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摘要：针对海上油田单管分层注聚时聚合物通过水嘴会产生粘度损失的现象，通过实验的方法对海上油田单管分层注聚配注芯子的保粘率以及附加压降进行研究。实验结果表明：聚合物粘度不是影响单管分层注聚保粘效果的主要影响因素;同时，环形螺旋保粘降压槽的长度和流量对单管分层注聚保粘效果均有显著影响，流量在225～250m3/d范围内时既能满足现场要求又能满足保粘效果。
关键词：分层注聚;空心单管;保粘率;压降
1前言
海上油田注聚层间矛盾明显，分层注聚技术可有效提高油田采收程度[1-5]。海上油田分层注聚技术早期以多管分注技术为主，管柱结构复杂，腐蚀、大修风险较大。与多管分层注聚相比，单管注聚具有成本低、操作简单、对环境要求低的特点，是未来分层注聚工艺的主要发展趋势。聚合物粘度是聚合物驱效果的主要影响因素之一，海上单管分层注聚通过减小过流面积来形成节流压差从而控制注入量，当聚合物通过水嘴注入到地层时会造成粘度损失的现象，严重影响驱油效果。针对这一问题，本文以单管分层注聚管柱为研究对象，对海上油田单管注聚配注芯子的保粘效果开展实验研究，这对海上油田单管注聚注入参数优化与海上油田单管注聚工具的改进具有重要意义。
2实验流程及方法
2.1实验设备及药剂
注聚井单管分层注聚保粘效果实验主要设备包括：熟化罐1号、熟化罐2号、循环罐、柱塞泵、进口处压力表、取样器、出口处压力表、取样器、出口处流量计、注聚测调工作筒、丝堵等。主要实验药剂为聚合物（主要成分：聚丙烯酰胺）。
2.2实验方法
①首先给2号熟化罐装满清水;
②使用清水实验，启动柱塞泵，进行注聚测调工作筒的密封性;
③启动注聚设备，和配液、熟化系统，把1号熟化罐的水由柱塞泵打到循环罐中，再由配液系统把循环罐中的水和聚合物混合后配成目标溶液进入2号熟化罐熟化，配液20方完毕后开始熟化，熟化时间大约为30min，实验采取倒灌方式开展，当2号熟化罐聚合物溶液使用完后，将流程切换到1号熟化罐继续实验;
④用20方柱塞泵进行实验，调整流量进行实验并记录数据，实验时工作筒出口处关闭旋塞阀，使整个流程在工作筒处产生1MPa左右的背压，记录水嘴前后压力、粘度值。
3数据分析
3.1不同流量下的保粘率
分别测定不同聚合物粘度时，流量为100m3/d、150m3/d、200m3/d、250m3/d、300m3/d、350m3/d條件下1节配注芯子的保粘率。实验结果显示，在一定环形螺旋保粘降压槽长度、一定聚合物粘度条件下随着流量的增加，保粘率降低，当流量增加到250m3/d后剪切力急剧上升，聚合物粘度迅速下降，保粘率迅速下降，因此为保证注聚效果，建议控制注入流量在250m3/d以内。
3.2 不同聚合物粘度下的保粘率
分别测定不同流量时，聚合物粘度为32mPa·s、58mPa·s、65mPa·s、90mPa·s、条件下1节配注芯子的保粘率。实验结果显示，保粘率随聚合物粘度的增加整体呈降低趋势，但在低流量情况下降低幅度并不明显，仅在流量超过250m3/d之后聚合物粘度影响才凸显出来。因此可以认为在控制流量250m3/d以内时聚合物粘度并不是保粘率的主要影响因素。
3.3 不同环形螺旋保粘降压槽长度下的保粘率
分别测定聚合物粘度为45mPa·s不同流量时，环形螺旋保粘降压槽节数分别为1节、2节、3节条件下的保粘率。实验结果显示，随着环形螺旋保粘降压槽节数的增加保粘率持续下降，但下降趋势逐渐变缓。这是因为一方面环形螺旋保粘降压槽节数的增加使得聚合物被剪切的距离增大，保粘率下降，另一方面随着聚合物粘度的降低，剪切力使聚合物变稀的作用减弱，聚合物保粘率的降低速度逐渐变慢。因此，当环形螺旋保粘降压槽增加到一定长度后，保粘率不会一直下降，而是逐渐趋于稳定。
3.4 不同流量下的压降
分别测定不同聚合物粘度时，流量为100m3/d、150m3/d、200m3/d、250m3/d、300m3/d、350m3/d条件下1节配注芯子的压降。实验结果显示，配水器芯子两端压降越大，配水器可控流量范围越大，但压降过大也会造成井口注入压力过高，目前海上油田一般要求配水器芯子可控压降在3MPa左右。随着流量的增加压降增加，当流量增加到225m3/d后压降均大于3MPa，因此，建议控制注入流量在225m3/d以上。
3.5不同聚合物粘度下的压降
分别测定不同流量时，聚合物粘度为32mPa·s、58mPa·s、65mPa·s、90mPa·s、条件下1节配注芯子的压降。实验结果显示，压降随着粘度的增加而整体趋势增加，但其变化幅度并不大。因此，认为聚合物粘度并不是压降的主要影响因素。
3.6 不同环形螺旋保粘降压槽长度下的压降
分别测定聚合物粘度为45mPa·s不同流量时，环形螺旋保粘降压槽节数分别为1节、2节、3节条件下的压降。实验结果显示，压降随环形螺旋保粘降压槽节数的增加而增加，但增加幅度逐渐变小。分析原因认为，一方面环形螺旋保粘降压槽长度增加增加了聚合物流体流动的附加压降，另一方面低流量情况下聚合物在环形螺旋保粘降压槽内持续被剪切变稀，使压降增加速度变慢。
4结论
4.1保粘率随流量的增加而降低，流量在250m3/d以内时保粘效果较好，压降随流量的增加而增加，流量大于225m3/d后可满足现场要求，综上，优化注入流量为225～250m3/d;
4.2保粘率和压降对聚合物粘度均不敏感，流量大于250m3/d后聚合物粘度对保粘率的影响才显现出来;
4.3随着环形螺旋保粘降压槽长度的增加，保粘率持续降低，压降持续增加，但两者变化幅度均逐渐变小。
参考文献：
[1]于长路. 流体在可变截面水嘴中流动规律研究. 长春：吉林大学， 2012.
[2] 李晶， 王耀东， 邱振伟， 等. 分层注聚管柱的研究与应用. 石油矿场机械， 2004， 33（B08）： 100-
[3]靳宝光， 姜汉桥， 张贤松， 等. 渤海油田早期聚合物驱注入能力综合研究. 科学技术与工程，
[4]张宁， 王成胜， 侯岳， 等. 稠油油藏注聚主要影响因素实验研究. 科学技术与工程， 2016， 16（3）： 48-54.
[5]雷静静， 贺亚维. 浅析分层注聚工艺及其在陕北的应用潜力. 延安职业技术学院学报， 2014， 28（3）： 117-120.
关键词：分层注聚;空心单管;保粘率;压降
1前言
海上油田注聚层间矛盾明显，分层注聚技术可有效提高油田采收程度[1-5]。海上油田分层注聚技术早期以多管分注技术为主，管柱结构复杂，腐蚀、大修风险较大。与多管分层注聚相比，单管注聚具有成本低、操作简单、对环境要求低的特点，是未来分层注聚工艺的主要发展趋势。聚合物粘度是聚合物驱效果的主要影响因素之一，海上单管分层注聚通过减小过流面积来形成节流压差从而控制注入量，当聚合物通过水嘴注入到地层时会造成粘度损失的现象，严重影响驱油效果。针对这一问题，本文以单管分层注聚管柱为研究对象，对海上油田单管注聚配注芯子的保粘效果开展实验研究，这对海上油田单管注聚注入参数优化与海上油田单管注聚工具的改进具有重要意义。
2实验流程及方法
2.1实验设备及药剂
注聚井单管分层注聚保粘效果实验主要设备包括：熟化罐1号、熟化罐2号、循环罐、柱塞泵、进口处压力表、取样器、出口处压力表、取样器、出口处流量计、注聚测调工作筒、丝堵等。主要实验药剂为聚合物（主要成分：聚丙烯酰胺）。
2.2实验方法
①首先给2号熟化罐装满清水;
②使用清水实验，启动柱塞泵，进行注聚测调工作筒的密封性;
③启动注聚设备，和配液、熟化系统，把1号熟化罐的水由柱塞泵打到循环罐中，再由配液系统把循环罐中的水和聚合物混合后配成目标溶液进入2号熟化罐熟化，配液20方完毕后开始熟化，熟化时间大约为30min，实验采取倒灌方式开展，当2号熟化罐聚合物溶液使用完后，将流程切换到1号熟化罐继续实验;
④用20方柱塞泵进行实验，调整流量进行实验并记录数据，实验时工作筒出口处关闭旋塞阀，使整个流程在工作筒处产生1MPa左右的背压，记录水嘴前后压力、粘度值。
3数据分析
3.1不同流量下的保粘率
分别测定不同聚合物粘度时，流量为100m3/d、150m3/d、200m3/d、250m3/d、300m3/d、350m3/d條件下1节配注芯子的保粘率。实验结果显示，在一定环形螺旋保粘降压槽长度、一定聚合物粘度条件下随着流量的增加，保粘率降低，当流量增加到250m3/d后剪切力急剧上升，聚合物粘度迅速下降，保粘率迅速下降，因此为保证注聚效果，建议控制注入流量在250m3/d以内。
3.2 不同聚合物粘度下的保粘率
分别测定不同流量时，聚合物粘度为32mPa·s、58mPa·s、65mPa·s、90mPa·s、条件下1节配注芯子的保粘率。实验结果显示，保粘率随聚合物粘度的增加整体呈降低趋势，但在低流量情况下降低幅度并不明显，仅在流量超过250m3/d之后聚合物粘度影响才凸显出来。因此可以认为在控制流量250m3/d以内时聚合物粘度并不是保粘率的主要影响因素。
3.3 不同环形螺旋保粘降压槽长度下的保粘率
分别测定聚合物粘度为45mPa·s不同流量时，环形螺旋保粘降压槽节数分别为1节、2节、3节条件下的保粘率。实验结果显示，随着环形螺旋保粘降压槽节数的增加保粘率持续下降，但下降趋势逐渐变缓。这是因为一方面环形螺旋保粘降压槽节数的增加使得聚合物被剪切的距离增大，保粘率下降，另一方面随着聚合物粘度的降低，剪切力使聚合物变稀的作用减弱，聚合物保粘率的降低速度逐渐变慢。因此，当环形螺旋保粘降压槽增加到一定长度后，保粘率不会一直下降，而是逐渐趋于稳定。
3.4 不同流量下的压降
分别测定不同聚合物粘度时，流量为100m3/d、150m3/d、200m3/d、250m3/d、300m3/d、350m3/d条件下1节配注芯子的压降。实验结果显示，配水器芯子两端压降越大，配水器可控流量范围越大，但压降过大也会造成井口注入压力过高，目前海上油田一般要求配水器芯子可控压降在3MPa左右。随着流量的增加压降增加，当流量增加到225m3/d后压降均大于3MPa，因此，建议控制注入流量在225m3/d以上。
3.5不同聚合物粘度下的压降
分别测定不同流量时，聚合物粘度为32mPa·s、58mPa·s、65mPa·s、90mPa·s、条件下1节配注芯子的压降。实验结果显示，压降随着粘度的增加而整体趋势增加，但其变化幅度并不大。因此，认为聚合物粘度并不是压降的主要影响因素。
3.6 不同环形螺旋保粘降压槽长度下的压降
分别测定聚合物粘度为45mPa·s不同流量时，环形螺旋保粘降压槽节数分别为1节、2节、3节条件下的压降。实验结果显示，压降随环形螺旋保粘降压槽节数的增加而增加，但增加幅度逐渐变小。分析原因认为，一方面环形螺旋保粘降压槽长度增加增加了聚合物流体流动的附加压降，另一方面低流量情况下聚合物在环形螺旋保粘降压槽内持续被剪切变稀，使压降增加速度变慢。
4结论
4.1保粘率随流量的增加而降低，流量在250m3/d以内时保粘效果较好，压降随流量的增加而增加，流量大于225m3/d后可满足现场要求，综上，优化注入流量为225～250m3/d;
4.2保粘率和压降对聚合物粘度均不敏感，流量大于250m3/d后聚合物粘度对保粘率的影响才显现出来;
4.3随着环形螺旋保粘降压槽长度的增加，保粘率持续降低，压降持续增加，但两者变化幅度均逐渐变小。
参考文献：
[1]于长路. 流体在可变截面水嘴中流动规律研究. 长春：吉林大学， 2012.
[2] 李晶， 王耀东， 邱振伟， 等. 分层注聚管柱的研究与应用. 石油矿场机械， 2004， 33（B08）： 100-
[3]靳宝光， 姜汉桥， 张贤松， 等. 渤海油田早期聚合物驱注入能力综合研究. 科学技术与工程，
[4]张宁， 王成胜， 侯岳， 等. 稠油油藏注聚主要影响因素实验研究. 科学技术与工程， 2016， 16（3）： 48-54.
[5]雷静静， 贺亚维. 浅析分层注聚工艺及其在陕北的应用潜力. 延安职业技术学院学报， 2014， 28（3）： 117-120.