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[摘 要]弱碱三元复合驱采用点滴注入流程,通过现场实际注入情况分析,在现有工艺条件下,虽然能够完成配注方案,但是确保三元体系粘度方案的符合率存在以下问题:一是配注系统存在的问题;二是计量仪表系统存在的问题;三是注入系统结垢严重存在问题。
[关键词]三元复合驱;静态混合器;结垢
中图分类号:TQ423.3+4 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2015)05-0028-01
一、引言
弱碱三元复合区在我厂尚属首次试验,在大庆油田北部弱碱三元复合驱试验中,地面系统中碱配制池、碱罐、过滤器滤网、注入泵等部位都出现不同程度的结垢,发现结垢问题严重,物理防清垢措施效果不明显,影响了注入方案的执行。利用ZR-5破乳剂和XTD-2050清水剂进行采出液处理试验,在投电脱的情况下,游离水处理数据不完全达标;采用曝气沉降罐+横向流聚结—气浮组合装置+两级过滤四段的污水处理工艺,目前系统尚未运行,处理效果尚未明确。针对上述问题,开展研究杏北油田弱碱三元复合驱地面工艺的适应性,采取针对性防清垢措施,够延长配注设备的维护周期,保障注入方案顺利执行,探索已有化学剂对采出液处理效果和运行参数十分必要。
二、国内究现状
研究的试验站位于萨北油田北二区西部,配制站主要配制4000mg/L?的聚合物母液和浓度8%的碱液;注入站主要完成三元液的混合和注入,站内采用点滴注入流程。配制和稀释用水均为深度曝氧污水。
运行期间,相继出现了水质影响聚合物配制粘度、注入工艺中静态混合器堵塞、碱粉尘污染、计量仪表不满足精度要求等问题。针对以上问题,提出建议,确保三元体系正常注入。
1 地面配注工艺存在的问题及整改措施?配制系统存在问题及解决措施
1.1 弱碱配制系统
碱配制系统目前采用分散———碱池———储罐———外输的工艺流程。
(1)下料口堵塞问题
(2)粉尘污染问题
因此针对碱分散装置存在的问题,对2#碱分散进行了改造,型号为WYD-JFCZ-05除尘除疤碱分散。WYD-JFCZ-05除尘除疤碱分散改造装置主要有料斗装置及碱包回收桶装置、龙骨架防尘装置、割刀装置、推料、碎碱块装置和防垢结疤装置。
经过改造后設备增加了四个功能,分别为防尘功能、割包功能、除疤功能和推料、碎碱块功能。
碱粉尘对人的五官、呼吸道和皮肤会产生刺激,影响人的身体健康。同时,粉尘对所有设施及厂房也会产生相应的污染和腐蚀;尤其是地面每天必须用大量的水来进行冲刷,浪费了大量宝贵的水资源。再有,碱液配置的过程中会产生一定量的气体,这种气体在落碱口处和碱粉逐渐产生结晶———发生结疤现象堵住落碱口,每次清理结疤都会用一定的时间,操作人员劳动强度大而生产也不能正常进行。通过改造保护了水资源的浪费,减少了工人工作强度,配制站的工作环境有了良好的改善。
1.2 聚合物配制系统
北二西三元试验站的聚合物配制系统采用的是“分散→熟化→转输→过滤→储罐→外输”的长流程配制工艺。运行中,配制站输出的母液出现了粘度波动大、粘度损失的问题。
(1)熟化时间不够
由于地质方案改变,北二西配制站由原来配制1900万分子量聚合物改为2500万分子量的抗盐聚合物,熟化时间由原来的2小时提高到目前的3小时,根据目前熟化罐的能力,熟化罐时间不足,导致母液粘度不稳定。
针对问题,建议设计更换新型的双螺带搅拌器,缩短熟化时间,增加了混合效果。此项工程正在施工中。
(2)表活剂稀释系统
目前站内使用表活剂是由厂家用罐车将浓度40%的表活剂原液输送来,通过泵将其打入表活剂罐中,然后再与低压污水混合成浓度20%左右浓度的表活剂,送往注入站。为了保证表活剂———石油磺酸盐在罐体、管线、泵体中能够正常流动和输送,我们对来液进行了物性研究分析。通过对不同批次送来的表活剂进行测定,浓度40%的表活剂其凝固点为35℃。厂家送来的表活剂在55℃以上,与低压污水混合后,罐体内的温度能够维持在45℃以上。
2 注入系统存在问题及整改措施
2.1 表活剂注入工艺简化
由于三元配方中的表活剂调整为石油磺酸盐,该表活剂需要稀释后才能达到注入浓度要求,而组合注入工艺中表活剂泵的排量低,不能满足地质开发试验要求。根据实际问题,在投注表活剂前,设计加装了表面活性剂稀释工艺流程,将表活剂先与高压污水混合,再与其他二元液在静态混合器混合。改造流程图,目前该流程运行平稳。
稀释泵出口的材质是白钢的,但是由于表活剂与高压污水进行稀释,因高压污水的压力均在14?兆帕左右,白钢承受不住这么高的压力,经常发生刺裂现象,建议更换材质好的白钢,保证表活剂的正常注入。
2.2 静态混合器对三元体系影响以及结垢
原因分析:2013年7月份,他们将站内37口注入泵更换了静态混合器,并将原来的进液方式统一改造为下进液方式。经过2个多月的运行,三元体系粘度波动大的问题得到改善。静态混合器堵塞主要是因为弱碱中存在大量的碳酸根离子,与污水中钙、镁离子形成碳酸钙沉淀,垢体在静混器内的刮板上长期积累,最终导致静混器中没有液体流动缝隙,堵塞混合器。根据两次静态混合器的堵塞时间,初步可以判断结垢周期为45天到60天。建议将静混器改造成卡箍式安装,便于拆卸和清理。
针对静态混合器堵塞的问题,设计清洗流程改造卡箍式的安装方式,原来上下安装法兰式需要拆卸16?套螺丝,改造后只需要拆卸三套,并且以前必须用电气焊设备才能拆卸静态混合器,改造后不需要了,只需要拆卸卡箍就可以了,工作效率提高很多,注入站的环境卫生恢复也比较及时,以前三天完成的工作量,现在只需要一天就完成。
三、认识和建议
1.弱碱三元复合驱地面工艺部分的配制、
稀释用水应采用曝氧深度污水。深度污水经过曝氧后,水中的细菌被杀灭,避免了粘度损失。
2.在单井的表活剂浓度不需要个性化注入的情况下,可采用笼统注入方式,表活剂可先与高压污水混合后,在静态混合器中与聚合物、弱碱混合注入地下。这样的输送流程可以减少单泵单井表活剂计量泵的数量,节省建设投资,并减少生产运行中的故障点。
3.站内现有工艺流程只在高压污水来水和三元体系汇管处设置流量计量仪表,聚合物、碱及表活剂基本采用计量泵进行流量控制。在调整三元注入量时,先把污水流量调好,再把碱泵关闭,调整高压污水和聚合物母液量合量,最后调整碱量,因为聚合物母液量和碱没有计量仪表,只有通过三元流量计的升高值来调整母液量和碱量,在这种情况下,调整一口注入井的注入量需要30分钟。聚合物母液量和碱量在微量注入的情况下只有通过化验数据调整注入量,无法保证注单井平稳注入,建议将聚合物泵增加流量计。
[关键词]三元复合驱;静态混合器;结垢
中图分类号:TQ423.3+4 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2015)05-0028-01
一、引言
弱碱三元复合区在我厂尚属首次试验,在大庆油田北部弱碱三元复合驱试验中,地面系统中碱配制池、碱罐、过滤器滤网、注入泵等部位都出现不同程度的结垢,发现结垢问题严重,物理防清垢措施效果不明显,影响了注入方案的执行。利用ZR-5破乳剂和XTD-2050清水剂进行采出液处理试验,在投电脱的情况下,游离水处理数据不完全达标;采用曝气沉降罐+横向流聚结—气浮组合装置+两级过滤四段的污水处理工艺,目前系统尚未运行,处理效果尚未明确。针对上述问题,开展研究杏北油田弱碱三元复合驱地面工艺的适应性,采取针对性防清垢措施,够延长配注设备的维护周期,保障注入方案顺利执行,探索已有化学剂对采出液处理效果和运行参数十分必要。
二、国内究现状
研究的试验站位于萨北油田北二区西部,配制站主要配制4000mg/L?的聚合物母液和浓度8%的碱液;注入站主要完成三元液的混合和注入,站内采用点滴注入流程。配制和稀释用水均为深度曝氧污水。
运行期间,相继出现了水质影响聚合物配制粘度、注入工艺中静态混合器堵塞、碱粉尘污染、计量仪表不满足精度要求等问题。针对以上问题,提出建议,确保三元体系正常注入。
1 地面配注工艺存在的问题及整改措施?配制系统存在问题及解决措施
1.1 弱碱配制系统
碱配制系统目前采用分散———碱池———储罐———外输的工艺流程。
(1)下料口堵塞问题
(2)粉尘污染问题
因此针对碱分散装置存在的问题,对2#碱分散进行了改造,型号为WYD-JFCZ-05除尘除疤碱分散。WYD-JFCZ-05除尘除疤碱分散改造装置主要有料斗装置及碱包回收桶装置、龙骨架防尘装置、割刀装置、推料、碎碱块装置和防垢结疤装置。
经过改造后設备增加了四个功能,分别为防尘功能、割包功能、除疤功能和推料、碎碱块功能。
碱粉尘对人的五官、呼吸道和皮肤会产生刺激,影响人的身体健康。同时,粉尘对所有设施及厂房也会产生相应的污染和腐蚀;尤其是地面每天必须用大量的水来进行冲刷,浪费了大量宝贵的水资源。再有,碱液配置的过程中会产生一定量的气体,这种气体在落碱口处和碱粉逐渐产生结晶———发生结疤现象堵住落碱口,每次清理结疤都会用一定的时间,操作人员劳动强度大而生产也不能正常进行。通过改造保护了水资源的浪费,减少了工人工作强度,配制站的工作环境有了良好的改善。
1.2 聚合物配制系统
北二西三元试验站的聚合物配制系统采用的是“分散→熟化→转输→过滤→储罐→外输”的长流程配制工艺。运行中,配制站输出的母液出现了粘度波动大、粘度损失的问题。
(1)熟化时间不够
由于地质方案改变,北二西配制站由原来配制1900万分子量聚合物改为2500万分子量的抗盐聚合物,熟化时间由原来的2小时提高到目前的3小时,根据目前熟化罐的能力,熟化罐时间不足,导致母液粘度不稳定。
针对问题,建议设计更换新型的双螺带搅拌器,缩短熟化时间,增加了混合效果。此项工程正在施工中。
(2)表活剂稀释系统
目前站内使用表活剂是由厂家用罐车将浓度40%的表活剂原液输送来,通过泵将其打入表活剂罐中,然后再与低压污水混合成浓度20%左右浓度的表活剂,送往注入站。为了保证表活剂———石油磺酸盐在罐体、管线、泵体中能够正常流动和输送,我们对来液进行了物性研究分析。通过对不同批次送来的表活剂进行测定,浓度40%的表活剂其凝固点为35℃。厂家送来的表活剂在55℃以上,与低压污水混合后,罐体内的温度能够维持在45℃以上。
2 注入系统存在问题及整改措施
2.1 表活剂注入工艺简化
由于三元配方中的表活剂调整为石油磺酸盐,该表活剂需要稀释后才能达到注入浓度要求,而组合注入工艺中表活剂泵的排量低,不能满足地质开发试验要求。根据实际问题,在投注表活剂前,设计加装了表面活性剂稀释工艺流程,将表活剂先与高压污水混合,再与其他二元液在静态混合器混合。改造流程图,目前该流程运行平稳。
稀释泵出口的材质是白钢的,但是由于表活剂与高压污水进行稀释,因高压污水的压力均在14?兆帕左右,白钢承受不住这么高的压力,经常发生刺裂现象,建议更换材质好的白钢,保证表活剂的正常注入。
2.2 静态混合器对三元体系影响以及结垢
原因分析:2013年7月份,他们将站内37口注入泵更换了静态混合器,并将原来的进液方式统一改造为下进液方式。经过2个多月的运行,三元体系粘度波动大的问题得到改善。静态混合器堵塞主要是因为弱碱中存在大量的碳酸根离子,与污水中钙、镁离子形成碳酸钙沉淀,垢体在静混器内的刮板上长期积累,最终导致静混器中没有液体流动缝隙,堵塞混合器。根据两次静态混合器的堵塞时间,初步可以判断结垢周期为45天到60天。建议将静混器改造成卡箍式安装,便于拆卸和清理。
针对静态混合器堵塞的问题,设计清洗流程改造卡箍式的安装方式,原来上下安装法兰式需要拆卸16?套螺丝,改造后只需要拆卸三套,并且以前必须用电气焊设备才能拆卸静态混合器,改造后不需要了,只需要拆卸卡箍就可以了,工作效率提高很多,注入站的环境卫生恢复也比较及时,以前三天完成的工作量,现在只需要一天就完成。
三、认识和建议
1.弱碱三元复合驱地面工艺部分的配制、
稀释用水应采用曝氧深度污水。深度污水经过曝氧后,水中的细菌被杀灭,避免了粘度损失。
2.在单井的表活剂浓度不需要个性化注入的情况下,可采用笼统注入方式,表活剂可先与高压污水混合后,在静态混合器中与聚合物、弱碱混合注入地下。这样的输送流程可以减少单泵单井表活剂计量泵的数量,节省建设投资,并减少生产运行中的故障点。
3.站内现有工艺流程只在高压污水来水和三元体系汇管处设置流量计量仪表,聚合物、碱及表活剂基本采用计量泵进行流量控制。在调整三元注入量时,先把污水流量调好,再把碱泵关闭,调整高压污水和聚合物母液量合量,最后调整碱量,因为聚合物母液量和碱没有计量仪表,只有通过三元流量计的升高值来调整母液量和碱量,在这种情况下,调整一口注入井的注入量需要30分钟。聚合物母液量和碱量在微量注入的情况下只有通过化验数据调整注入量,无法保证注单井平稳注入,建议将聚合物泵增加流量计。