聚合物母液配制质量影响因素分析与优化对策

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  [摘 要]油田已进入特高含水开发后期,聚合物驱三次采油是提高油田采收率的重要措施之一。?油田在聚合物驱油过程中,基本上采用清水配制高浓度的聚合物母液,这样一方面需要开采地下水,另一方面要使油田剩余污水达标排放,增加成本。因此用污水配制聚合物注入是解决此问题的有效途径。大庆油田已进入高含水开发后期,其中不乏特高含水区块,三次采油技术已成为主导采油技术,其中化学驱油技术应用最为显著,而化学驱油技术又以聚合物驱技术应用最为广泛。聚合物驱油原理主要是增强了驱替相的粘度、扩大波及面积,改善流度比达到提高采收率目的。聚驱效果实现取决于聚合物配制质量,因此如何保证聚合物配制的质量成为我们必要探讨的课题。
  [关键词]聚合物;聚合物母液;配制质量;影响因素;措施
  中图分类号:TE339 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2017)34-0345-01
  聚合物驱油原理主要是增强了驱替相的粘度、扩大波及面积,改善了流度比达到了提高采收率的目的。而聚驱效果实现取决于聚合物配制质量,因此如何保证聚合物配制的质量成为我们必要探讨的课题,本文针对聚合物配制站的实际情况对聚合物母液配制质量的影响因素加以分析并提出改进措施。
  1 前言
  聚合物母液的配制流程如图1:
  在这一流程中的每一环节都存在对聚合物母液配制质量的影响因素:水质影响、干粉、设备影响、生产工艺影响。而母液配制质量衡量指标最为关键的就是粘度。
  2 配制水质影响
  聚合物配制站先后共投产三期工程,其中一期工程配制用水为二元液,(表活剂/碱)。二期、三期配制用水为大庆水库清水。我们分别针对清水及二元液进行分析。
  2.1 矿化度对粘度的影响
  一年各个月在同一取样点清水矿化度平均值及母液粘度平均值,可以看出矿化度,在1-4月较高,而粘度可以看出偏低,在5-7月矿化度最低,而粘度达到最高,8-12月与1-4月数据走向类似,可见母液的配制粘度随矿化度的升高而降低。因此制定并执行合理的水质化验周期,按照水质矿化度的变化来调整水粉的配比,可有效控制矿化度对母液粘度的影响。
  2.2 配制水中添加剂影响
  配制站一期工程主要为注入站提供三元液。三元复合驱指驱油表活剂、碱、聚合物混合驱油的一种提高采收率的驱油方式。三元驱通过改变岩石表面润湿性、降低界面张力、改变流变性提高波及系数,甚至使毛细管力由阻力变为驱油动力,实现了提高采收率的作用;
  而针对大庆水质选择匹配的表面活性剂和碱是保证有效降低油水界面张力从而提高驱油效率的。基于强碱对油层的伤害,我们配制三元液中的碱选择弱碱。碱的浓度较低时聚合物溶液粘度随碱的浓度的增大而上升,而碱浓度比较高时,聚合物粘度降低。而当表面活性剂的平均当量及它的分布与所驱油水匹配程度越高,其效益越显著。在降低油水界面张力能力上:饱和烃<芳烃<沥青<胶质。针对实际所驱油水的性质,我们选用的是石油磺酸盐,石油磺酸盐表面活性剂原料易得,合成工艺简单,评价结果表明:其可在较宽的碱浓度及表面活性剂浓度下发挥效用,与大庆地区的油水形成超低油水界面张力。因此碱、表活剂、聚合物三者的浓度控制,使三者相互匹配是保证三元母液配制质量的关键。
  3 设备影响及改进
  我们为了解母液在配制过程中粘损消耗情况,进行了化验对比,针对熟化灌出口、外输泵出口、粗过滤器出口、精过滤器出口进行连续取样化验对比,在配制系统中从外输泵出口到粗过滤器出口的粘度降损最高。而在这一配制环节上:外输管线及粗过滤器对母液粘度的影响不言而喻。
  3.1 泵、管线、阀门影响
  我站母液输送管线DN350管线,高输送流量123m3/h,管内聚合物母液剪切速率高达90s-1,剪切速率偏大,对粘度影响较大。因此外输母液管线传送应与管径相匹配程度是选择管线的考虑关键。另外管线的腐蚀对粘度的影响也不可无视,应定期与施工单位联系清扫管线,做好管线内壁的除污工作保证管线内壁光滑无焊疤及粗糙不平。另外管线长度不宜超过2000km,因此在配制站与注入站的位置及管线铺接要考虑距离,从长远角度设计施工。
  4 配制工艺影响
  4.1 熟化参数影响
  共有35个熟化灌,有效容积110m3,电机功率37kw,熟化时间设定为120h,搅拌速率恒定为50r/min,搅拌器叶片为两层、三叶式,在搅拌下母液粘度遭受剪切,造成机械降解。而母液的熟化是一个渐进的过程,熟化初期需要搅拌速率较大,随着母液熟化程度不断加大,搅拌速率应相应减小,减小剪切率,不仅保证母液粘度,降低配制单耗,延长机泵使用寿命,达到节能降耗的目的。
  4.2 气泡影响
  母液中的气泡也是影响母液粘度重要因素,气泡主要是熟化灌的高进液方式及搅拌形成的。由于熟化罐采用的是高进液方式,液滴在5m落下过程中会夹杂空气,使熟化罐内产生气泡,影响聚合物母液配制质量,使得外输母液浓粘度不稳定,影响配制质量。建议安装进液导流槽,避免液体在高落差中带入气泡。炼化公司生产的驱油用部分水解聚丙烯酰胺(HPAM),相对分子量1200-1600?04,水解度:25%-30%,在潮湿环境下容易受潮结块黏结在落料斗上造成堵塞冒粉,另外加料斗滤网孔眼大,结块干粉未被过滤出而进入分散装置,干粉溶解不充分产生鱼眼,导致母液配制不合格。我们为了避免受潮凝结的干粉块进入分散,在分散加料上段加装滤网,保证配制母液的质量。
  5 对策与措施
  (1)选择管线应结合机泵参数与管径的相匹配程度,降低母液在外输管线的应力作用对粘度的影响。(2)定期与施工单位联系清扫管线,做好管线内壁的除污工作。(3)增加加料斗滤网致密性,防止结块干粉进入分散,溶解不良。(4)根据母液熟化程度调整搅拌器转数,达到降低剪切率及节能降耗目的。(5)为解决干粉受潮结块现象,我站在1#—9#分散装置的料斗进口干粉盘外圈加了一条加热带,同时把干粉料斗设计成漏斗形状,措施效果较好,建议广泛应用。
  参考文献
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