口井的措施有效期，最終制定相應的沖洗周期，見表7。

通過對這24口井連續3個月的監測可以看出，除有2口井沖洗之后黏損仍然不合格之外，其他注入井均見到了一定的效果，平均措施有效期在3個月左右，由此制定平均沖洗周期為一個季度。在保證生產，同時保證人員及罐車配備的情況下，針對

表6　注入站單井管線沖洗前后黏損對比

表7　單井管線沖洗后黏損監測數據

有效期較短的井可適當加密沖洗頻次，以保證沖洗效果，進而改善注入井單井管線這一節點的黏損。

4　結論

1）從注入系統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較低，注入站至注入井井口黏度損失相對較高，其中包括靜態混合器及單井注入管線2個部分。

2）在實際工作當中，靜態混合器節點取樣化驗時，偶爾會出現此節點黏度過大導致黏損值出現負數或黏度過小導致黏損值過大的情況，這是由于在通過靜態混合器混合的過程中，會出現混合不均勻的情況，導致在取樣化驗時會出現誤差[2]。2種液體需在經過靜態混合器的混合之后至井口這一階段的管線中繼續充分混合，方可達到混合均勻的效果。

3）由于曝氧污水中含有大量的鈣離子、碳酸根離子，易產生碳酸鈣沉淀，如果聚合物母液熟化得不好，會出現母液“凝塊”附著在靜態混合器混合單元上，使靜態混合器這一過程中聚合物黏損進一步加大。因此，在每次沖洗單井管線之前，將靜態混合器進行拆卸，取出靜混內部單元進行徹底清洗會對黏損治理工作起到更好的效果[3]。

4）長期使用清水配置、清水稀釋，可有效降低聚合物母液的黏度損失。

5）隨著注聚時間的延長，并長期使用污水作為稀釋水，注入井單井管線內壁結垢并附著污水中少量的原油，加劇了聚合物溶液在注入過程中的黏度降解。因此，在注聚工程投產前，要做好注入管線內防腐。每季度對注入井單井管線進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[C]//大慶油田有限責任公司2004年度油田地面工程技術研討會報告集（下冊）.大慶：大慶油田有限責任公司，2004：1982-1996.

[2]張旭，夏青，劉國紅.污水配制污水稀釋聚合物試驗[C]//大慶油田有限責任公司2004年度油田地面工程技術研討會報告集（下冊）.大慶：大慶油田有限責任公司，2004：1997-2002.

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

10.3969/j.issn.2095-1493.2016.03.009

2015-12-17

（編輯 沙力妮）

秦篤國，1998年7月畢業于西南石油學院，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任公司第一采油廠第一油礦，163000。