《大庆油田聚合物配注和采出液处理技术研究与应用》由会员分享，可在线阅读，更多相关《大庆油田聚合物配注和采出液处理技术研究与应用（6页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、大庆油田聚合物配注和采出液处理技术研究与应用 李学军王梓栋 宗大庆 ( 大庆油田有限责任公司油田建设设计研究院) 摘要本文介绍了大庆油E t 聚合物驱配注和采出液处理技术的研究与应用情况大庆油田 自“九五”初期开始推广聚合物驱油技术以来，已建成配制站1 6 座，注入站1 7 5 座，聚合物干粉 配制能力达每年1 0 xl o tP II - 的配注工程和采出液处理系统。为了降低工程投资，开发了一管两 站母液输送工艺和注入站撬装化技术，大幅度地降低了工程投资，针对超高相对分子质量抗盐聚 合物开发了新的专用设备，满足了油田注聚需要。 一、聚合物配注系统工艺技术研究与应用 ( 一) 聚台物驱配注系统
2、总体工艺流程 大庆油田聚合物驱工业化采用的配注工艺总体流程如图1 所示，该流程是在“中区西部” 和“厚层”注聚试验站配注合一流程的基础上，孵决了5 0 0 0n W L 聚合物母渡管输技术以 后，经过方案优化，形成的“集中配制、分散注入”工艺流程，与配注合建流程相比大幅度 地降低。2 3 2 程投资。 低压低矿化度清水来水 低压低矿化度清水来水 4 8 图1 集中配置分散注入聚合物站工艺流程原理圈 在集中配制站，将聚合物干粉配制成浓度为5 0 0 0m e C L 的水溶液，然后用外输泵输至注 人站的高架供液储罐，由储罐直接向注聚泵供液，升压后注入注水管道，经过静态混合器与 注入水混台后，再计
3、量进入井口。 ( 二) 单管串联两站输送的母液外输工艺的研究与应用 在“集中配制、分散注入”的聚合物驱配注系统中，母液外输系统普遍采用的工艺是“单 泵单管单站”流程。为降低工程投资，开展了一管两站输送技术研究，在“单泵单站”流程 基础上，采用一台外输泵、一条外输管为两座注入站供液。 为实现这一工艺设想，开发了排量为 l o o 矗h 、压力为2 4 M P a 的大排量母液外输单 螺杆泵，开发了低粘损流量调节器，如图2 所 示，在自动控制分配流量的同时，对母液的降 解不大于2 。在采油二厂萨南I 号配制站所辖 的4 。和2 注入站母液外输流量分配粘损实测“8 值为1 3 9 ，满足验收指标不大
4、于2 。通过 流量调节器的调节作用，单管串联的各注入站 均能按需进液。 在萨南I 号配制站外输系统中，采用了每 座注人站配套安装低剪切聚合物流量调节器、 配制站母液外输泵加装变频调速器并进行压力 闭环控制技术。该系统控制过程是以注入站母 液储罐液位为基本控制参数，用流量调节器自 图2 流量调节器 动调节、控制母液的迸罐液量。注入站母液储罐液位的变化将引起流量调节器的开度变化， 并影响母液管线的系统压力发生变化。此时，配制站母液外输泵的变频调速器根据系统压力 的高低，自动调节母液外输泵电机的频率，从而调整母液外输泵的输出流量，使系统压力趋 于平衡。压力闭环控制技术提高了母液外输系统的自动化程度，
5、这样就使聚合物在配制及外 输中基本实现了自动化控制。 萨南I 号配制站采用单管串联两站流程，比单泵单蛄流程节约外输系统投资7 1 0 9 万 元，占外输系统工程总投资3 2 3 5 。目前这一母液外输方式在油田得到了广泛的应用。 ( 三) 一泵多井注入工艺及撬装注入站的研究与应用 撬装注入站是为提高不能上下返油田注聚设备利用率而提出来的研究课题，对那些不能 上下返的油田，在完成一各聚合物驱周期( 4 a 左右) 之后，配注设备就闲置不用了，为提高 设备利用率，开发撬装可搬迁注人站是十分必要的。 1 一泵多井注入工艺 在“集中配制、分散注入”的聚合物驱地面工程中，母液注入系统普遍采用了高架罐静
6、压上供液、单泵单井注入工艺。此工艺虽可满足注聚合物的需要，但设备数量多，占地面积 大，不易予搬迁。为进一步降低地面投资和作为撬装注人站的支撵技术，在“单泵单井”流 程基础上，研发了“一泵多井”注人工艺。 一泵多井工艺的主要工艺流程是： 母液来液母液稳压装置撬装增压装置一单井母液流量调节装置 高压来水一高压干管阀组一高压配水装置一注入井 4 9 在杏北4 注入站分试验工程中，采用三台柱塞泵对应2 2 口注入井，在配注干管上进行 分段，三台柱塞泵和三套配注阀组成为既独立又统一的三个单体，这样每个单体的压力就可 以不同，就可以把压力接近的注入井编为一组，可确保单井压降不超过2 5 M P a 。降低
7、了能 耗，也降低了对聚合物的降解。 配置蛄外输系统已经压力闭环自动控制，及配合注入站来液使用流量调节器可以实现按 需要的流量、压力稳定供液，取消母液储罐、采用泵一泵喂液，系统流程如图3 所示。 图3 一泵多井注人系统原理流程图 保证聚合物按设计量进行分配的关键设备是低降粘流量调节器，我们与有关单位共同研 究开发了无级调节流量调节器，具有体积小、制造简单、可自动控制的特点。测试表明流量 调节器的压差不超过2 5 M P a 时，对母液无明显的降粘，其结构原理如图4 所示。 5 0 图4 流量调节器示意图 通过对杏北4 4 注入站进行的测试表明，进站流量调节器平均降粘为0 0 7 5 ；采用“一
8、泵多井”流程，聚合物粘损为5 3 0 5 ，与以往“单泵单井”流程不大于6 的指标基本相 同，因此新工艺在设计实施上，是完全可行的。 2 撬装工艺研究 为实现注人站整体撬装可搬迁，杏北4 。注入站设计中采用了一泵多井工艺，减少柱塞 泵的数量；取消母液储罐，采用泵一泵喂液( 利用配制站外输泵的余压给注入泵直接喂液) ； 注入泵房与配水问分建，实现整体撬装；采用组合电器，整个注入站实现了自动化控制。考 虑运输等问题，将注入站分成几个单独的功能撬体( 表1 ) 。 表1 可搬迁注入站主要单体构成表 设备数量，套备注 母_ 燕稳压装置：通过流量调节器控制母液来_ 羲压力、流量 l 撬装增压装置：通过柱
9、塞泵变频压力闭环，增加母液压力 4 注 单井母液流量调节装置( 七井式) ：对单井进行流量分配 2 人 可搬迁 泵 单井母液流量酒节装置( 八井式) ：对单井进行流量分配 l 房 组台电器：通过微机监控，使整座站实现自动化控制 l 轻锕黪扳房( 电辐射、地热) ：可进行搬迁。重复利用 l 高压干管阀组：对高压清水进行调节压力、流量 l 配 水高压配水装置( 七井式) ：通过单井混配比阀对高压清水分配流量2不搬迁 间 高压配水装置( 八并式) ：通过单井混配比阀对高压清水分配流量 l 采用一泵多井及取消储罐工艺撬装应注入站，与常规工艺相比，每新建一座注入站可节 省工程投资约1 0 0 万元( 1
10、 5 ) ，另外在生产运行3 4 a 后注入泵房可整体搬迁进行重复使 用。杏北4 。注入站工程总投资5 9 1 5 8 万元，其中可搬迁部分为3 9 3 8 3 万元。经拆迁、搬运 及安装将损耗搬迁部分投资的3 0 ，因此搬迁一次可节省新建注入站工程投资2 7 6 万元，占 新建注入站总投资4 7 左右。2 0 0 3 年和2 0 0 4 年中国石油大庆油田公司新建注八站3 l 座，其 中2 7 座采用撬装新技术。 ( 四l 超高相对分子质量抗盐聚合物配制技术研究 为了进一步提高聚合物驱经济效益和解决含油污水配注聚合物问题，聚合物种类越来越 多，相对分子质量越来越高。尤其是超高相对分子质量抗盐
11、聚合物的应用，使得针对中高相 对分子质量聚合物开发的聚合物配注工艺及设备难以适应这种变化。在生产过程中，暴露出 一些问题，这些问题主要表现在以下几个方面： ( 1 ) 聚合物分散装置下料不均匀，导致聚合物分散效果变差、聚合物溶液中鱼眼和粘团 较多，配制母液浓度误差较大，溶液携带的气泡增多，注入泵效率降低。 ( 2 ) 搅拌器搅拌熟化效果差，聚合物溶解熟化时间增长。 针对上述问题开展了攻关研究，开发了新型的聚合物干粉分散装置，解决了分散效果 差、溶液中鱼眼和粘团较多、误差较大和气泡增多问题，开发了新型双螺带螺杆搅拌器，降 低了熟化时间。 1 新型聚合物分散装置 2 0 0 3 年针对超高相对分子
12、质量抗盐聚合物，开发了一种恒压射流分散、旋流除气的新 型混合器，在聚喇三配制站，利用原分散装置的供料系统，开展了新型混台器在水流量口 5 】 l 驴o h ，水压力p O 5 M P a 时，配制相对分子质量为2 5 0 0 万抗盐聚合物溶液的现场试验。 试验表明，熟化后基本没有“鱼服”，溶液中的气泡量较少，配制的聚合物溶液密度由 1 ，0 0 7 # c 矗提高到I 0 1 2 c 矗。 2 0 0 4 年，以新型水粉混合器为核心，研发了具有旋流除气、射流分散、干粉称重计量 的新型分散装置，分别在采油三厂的小井距井组三元复合驱矿场试验站和采油六厂的喇嘛甸 油田聚合物驱后泡沫复台驱矿场试验站进
13、行了现场应用试验。从运行过程中配制聚合物溶液 的浓度检测结果看，该分散装置的配液准确度在2 以内( 测试结果见表2 ) ，目前这种新 型的分散装已开始在油田推广应用。 裹2 分散装置配制母液浓度数据袅 日期设定浓度，m g L柱测浓度，吲L相对误差， 0 【肼一l O 一0 21 6 0 0 1 5 7 65 0 0 0 4 1 0 一1 6 0 01 6 1 86 11 6 2 0 0 4 1 0 一1 3 5 01 3 4 1 30 6 4 2 0 0 4 一1 0 0 61 3 5 01 3 珂4一1 6 8 2 0 0 4 一1 0 0 71 3 5 01 3 5 3 6 O 2 7
14、2 双螺带螺杆搅拌器 针对超高相对分子质量抗盐聚合物溶解问题，通过实验研究，优化搅拌器型式、确定适 宜操作参数，并借助科学的模拟计算，建立流场数学模型，开发了双螺带螺杆搅拌器现场试 验，根据实验结果和模拟数据，设计了工业搅拌桨并开展了现场试验。 现场试验在采油二厂萨南2 配制站进行，试验用2 5 0 0 万相对分子质量的抗盐聚合物， 母液的配制浓度为6 0 0 0 m g L 。试验结果如图5 所示。可以看出熟化I O O m i n 后，聚合物母液 的粘度基本不随熟化时间增长发生变化，表明此时的聚合物母液已完全溶解熟化，与常规的 螺旋推进式搅拌器相比，熟化时间约减少了6 0 m l n 。
15、5 2 1 4 0 0 1 2 0 0 1 0 0 0 耋8 0 0 号 錾6 0 0 4 0 0 2 0 0 o 矿一一 一! 一厂竺 一 1 - 一双螺带螺杆8 0 l l6 r l m i ni o o 1 5 02 0 0 2 5 0 熟化时间，m i n 图5 双螺带螺杆搅拌器现场试验曲线 二、聚合物驱采出液原油脱水技术 目前大庆油田聚合物驱采出液原油脱水采用两种模式，一是注聚合物区块单独建脱水 站，采用聚合物驱专用脱水设备，如北十三和北十五联合站，采用的是两段脱水工艺流程。 游离水脱除的沉降时间不大于3 0 商n 。沉降温度为加，破乳剂F P w 一3 2 0 加入量为2 0 。3
16、 0 r n L 。电脱水温度5 0 E ，聚合物含量高峰期4 1 6 m 的电脱水器纯油处理量为8 0 甜，h 。另 一种方式是在注聚合物区块建放水站，聚合物驱采出液在放水站进行沉降脱水，释放出游离 水，然后含水率小于3 0 的低含水油，泵输至处理水驱采出液的联合站，与水驱采出液混 合后再进行电脱水处理。混合后的聚合物浓度一般比较低，不大于5 0r n L ，充分利用了已 建设施的能力，有效地降低了工程投资。 近年来大庆油田水驱原油脱水系统见聚合物比较多，我们针对这一问题，进行了评价研 究现场试验，给出了水驱脱水系统处理含聚合物采出液的技术界限，为生产运行和老区改造 提供了依据。 三、结语 虽然大庆油田聚合物驱地面工艺技术，经过多年卓有成效的攻关，形成了适合大庆油田 特点的，从注入到采出，系统配套的聚合物驱地面工艺技术，满足了聚合物驱油技术推广的 需要，使聚合
