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[摘 要]“一泵多井”注入工艺在三次采油现场全面推广应用，有结构紧凑、设备维护工作量低等优点，但也存在粘损大、调控难、井间干扰严重等问题。
[关键词]一泵多井 工艺 粘度 损失
中图分类号：TE357.46 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2017）01-0022-01
前言
现有两座注入站采用的是“一泵多井”工艺，每站内设4台泵，每泵带6～7口井，经实际应用发现，“一泵多井”注入工艺具有结构紧凑、设备维护工作量低等优点，但也存在粘损大、调控难、井间干扰严重等问题。为此，对“一泵多井”注入工艺进行改造，降低其粘损。
一 粘度损失因素分析
两座注入站投产后系统粘损较大，达到50.02%，为了搞清影响粘损的因素，对系统各个节点进行了取样分析，在整个配注环节中，只有“泵出口—流量调节器出口”和“流量调节器出口—注入井口”两段中粘损较大，分别达到了16.5%和25.42%。
㈠母液通过流量调节器产生的粘度损失
由于“一泵多井”注入工艺是通过压力耦合进行非线性流量调配的时变系统，同组内井间干扰严重，使流量调节器开关过于频繁，造成母液粘损；另一方面，“一泵多井”注入工艺中，每根汇管所带井数多，单井注入压力和注入量分布不均匀，泵井压差大，流量调节器对母液进行调节时，为控制泵井压差大的单井注入量，会减小阀芯与阀体之间的开度，使母液流速加快，造成粘损增加。
针对泵井压差大导致流量调节器粘损大的问题，进行了泵井分组试验，将注入压力相近、注入井配注量与注聚泵排量相匹配的单井分配到一组，分组后流量调节器平均粘损率由注聚初期的16.5%下降到8.2%，有效地降低了粘损。
随着注聚时间的延长，同一组内的泵井压差会重新分布，而受注聚泵排量和每根汇管所带单井数量限制，无法实现自由分组，泵井压差会再次加大，粘损也会随之增加。
㈡溶液输送过程中产生的粘度损失
聚合物母液经过流量调节器出口后与污水混合稀释，经过静态混合器、管線输送到井口，这一过程粘度损失达到25.42%。分析原因：一是聚合物溶液输送和取样器引起的机械降解；二是取样、检测方法引起的粘度损失；三是污水中各种组分引起的化学、生物降解。
1、械降解产生的粘度损失
为了研究机械降解对粘损的影响，在取样、检测方法不变的条件下，为了避免污水水质对粘度的影响，利用调剖设备直接注入清水配制的聚合物溶液，平均粘度损失仅为3.7%。因此，溶液在输送过程中，机械降解对粘损的影响程度较小。
2、取样检测方法产生的粘度损失
一般情况下，井口取样后送到实验室开始检测需要一定时间，为了搞清这一过程的粘损情况，在现场和实验室分别测定粘度，粘度差别较大，平均粘损率达到7.0%。
3、污水中各组份对粘度的影响
为了验证污水中各种组分对粘度的影响，采用室内配水方法，以模拟污水作为基础，通过投加各种介质调整水中含油浓度、悬浮物浓度、细菌个数及种类、溶氧量、Fe2+/Fe3+铁离子、矿化度、Ca2+/Mg2+，配制高分聚合物溶液，测量溶液粘度，找出影响聚合物溶液粘度的主要因素。
一是高价阳离子对聚合物粘度的影响较大
以模拟污水水质作为基准，配制浓度为1200mg/L高分聚合物溶液，通过加入不同浓度的硫酸亚铁、三氯化铁、氯化钙和氯化镁，研究高价阳离子对聚合物粘度的影响。实验证实，高价阳离子浓度对聚合物粘度影响较大。
二是含油和悬浮物浓度对聚合物粘度的影响不大
以模拟污水水质作为基准，配制浓度为1200mg/L高分聚合物溶液，通过加入不同浓度的脱水原油和悬浮物，研究含油浓度和悬浮物浓度对聚合物粘度的影响。污水中含有不同浓度的原油和悬浮物，所配制聚合物的粘度变化不大，说明含油和悬浮物浓度对聚合物粘度基本上无影响。
三是矿化度对聚合物粘度影响较大
溶剂水由污水与清水（污水为实际过滤后普通污水）按体积比例混合而成，体积比分别为1：2和2：1，聚合物溶液的浓度均为1200mg/L，污水：清水为1：2的水质矿化度约为2500mg/L，污水：清水为2：1的水质矿化度约为5000mg/L左右。
从实验结果可知矿化度对聚合物溶液粘度有较大影响，矿化度低，配制的聚合物溶液初始粘度大，不同时间溶液粘度保留率也相对较高。而矿化度较高时，粘度损失较大。
四是细菌对聚合物粘度的影响较大
以模拟污水水质作为基准，配制浓度为1200mg/L高分聚合物溶液，通过加入不同数量级硫酸盐还原菌、铁细菌和腐生菌来研究对聚合物粘度的影响。实验结果表明，三种细菌对聚合物粘度有较大影响。
五是溶解氧对聚合物粘度有一定影响
通过实验可知，随着污水中溶解氧含量的增加，聚合物粘度随之增加。
二 降低粘损所做的工作
㈠工艺流程的改造
由于“一泵多井”注入工艺中母液汇管少，每台泵所带单井数量多，受泵排量限制无法实现自由分组，使泵井压差过大，因而造成流量调节器粘损大。针对这一问题，对现有的“一泵多井”注入工艺进行了改造，增加2台泵和4根母液汇管，分别将注入井由原来的3组分为5组运行，每根母液汇管加长两倍，所带井数由6～7口井变为3～4口井。同时为了实现注入井分组的灵活调整，增中分组阀令每口注入井均对应所有汇管，达到每台泵与每口井都能够相连和切断（图1）。
改造后，对泵出口到流量调节器段再次进行多次取样、化验、录取数据，由两站的化验结果可以看出，平均粘损率下降幅度较大，由改造前的16.5%下降到3.1%。
㈡取样方法的改进
1、新型井口过滤器的应用
聚合物母液经过流量调节器后被污水稀释，经管线输送到达井口，由于输送距离有限，井口浓、粘度波动较大，通过加装新型井口过滤器取样后发现，溶液的浓、粘度均有所提高。现场统计2口井，平均浓度提高7.2%，粘度提高4.8%。
2、新型取样器的应用
为了验证取样器在取样过程中产生的粘损，在井口（注入浓度1800mg/L）上安装了新型取样器，该取样器作为注入管线的一部分，取样时不需携带，操作方便简单，大大缩短了取样时间。将现有便携式取样器和新型取样器进行取样对比，粘度波动较大。这一结果说明，目前的取样设备还不够完善，有待于进一步改进。
3、取样器的改进
由于在现场和室内检测粘度值变化较大，为降低氧对粘度的影响，应尽可能地实现密闭取样和无氧化验操作。而现有取样器不具备此项功能，因此研制了密闭取样装置，该装置可实现密闭取样，取样后直接送到化验室，在厌氧箱内放样后再进行化验操作，整个过程完全与氧隔绝。
三、结论
㈠改造后的“一泵多井”注入工艺实现了降低粘损的目的；
㈡污水各组分中，高价阳离子和细菌是影响粘度的主要因素。
参考文献
[1] 胡博仲.聚合物驱采油工程 .石油工业出版社.1996
[2] 万邦烈.采油机械的设计计算.石油工业出版社.1988
作者简介：
王治强 ：男，1976年9月11日出生，籍贯黑龙江省肇州县，1998年毕业于大庆石油学校，现从事三次采油现场生产运行及管理工作。联系地址：大庆市第五采油厂试验大队；电话：13199040558；Email：[email protected]
[关键词]一泵多井 工艺 粘度 损失
中图分类号：TE357.46 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2017）01-0022-01
前言
现有两座注入站采用的是“一泵多井”工艺，每站内设4台泵，每泵带6～7口井，经实际应用发现，“一泵多井”注入工艺具有结构紧凑、设备维护工作量低等优点，但也存在粘损大、调控难、井间干扰严重等问题。为此，对“一泵多井”注入工艺进行改造，降低其粘损。
一 粘度损失因素分析
两座注入站投产后系统粘损较大，达到50.02%，为了搞清影响粘损的因素，对系统各个节点进行了取样分析，在整个配注环节中，只有“泵出口—流量调节器出口”和“流量调节器出口—注入井口”两段中粘损较大，分别达到了16.5%和25.42%。
㈠母液通过流量调节器产生的粘度损失
由于“一泵多井”注入工艺是通过压力耦合进行非线性流量调配的时变系统，同组内井间干扰严重，使流量调节器开关过于频繁，造成母液粘损；另一方面，“一泵多井”注入工艺中，每根汇管所带井数多，单井注入压力和注入量分布不均匀，泵井压差大，流量调节器对母液进行调节时，为控制泵井压差大的单井注入量，会减小阀芯与阀体之间的开度，使母液流速加快，造成粘损增加。
针对泵井压差大导致流量调节器粘损大的问题，进行了泵井分组试验，将注入压力相近、注入井配注量与注聚泵排量相匹配的单井分配到一组，分组后流量调节器平均粘损率由注聚初期的16.5%下降到8.2%，有效地降低了粘损。
随着注聚时间的延长，同一组内的泵井压差会重新分布，而受注聚泵排量和每根汇管所带单井数量限制，无法实现自由分组，泵井压差会再次加大，粘损也会随之增加。
㈡溶液输送过程中产生的粘度损失
聚合物母液经过流量调节器出口后与污水混合稀释，经过静态混合器、管線输送到井口，这一过程粘度损失达到25.42%。分析原因：一是聚合物溶液输送和取样器引起的机械降解；二是取样、检测方法引起的粘度损失；三是污水中各种组分引起的化学、生物降解。
1、械降解产生的粘度损失
为了研究机械降解对粘损的影响，在取样、检测方法不变的条件下，为了避免污水水质对粘度的影响，利用调剖设备直接注入清水配制的聚合物溶液，平均粘度损失仅为3.7%。因此，溶液在输送过程中，机械降解对粘损的影响程度较小。
2、取样检测方法产生的粘度损失
一般情况下，井口取样后送到实验室开始检测需要一定时间，为了搞清这一过程的粘损情况，在现场和实验室分别测定粘度，粘度差别较大，平均粘损率达到7.0%。
3、污水中各组份对粘度的影响
为了验证污水中各种组分对粘度的影响，采用室内配水方法，以模拟污水作为基础，通过投加各种介质调整水中含油浓度、悬浮物浓度、细菌个数及种类、溶氧量、Fe2+/Fe3+铁离子、矿化度、Ca2+/Mg2+，配制高分聚合物溶液，测量溶液粘度，找出影响聚合物溶液粘度的主要因素。
一是高价阳离子对聚合物粘度的影响较大
以模拟污水水质作为基准，配制浓度为1200mg/L高分聚合物溶液，通过加入不同浓度的硫酸亚铁、三氯化铁、氯化钙和氯化镁，研究高价阳离子对聚合物粘度的影响。实验证实，高价阳离子浓度对聚合物粘度影响较大。
二是含油和悬浮物浓度对聚合物粘度的影响不大
以模拟污水水质作为基准，配制浓度为1200mg/L高分聚合物溶液，通过加入不同浓度的脱水原油和悬浮物，研究含油浓度和悬浮物浓度对聚合物粘度的影响。污水中含有不同浓度的原油和悬浮物，所配制聚合物的粘度变化不大，说明含油和悬浮物浓度对聚合物粘度基本上无影响。
三是矿化度对聚合物粘度影响较大
溶剂水由污水与清水（污水为实际过滤后普通污水）按体积比例混合而成，体积比分别为1：2和2：1，聚合物溶液的浓度均为1200mg/L，污水：清水为1：2的水质矿化度约为2500mg/L，污水：清水为2：1的水质矿化度约为5000mg/L左右。
从实验结果可知矿化度对聚合物溶液粘度有较大影响，矿化度低，配制的聚合物溶液初始粘度大，不同时间溶液粘度保留率也相对较高。而矿化度较高时，粘度损失较大。
四是细菌对聚合物粘度的影响较大
以模拟污水水质作为基准，配制浓度为1200mg/L高分聚合物溶液，通过加入不同数量级硫酸盐还原菌、铁细菌和腐生菌来研究对聚合物粘度的影响。实验结果表明，三种细菌对聚合物粘度有较大影响。
五是溶解氧对聚合物粘度有一定影响
通过实验可知，随着污水中溶解氧含量的增加，聚合物粘度随之增加。
二 降低粘损所做的工作
㈠工艺流程的改造
由于“一泵多井”注入工艺中母液汇管少，每台泵所带单井数量多，受泵排量限制无法实现自由分组，使泵井压差过大，因而造成流量调节器粘损大。针对这一问题，对现有的“一泵多井”注入工艺进行了改造，增加2台泵和4根母液汇管，分别将注入井由原来的3组分为5组运行，每根母液汇管加长两倍，所带井数由6～7口井变为3～4口井。同时为了实现注入井分组的灵活调整，增中分组阀令每口注入井均对应所有汇管，达到每台泵与每口井都能够相连和切断（图1）。
改造后，对泵出口到流量调节器段再次进行多次取样、化验、录取数据，由两站的化验结果可以看出，平均粘损率下降幅度较大，由改造前的16.5%下降到3.1%。
㈡取样方法的改进
1、新型井口过滤器的应用
聚合物母液经过流量调节器后被污水稀释，经管线输送到达井口，由于输送距离有限，井口浓、粘度波动较大，通过加装新型井口过滤器取样后发现，溶液的浓、粘度均有所提高。现场统计2口井，平均浓度提高7.2%，粘度提高4.8%。
2、新型取样器的应用
为了验证取样器在取样过程中产生的粘损，在井口（注入浓度1800mg/L）上安装了新型取样器，该取样器作为注入管线的一部分，取样时不需携带，操作方便简单，大大缩短了取样时间。将现有便携式取样器和新型取样器进行取样对比，粘度波动较大。这一结果说明，目前的取样设备还不够完善，有待于进一步改进。
3、取样器的改进
由于在现场和室内检测粘度值变化较大，为降低氧对粘度的影响，应尽可能地实现密闭取样和无氧化验操作。而现有取样器不具备此项功能，因此研制了密闭取样装置，该装置可实现密闭取样，取样后直接送到化验室，在厌氧箱内放样后再进行化验操作，整个过程完全与氧隔绝。
三、结论
㈠改造后的“一泵多井”注入工艺实现了降低粘损的目的；
㈡污水各组分中，高价阳离子和细菌是影响粘度的主要因素。
参考文献
[1] 胡博仲.聚合物驱采油工程 .石油工业出版社.1996
[2] 万邦烈.采油机械的设计计算.石油工业出版社.1988
作者简介：
王治强 ：男，1976年9月11日出生，籍贯黑龙江省肇州县，1998年毕业于大庆石油学校，现从事三次采油现场生产运行及管理工作。联系地址：大庆市第五采油厂试验大队；电话：13199040558；Email：[email protected]