聚合物驱油技术工艺设计范文

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随着化学驱油技术的发展及成熟，以聚合物驱为主的提高采收率方法成为国内各大油田提高增油量的重要手段之一。逐步在大庆、胜利、河南、辽河等陆地油田试验并取得成功，并进行了工业化的应用。海上油田在近十几年也加快了聚合物驱的技术应用，已在海上多个油田开展了矿场试验。做为聚驱配套技术的地面配注工艺系统逐渐完善和优化，不仅仅适用于普通聚合物的注入要求，并且针对复合驱的注入性能要求进行工艺革新。以实现高含水、高采出程度、高温等油藏的驱油技术要求。文章有代表性的概述了目前聚合物驱地面配注工艺技术的在陆地和海上油田的应用情况，总结工艺技术特点，为注聚工艺设计提供参考。

1大庆油田三元复合驱注聚工艺特点

1.1工艺流程三元注入站于2006年5月建成投产，平均单井注入量为53m3/d，三元主段塞平均单井日注复合体系量为42m3/d，NaOH商品浓度30%，表活剂有效含量50%，1200万-1600万分子量聚合物有效（固）含量为88%。全站占地面积为10050m2，站内主要设备有撬装式三元体系配注装置49套，固定式三元体系配注装置3套，高压配水阀组49套，70m3玻璃钢聚合物母液储罐1座，175m3碱液储罐2座，60m3表活剂储罐2座。站内主要工艺流程详见图1。

1.2工艺特点大庆油田自1999年便开展三元复合驱油矿场应用，三元地面配注工艺流程由采用低压端混合注入流程发展到目前的三联（元）泵注入流程。在实践中提高配注效果，取得了大幅度的发展。最初的低压端混合注入流程详见图2。这种流程的缺点是：聚合物、碱液、表活剂的浓度在单井上不可调；注聚泵存在一定的漏失量，造成最终的混配浓度不能满足配注要求。在此问题的基础上，现场采用多元体系通过三联泵分别升压后与高压污水按一定比例经静态混合器稀释混合后注入地层的技术。这种装置，对于不同药剂的注入量进行分别控制，并且缩小了安装尺寸，节省空间，对于聚合物、表活剂以及碱的动态调整更为方便。三联泵流程详见图3。另外，注聚站的注聚泵变频技术采用PLC控制，利用PLC实现PID编程连锁，在计算机系统上对泵的变频进行设定，根据压力变化自动调节。大大减少操作工人的劳动强度。

2河南油田注聚地面工艺技术特点

2.1工艺流程河南油田聚合物驱采用的配注工艺的总体流程为“集中配制、分散注入”流程。这种流程与配注合建流程相比大大降低工程投资，河南油田共建设了4座集中配制站，在站内将聚合物干粉配制成浓度4500-5000mg/L的聚合物母液，然后外输至各注入站进行注入。

2.2工艺特点在配置、注入工艺的优化设计上，河南油田充分考虑到含油污水的利用与聚合物溶液性能达标的结合，工艺系统的设计特点包括：（1）采用污水配聚。通过室内实验研究和现场跟踪，得出配聚水影响聚合物溶液的粘度顺序是S2->Fe2+>Fe3+>Mg2+>Ca2+>K+(Na+)。通过对配聚污水进行除硫处理，解决了污水中S2-离子对聚合物粘度的影响。采用污水除硫深度处理工艺技术是实现污水配聚的有效技术之一。油田为此技术新建曝氧脱硫塔，严格控制曝氧量，控制含硫量在1mg/L以下，溶解氧在0.5mg/L，满足注聚开发要求。根据井口测量数据，聚合物目标液在1200～1600mg/l浓度范围内，溶液的粘度平均损失23.65％，对应的浓度平均损失为13.4％。（2）密闭隔氧聚合物配制。采用水射流式分散溶解模式。有效隔离进入聚合物容易配置系统的氧气含量，降低含氧量对Fe2+、Fe3+、S2-导致的影响因素，提高聚合物溶液的有效粘度。（3）聚合物母液输送优化。取消了传统的聚合物母液储罐，采用熟化罐-转液泵-注聚泵的工艺流程。这种方式充分利用几个交替工作的熟化罐的熟化及储液的双重功能，简化了流程，减少了中间环节，节约了占地面积，降低了运行费用。并在转液泵出口设置压力变送器，与转液泵的变频连锁，通过注聚泵的需求母液量来控制转液泵的转速和排量，实现动态调配。（4）注聚设备优化。注聚泵应采取变频调速功能，以便适用注聚量的动态调整；增加了智能混配装置，同时控制污水流量计以及母液流量计的精度，提高了调节精度。

3海上油田平台注聚工艺技术特点

3.1工艺流程注聚系统由散溶解系统、熟化系统、注入系统和自动化控制四个系统组成，采用小型化撬装模式放置于平台甲板。聚合物干粉采用人工倒入储料罐，储料罐顶部有除尘装置，将固气分离，粉料回落至罐中，气体排空。储料罐的粉料通过罐底部出料口分别由启动蝶阀控制进入相应的计量罐中，由螺旋给料机均匀输送至研磨混合器中。平台的配液系统分两级进入研磨混合器与料粉充分混合研磨，形成均匀的母液。母液由输送泵抽出，经高效混合器后分别进入熟化罐中。熟化40min后由增压泵送入注聚泵入口，母液经注聚泵增压后，与井口高压污水按比例混合，静混器混合均匀后，注入注聚井。注聚工艺流程详见图4。

3.2工艺特点（1）聚合物分散系统聚合物的分散采用储料罐自动下料至计量罐，计量罐采用失重式电子秤对干粉进行计量，质量数据传输至DCS控制系统，对阀门进行开闭控制。这种方式自动化程度高，大大减轻了操作工人的工作量。（2）聚合物溶解系统聚合物与水的混合溶解在研磨混合器中进行，研磨混合器内有齿轮类机械传动机构，将干粉研磨后与水更好的混合。同时混合研磨分为两级，大大降低了熟化时间。（3）聚合物熟化系统母液熟化罐采用卧式罐，内用挡板分成三级，实现了连续生产和连续出母液。大大减小了熟化罐的尺寸和数量。（4）小型撬装化设计海上油田基于平台操作，空间受到限制。注聚平台采用集中的整装撬块化设计，形成了下料溶解、控制间、熟化罐组等几个大撬装模块，每个撬装模块高度集成，采用三维空间布置理念，充分利用平台空间。（5）自控系统注聚平台设有2套DCS系统，这两套系统实现了以下几个方面的功能：①粉料间歇进料、连续计量输出控制；②连续配注工艺流程控制与联锁保护；③注聚泵之间的单井流量分配调节控制；④井口分层注聚流量比例调节控制；⑤电机、泵变频调速控制；⑥跨平台控制与通讯；⑦与第三方系统通讯。在平台上可谓是实现了全自动控制、全自动保护和远程通讯。

4结论

本文关于聚合物驱配注技术特点及应用现状的总结，对目前具有代表性的聚合物配注工艺以及三元驱注入工艺设计特点进行了介绍。这些设计存同时具有普遍性和针对性的特点，不仅在流程的优化配置上普遍保持领先理念，并且针对不同油田的开发策略强调工艺细节的设计特点。这些技术优势和经验为未来国内外复杂油藏的注聚工艺的创新提供了参考依据。

作者：孟凡雪 赵文森 单位：海洋石油高效开发国家重点实验室 中海油研究总院