XX塊二元驅粘度保障研究

常蓓鋒

摘要：XX區塊自2017年實施聚表二元復合驅。在實施過程中，聚合物溶液粘度未達到方案要求。水質分析數據表明懸浮物、細菌、溶解氧、二價鐵離子超標。通過優化配液工藝流程及配液操作參數、添加殺菌劑和穩定劑、實施配液罐防腐，聚合物溶液粘度達到方案要求。

關鍵詞：二元驅，粘度，水質

1.前言

XX塊1985年投入開發，2005年進入高含水、高采出階段。地質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。分析近年來投產新井測井解釋結果，中、強水淹層達到92.6%，僅不到10%的層水淹較弱或者未水淹。巖心觀察，水洗程度相對強的井段，含油顯示以厘米級或更低級別存在，繼續水驅難以動用;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，利用率低。儲層最大滲透率、平均滲透率及變異系數隨時間變化，逐漸變大。反映出油層厚度大，膠結程度差，注水倍數的加大加劇了層間、層內非均質性，主水線明顯。

（3）油水井井況差，注采井網不完善。統計表明，目前斷塊能正常生產的井僅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，導致注采井網更不完善，靜態控制程度為94%，目前動態控制程度為59%。

針對以上存在問題，通過開展人造非均質模型及天然油砂填充模型注入不同介質提高采收率實驗，進行了微觀驅油機理研究。不同注入方式驅替結果表明二元驅效果最好。因此自2017年實施聚表復合二元驅。在實施過程中，聚合物溶液的平均粘度為78 mPa?s，未達到方案要求，因此及時開展粘度保障研究及試驗。

2.粘度保障研究

水質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、溶解氧和細菌等。對現場回注污水進行化驗，數據表明懸浮物、二價鐵離子、硫酸鹽還原菌、溶解氧指標均超標。

（1）回注污水中的雜質難溶于水，其成分復雜，容易被聚合物分子鏈發生纏繞，產生絮凝而沉降，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的降解產物可作為細菌生命活動的營養物質，反過來營養的消耗又會促進HPAM降解。因此超過指標數量的硫酸鹽還原菌數量對聚合物會產生嚴重降解。

針對以上超標指標，分別采取措施，消除或減少其對粘度影響。

2.1 懸浮物

現場使用B級污水回注，注水管線直接進入配液罐進行配液，因此B級污水水質發生波動時，現場無法有效避免其影響。結合現場實際情況，通過改變其工藝流程，達到了降低懸浮物含量的目的：在現場增設2臺儲水罐，B級污水管線引入到儲水罐，儲水罐引出管線到配液罐。如此來水首先進入儲水罐，在儲水罐靜置沉降一段時間后再導入配液罐配液，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方法，常分為物理、化學和生物抑制3大類。但從本質上來說，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涂管線等等都是常用的防治技術，在油田應用廣泛。其中加熱殺菌能耗太高，更換防菌內涂管線費用過高，難以現場應用。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，水質非常穩定，但成本過高。

以硝化細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展很快的防治方法，簡稱生態抑制技術。考慮生態抑制技術仍然將細菌帶入聚合物從而帶入地層，在地層這個隔氧環境下競爭繁殖，長時間的進化有可能增強對聚合物的適應性，從而破壞、降解聚合物分子，所以不考慮使用生態抑制技術。考慮到物理法和化學法的實施成本和現場限制，因此優選化學法實施殺滅硫酸鹽還原菌。^[1]

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

罐進行配液，因此B級污水水質發生波動時，現場無法有效避免其影響。結合現場實際情況，通過改變其工藝流程，達到了降低懸浮物含量的目的：在現場增設2臺儲水罐，B級污水管線引入到儲水罐，儲水罐引出管線到配液罐。如此來水首先進入儲水罐，在儲水罐靜置沉降一段時間后再導入配液罐配液，懸浮物含量大幅降低。

根據實驗數據，優選100 mg/L異噻唑啉酮作為殺菌劑。

2.3 二價鐵離子

二價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壁長時間接觸，導致二價鐵離子對聚合物產生降解，因此對配液罐實施防腐，采用有機樹脂+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

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

2.5 粘度損失

現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速有關。目前現場使用的是槳式攪拌器，符合現場使用要求。因此對攪拌槳轉速進行研究與優化。

實驗數據表明，當攪拌槳轉速為30r/min時，攪拌槳對弱凝膠的剪切最小。當轉速超過30r/min時，剪切越來越大。而當轉速小于28r/min時，對聚合物攪拌溶解效果較差，導致配制的弱凝膠不均勻，弱凝膠平均粘度低。因此優選攪拌槳轉速為30/min。

3.現場實施

通過采取以上研究措施，水質指標達到二元驅水質標準，現場聚合物溶液粘度達到152.8 mPa?s，符合方案要求。

結論

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

（2）通過增設儲水罐、實施配液罐防腐工藝、添加異噻唑啉酮類殺菌劑、添加穩定劑TBA-1，確保水質指標達標，有效保障了聚合物溶液粘度，取得良好實施效果。

參考文獻：

[1] 劉清云，戴勇，楊志東等.聚合物調驅水體硫酸鹽還原菌的防治研究與應用[J]石油天然氣學報，2012，34（2）：152-156.

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