印度尼西亞Widuri油田聚合物驅除鐵穩黏技術研究與應用

王繼良

（中海油能源發展股份有限公司工程技術分公司，天津300452）

印度尼西亞Widuri油田聚合物驅除鐵穩黏技術研究與應用

王繼良

（中海油能源發展股份有限公司工程技術分公司，天津300452）

為探索高溫高鹽稠油油藏開展聚合物驅油技術的可行性，中海油2013年12月在印尼Widuri油田C27井開展注聚先導性試驗。實驗初期配制的聚合物溶液井口的黏度遠低于推薦值，造成地層油藏中聚合物的黏度遠低于方案設計，這嚴重影響了聚驅的效果。文中通過分析水中Fe2+濃度對聚合物黏度的影響，研究出適合該油田特點的除鐵穩黏藥劑體系。通過現場實驗論證了除鐵穩黏技術的可行性，完善了海上高溫高鹽油藏聚合物驅油配套技術，為80℃以上溫度的稠油油藏開展聚合物驅油技術奠定基礎。

高溫高鹽油藏；聚合物驅；黏度低；除鐵穩黏；藥劑體系

印度尼西亞Widuri油田是NBU區塊的主力油田，探明于1987年，位于蘇門答臘島的東北部，主體區已經進入特高含水開發階段，油田存在高溫（85℃）、高鹽（>20 000 mg/L）、特高含水（97%左右）、注入水高含鐵（Fe2+>2 mg/L）、大井距（625 m）等諸多挑戰。為探索進一步提高Widuri油田的采收率，中海油2014年初-2015年底在印尼Widuri油田C27井展開注聚先導性試驗，探索海上高溫高鹽油藏聚合物驅油技術及其配套技術的可行性。Widuri油田注聚先導性試驗項目是中海油在東南亞地區的第一個注聚提高采收率技術項目，也是聚合物驅技術在東南亞海上油田的第一次應用。在先導性試驗項目期間，研究形成了針對海上大井距高溫高鹽高含鐵油田的聚合物驅除鐵穩黏技術，這對東南亞類似油田的高效合理開發具有一定的借鑒和參考意義。

1 現場存在的問題及影響分析

2014年初在印尼Widuri油田C27井展開注聚先導性試驗初始階段，井口聚合物的黏度低于推薦值19.5 mPa·s（見圖1）。由于井口黏度低，造成地層油藏中聚合物的黏度遠低于方案設計，當濃度為2 000 mg/L時，地層中聚合物的黏度只有1.95 mPa·s，遠低于方案值3.9 mPa·s，嚴重影響聚驅的效果。

圖1 井口聚合物設計黏度曲線及實際黏度曲線

通過數值模擬計算的水驅和聚驅的結果（使用方案設計黏度和實際黏度），聚合物黏度低對含水和日產油有很大的影響。除此之外，低黏度使聚合物推進較快，到達生產井的時間比預期的要早，這為生產帶來更多的壓力[1]。在實際黏度時聚合物見聚的時間比方案設計黏度時早一個月，這意味著低黏度聚合物容易在高滲層突進，使聚驅效果變差。

2 配液水水質對聚合物溶液黏度影響分析

水質影響聚合物溶液黏度主要有以下幾個因素：礦化度（硬度等）、含鐵硫等還原性物質、含油、懸浮物、細菌、溶解氧等[2]。含鐵硫等還原性物質能快速引起聚合物黏度的下降，細菌、溶解氧等降解聚合物是個緩慢的過程，影響聚合物的長期穩定性[3]。

Widuri油田C平臺注聚所用配液水為C平臺生產污水，研究配聚污水水質對聚合物溶液黏度的影響是十分有必要的，為此，設計了如下幾組實驗（見表1）。

表1 污水水質對聚合物黏度影響

通過上述實驗明顯看出：（1）微孔濾膜過濾后的老化污水配制的聚合物黏度稍低于模擬水的黏度，分析原因在于現場水中含有極少量的水處理藥劑等影響；（2）老化污水微孔濾膜過濾后，絕大部分的含油、機雜、懸浮物等濾除，通過對比黏度，發現含油、懸浮物等聚合物黏度的影響不是很大；（3）對比新鮮、老化C平臺水配制聚合物溶液黏度數值差異，發現新鮮配聚水是造成聚合物黏度損失的重要原因。

為進一步檢測C平臺配液水水質中影響聚合物黏度的主要因素，模擬配制C平臺水，但是將含鐵濃度提高，并對C平臺生產污水和配制模擬水中含鐵、溶解氧、硫化物進行了檢測，綜合多次實驗得到以下結果（見表2，表3）。

表2 水質分析數據

由表2中數據看出C平臺生產污水和配制模擬水的各項離子組成均非常接近，總礦化度也很接近，只有Fe2+有很大的差異，可以認為Fe2+是影響母液黏度不同的主要因素。

表3 C平臺生產污水和配制模擬水鐵離子、含氧、硫化物分析

由表3中數據可以看出，配制模擬水中的Fe2+、總鐵、溶解氧、硫化物的含量均明顯高于C平臺生產污水；同時值得注意的是，兩者的Fe2+和總鐵含量均在1.5 mg/L以上，尤其是配制模擬水的Fe2+和總鐵含量都超過2.5 mg/L，總鐵甚至接近3 mg/L。配聚水中Fe2+和總鐵含量會對聚合物溶液的黏度產生巨大的影響，渤海油田注水水質指標規定，Fe2+和總鐵含量應控制在0.5 mg/L以下。

泵入低溫和高溫水時母液的黏度（見表4），顯示了配制模擬水中母液的黏度低于C平臺生產污水，幅度超過25%。

由表4中的對比黏度檢測數據可以看出，使用C平臺生產污水時泵后母液黏度明顯高于配制模擬水時泵后母液黏度。結合對配聚水鐵離子與聚合物溶解情況的分析，低配制模擬水較高的鐵離子濃度對聚合物溶解的影響造成了溶液黏度的降低[4]。

基于渤海油田的研究也可以發現，鐵離子對于聚合物黏度的影響很大（見圖2）。

綜上所述，Widuri油田C平臺配聚水中含鐵已經嚴重超標，應盡快開展除鐵措施。

表4 泵入后母液的黏度

圖2 Fe2+的影響（基于渤海油田的研究）

3 鐵離子來源分析

找到聚合物黏度低的原因后，有必要去研究Fe2+的來源，采用節點分析法[5]，結果（見表5、表6）。

表5 注入流程節點處的鐵離子濃度

表6 鐵離子來源

從表中可以看出，Fe2+主要來源于生產井，另一個來源是管線，主要是管線老化發生腐蝕導致。需要及時進行除鐵穩黏的工作。

4 除鐵穩黏措施

4.1 鐵離子測定方法的改進

現場測試發現，C平臺高溫水含Fe2+極易容易氧化，在取完樣至實驗室的數分鐘內就會對含鐵測試結果造成很大影響，為此，在取樣口進行現場取樣現場即刻測試的方法，測試結果（見表7）。

表7 現場鐵離子含量測試結果

表8 除鐵劑對聚合物溶液中Fe2+的作用

4.2 除鐵穩黏藥劑體系研究

4.2.1除鐵劑優選根據Widuri油田C平臺產出水嚴重超標的現狀，通過實驗選擇合適的除鐵劑來提高聚合物黏度。其思路就是利用高效除鐵劑將水中的Fe2+除去，以達到除鐵穩黏目的。結合海上平臺注入工藝特點，推薦使用鐵離子清除劑GMSJ，在實驗室內開展了除鐵劑的用量對水中Fe2+濃度的影響研究，推薦鐵離子控制劑的最佳使用濃度應大于150 mg/L。

用含有不同濃度Fe2+的配聚水配制1 750 mg/L的聚合物溶液在加入不同濃度的除鐵劑GMSJ后，測定聚合物溶液的表觀黏度的實驗結果（見圖3，表8）。

圖3 除鐵劑對聚合物黏度值作用（渤海某油田）

從實驗結果可以看出，隨著除鐵劑GMSJ濃度的增加，聚合物溶液黏度呈現增加趨勢。當除鐵劑濃度小于150 mg/L時，隨其濃度的增加，溶液黏度由37.1 mPa·s增加到335.6 mPa·s，當除鐵劑用量大于200 mg/L后，黏度趨于平穩。因此推薦除鐵劑的用量為150 mg/L～400 mg/L范圍為宜。

4.2.2除氧穩定劑優選穩定劑的作用原理主要是通過穩定劑在配注水中的抗氧化作用[6]，來實現在實驗室內將不同濃度的除氧穩定劑加入到1 750 mg/L聚合物溶液中，測定溶液穩定性，具體實驗結果（見表9）。

表9 除氧穩定劑的穩黏效果

實驗表明：聚合物溶液經過40 d老化后，黏度由于受熱、溶解氧等的影響，黏度由初始的37.9 mPa·s下降到3.8 mPa·s，而加入穩定劑的聚合物溶液的表觀黏度明顯高于不含穩定劑的聚合物樣。且隨著穩定劑的含量增加，黏度逐漸增大，當穩定劑加量為100 mg/L～300 mg/L，聚合物溶液的黏度基本穩定。

4.2.3加藥配方優選選取除鐵劑和除氧穩定劑進行復配實驗，在1 750 mg/L的聚合物溶液中按照不同配比濃度的除鐵劑和穩定劑，經過WARING剪切機1檔20 s剪切后，測定剪切后溶液黏度穩定性，結果（見表10）。

結果表明，除氧穩定劑的濃度為100 mg/L時，隨著除鐵劑加量濃度越大，穩黏效果越好，溶液放置90 d后，配方3溶液黏度為7.0 mPa·s，空白樣僅為3.5 mPa·s，黏度保留率相對空白溶液提高100%；由此可見：除鐵劑與穩定劑的最佳濃度配比2：1，即除鐵劑的用量為200 mg/L，除氧穩定劑用量為100 mg/L。

表10 穩黏藥劑復配效果

5 現場應用及效果

聚合物穩黏加藥工藝是在盡量不改變注聚流程的基礎上，將研制的穩黏劑加入注聚流程，在管線、地層中混合，形成均一溶液，發揮穩黏藥劑的作用，提高聚合物溶液的黏度穩定性[7]。

首先，在平臺供水高壓水、低壓水管線上開口，將聚合物穩黏藥劑按照比例利用計量柱塞泵按照配注量注入到管線流程中。

應用效果（見圖4）。從圖4可以看出，除鐵穩黏藥劑加入之后，黏度大幅上升到20 mPa·s以上，達到方案要求的標準，而且隨著井口黏度的上升，井口壓力也有了大幅度的上升，這有利于聚合物在地下阻力場的形成，有利于提高聚驅效果。

圖4 除鐵穩黏藥劑現場實施前后井口聚合物黏度對比曲線圖

6 結論

通過對Widuri油田C平臺配液水水質對聚合物溶液黏度影響分析研究，可以確定是Fe2+嚴重超標導致注入井井口聚合物溶液偏低，研發出的除鐵劑GMSJ+穩定劑的除鐵穩黏技術體系可以滿足該高溫高鹽油田聚合物驅油的要求，最佳濃度配比2：1，即除鐵劑的用量為200 mg/L，除氧穩定劑用量為100 mg/L。

［1］曹景元，王風雷，馬濤.采油污水配制聚合物技術在孤東油田的應用［J］.中外能源，2006，11（4）：96-100.

［2］龔世斌，王平，南天界.三次采油技術聚合物溶液粘度影響因素探討［J］.科學技術，2010，（6）：19-21.

［3］張博.剪切、SRB對污水配制聚合物溶液粘度的影響［J］.內蒙古石油化工，2013，（1）：28-29.

［4］連宇博，劉貴賓，陳吟龍，等.長慶油田污水配聚溶液黏度降低的原因分析［J］.石油化工應用，2016，35（5）：152-155.

［5］李金環.污水水質對聚合物黏度影響研究［J］.石油地質與工程，2012，26（6）：125-128.

［6］張世東.聚驅配注工藝粘損分析方法研究［J］.石油地質與工程，2010，24（2）：118-120.

［7］汪衛東，林軍章，耿雪麗，等.埕東油田聚合物配注污水處理技術［J］.油氣田地面工程，2012，31（2）：19-21.

2025年新能源汽車銷量占比將達20%以上

工信部部長苗圩在1月14日起舉辦的“2017中國電動汽車百人會論壇”上表示，工信部已牽頭編制了《汽車產業中長期發展規劃》，明確了到2020年我國新能源汽車年產量將達到200萬輛，以及到2025年我國新能源汽車銷量占總銷量的比例達到20%以上的發展目標。

規劃提出，到2020年我國新能源汽車年產量將達到200萬輛，動力電池系統的比能量將達到每公斤260瓦時，成本將降到每瓦時1元。到2025年，新能源汽車銷量占總銷量的比例達到20%以上，動力電池系統的比能量達到每公斤350瓦時。同時，智能網聯汽車進入世界先進行列。

苗圩表示將加強標準體系建設，建立補貼政策動態調整機制，發揮扶優扶強的政策導向作用，加快建立新能源汽車積分管理制度，明確企業各年度生產新能源汽車的達標比例要求，為2020年補貼政策退出后的銜接，建立新能源汽車市場化發展長效機制。

（摘自中國石油報第6763期）

Research and application of iron removal and viscosity stabilization technology of polymer flooding in Indonesian Widuri oilfield

WANG Jiliang
（CNOOC EnerTech-Drilling&Production Co.，Tianjin 300452，China）

In order to explore the feasibility of heavy oil reservoir with high temperature and high salt in polymer flooding technology,CNOOC launched the pilot experiment in the C27 oil well of Indonesian Widuri oilfield in december 2013.Early experiment,the viscosity of the polymer solution in wellhead is much lower than the recommended value,resulting in viscosity of polymer in formation reservoir is far lower than the design,which seriously affected the polymer flooding effect.In this paper,by analyzing the effect of Fe2+concentration on the viscosity of polymer,the reagent system of iron removal and viscosity stabilization is studied.The feasibility of iron removal and viscosity stabilization technology is demonstrated through field experiment,the technology of polymer flooding in high temperature and high salinity reservoir is improved,which lay the foundation for polymer flooding technology in heavy oil reservoirs with the temperature above 80℃.

high temperature and high salinity reservoir；polymer flooding；low viscosity；iron removal and viscosity stabilization；reagent system

TE357.46

A

1673-5285（2017）02-0120-05

10.3969/j.issn.1673-5285.2017.02.028

2017－01-06

王繼良，男（1981-），工程師，2004年畢業于中國石油大學（華東）機械設計制造及自動化專業，從事海上油田增產增注措施、三次采油技術研究和現場應用等工作。