聚合物化学驱连续熟化装置

摘 要：针对传统的聚合物化学驱配注装置，设备占地面积大，地面建设成本高的问题。研究以箱体连续熟化形式替代了传统的熟化罐熟化形式。在不降低聚合物熟化效果的前提下，降低了设备投资，节约了地面建设成本，减少了占地面积。整套设备为橇装形式，便于搬迁和运移，适用于场地有现以及海上平台的使用。

关键词：聚合物 化学驱 连续熟化装置 现场试验

以聚合物驱油技术为主导的化学驱三次采油技术，是中国石油现有技术条件下最为重要的提高石油采收率的技术之一。传统聚合物化学驱的配注工艺基本流程是：聚合物分散溶解―熟化罐熟化―熟化液输出―注入地层。配注工艺是将聚合物干粉与水初步混合，配制成一定浓度的聚合物溶液，溶液经过熟化后与水，配制成工艺要求浓度后注入地层。实现该工艺的配套设备投资大，占地面积大，特别对于场地有限以及海上平台的使用带来一定的局限性。针对以上问题。研究以连续熟化形式替代了传统的熟化罐熟化形式。在不降低聚合物熟化效果的前提下，降低了设备投资，节约了地面建设成本，减少了占地面积。

一、聚合物化学驱连续熟化装置结构及工艺流程

（一）结构

结构：聚合物化学驱连续熟化装置主要包括溶解单元、熟化单元、注入单元。（如图1：聚合物化学驱连续熟化装置）

溶解单元包括：来水管线、流量计、加料斗、储料斗、混合器。

熟化单元包括：进液管、搅拌机、熟化箱、出液管、喂入泵。注入单元包括：注入泵、阀、管汇等。

（二）工艺流程

在溶解单元中，定量的聚合物干粉从加料斗加入，加料斗的干粉输送到储料斗，储料斗的干粉与来水（经过流量计计量）在混合器处混合，混合后的溶液经进液管后进入熟化单元；在熟化单元中，聚合物溶液在搅拌机连续搅拌的情况下，实现在线连续熟化过程，经过出液管、喂入泵输出，进入注入单元，经注入泵注入地层。

二、方案设计

（一）溶解单元

溶解单元为水射流聚合物分散溶解装置。为了保证溶解单元配制的溶液浓度达到设定要求，自动控制系统中采用以PLC为控制核心，触摸屏动态监控设备运行的集散控制系统。任何影响系统稳定性的因素都将被系统采集，并记录、报警，减少了因人为干预造成的系统不稳定性，提高了系统可靠性。

用于溶解聚合物干粉的水的流量，由电动调节阀开度进行控制。电动调节阀与流量计经PLC形成闭环控制模式，以实现自动调节电动调节阀的阀门开度，使流量稳定在设定流量值范围内，保证供水精度。

聚合物干粉量由变频器控制的计量下料器根据配注工艺要求调节下粉量，从而保证工艺要求的配液浓度。

（二）熟化单元

在溶解单元混配后的聚合物溶液进入熟化箱，熟化箱内的液位逐渐上升，三台搅拌机开始搅拌，溶液在熟化槽内实现在线连续熟化过程。当熟化槽的液位到达设定的喂入启动液位时，输出泵启动做业，将熟化好的聚合物溶液输送到注入单元。当熟化槽内的液位到达控制上线时，溶解单元停止配液。当熟化槽的液位在控制高限以下时，溶解单元自动运行配液。喂入泵实现恒压喂入。CPU依据压力变送器采集的压力信号，控制变频器自动调节频率值，调节喂入泵电机转速，从而保证喂入压力稳定在设定值。

（三）注入单元

接收熟化箱的熟化溶液，将其注入地层。当系统接收开机指令后，注入泵启动运行，当熟化槽溶液低于液位下限或喂入泵停止运行，注入泵停止运行。

三、方案对比

（一）工艺流程对比

传统聚合物化学驱的配注装置的配注工艺流程（见图2）是：聚合物分散溶解―熟化罐熟化―熟化液输出―注入地层，配制工艺采用先配制成母液，母液在熟化罐中熟化，熟化后的溶液，再配制成目标浓度的溶液后注入地层。

聚合物母液需要多个熟化罐参与完成熟化过程，进入熟化罐采用先进先出的原则，当1个熟化罐出液时，其余熟化罐在熟化等待出液。熟化罐进液出液由电动阀组控制，增加的阀组及管线，提高了设备投资。熟化罐相对熟化槽，在同等熟化能力的情况下占地面积较大。

聚合物化学驱连续熟化装置的配注工艺流程（见图1）是：聚合物分散溶解―熟化箱连续熟化―熟化液输出―注入地层，配制工艺采用直接配制成目标浓度的溶液，节约了控制阀组，降低了设备投资，减少了占地面积，节约了地面建设成本。

（二）设备及占地面积对比

以大港某站为例，新旧设备的区别：

相同点：聚合物溶解单元、喂入单元、注入单元设备结构相同；

不同点：聚合物化学驱连续熟化装置的熟化单元由1具60m3的熟化槽、阀组及管汇组成，减少占地面积21%，节约总投资22%。

聚合物罐群熟化装置由4具40m3的熟化罐、阀组及管汇组成。

四、技术特点

（一）聚合物化学驱连续熟化装置为箱体熟化装置，注入量可调；节约设备成本，减少占地面积；

（二）全部设备采用橇装型，便于搬迁和运移，满足了现场使用要求。

（三）整套装置采用PLC控制生产流程，自动化程度高。

五、现场试验与应用

聚合物化学驱连续熟化装置已成功应用于也门和大港油田某站。以大港油田站为例，该站最大注入量750m3/d。根据技术参数设计的聚合物化学驱连续熟化装置于2011年3月投入使用，该站目前有多口井见效，原产油26.1吨/天，综合含水95.8%，投产后日产油48.62吨/天，最高达到98吨/天，综合含水小于91%。通过现场试验运转正常，工艺的适用性强，性能稳定，自动化程度高，各项性能指标满足使用要求，该设备与应用传统设备相比，节约了现场设备投资22%，减少了占地面积21%，提高了聚合物驱配套设备的应用范围。

参考文献

[1]于新哉，李淑玲，乔学武等，聚合物分散溶解装置的特点及应用石油机械2003年04期

作者简介：李淑玲（1965年生），女，工程师，现主要从事三次采油设备设计工作。