采油生产过程中聚合物分散技术的应用分析

[摘 要]在采油工艺技术中，聚合物采油的技术是将聚合物干粉颗粒一定比例的均匀地散布在水中，聚合物干粉颗粒在得到充分的润湿、分散和溶解后，实现采油技术的突破。聚合物分散技术主要用于油田中后期开发的三次采油的聚合物驱、多元复合驱工程，是老油田在三次采油中的一项重要的技术工艺，当前在辽河油田等部分油气田企业，减缓油田产量递减及高含水后期提高油田采收率工作中，聚合物驱已经成为的非常重要的技术手段，将为辽河油田保持千万吨规模稳产提供有力的技术保障。

[关键词]聚合物 采油 工艺 应用 研究

中图分类号：F426.22 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2016）13-0218-01

1 聚合物及采油工艺技术的应用及现状

聚合物驱是一种提高采收率的方法，在宏观上，它主要靠增加驱替液粘度，降低驱替液和被驱替液的流度比，从而扩大波及体积；在微观上，聚合物由于其固有的粘弹性，在流动过程中产生对油膜或油滴的拉伸作用，增加了携带力，提高了微观洗油效率。当前油田采油技术发展迅猛，聚合物驱油等技术已成为东部油田实现技术接替稳产的重要手段。我国目前市场上的均聚物种类主要有：聚丙烯酸及其盐、聚马来酸及其盐。我国目前针对聚合物分散剂的国家标准有三个：①聚丙烯酸及其盐。②聚马来酸及其盐，③丙烯酸-丙烯酸酯共聚物。关于丙烯酸-AMPS共聚物。聚合物分散剂的品种共有两类：均聚物，共聚物，在油田采油技术中，国内聚合物驱己形成了配套工艺技术。从原料、设备、生产到技术攻关己形成规模化产业。

2 聚合物三次采油技术装置

无论注聚还是三元复合驱，注入的关键设备为三部分：聚合物分散装置（包括自控）、注聚泵及流量计量。

（1）注聚泵。生产注聚泵的国内厂家众多，主要有大港总机厂、重庆水泵厂、本溪水泵厂等。据使用效果反映，重庆水泵厂的注聚泵性能较好，聚合物降解率低（1%～3%）。

（2）聚合物分散装置。国内多数油田配套企业能够自行生产，所采用的都是近润湿分散后大罐熟化的办法。

（3）聚合物及水的高压计量。主要采用LDG电磁流量计（大港仪表厂）、L22金属高转子流量计（天津宇光仪表厂研究所）、ZDY型高压磁流量计等装置，以上仪表各自反映良好。

3、聚合物分散溶解装置的主要特点

聚合物注入油层中，一方面是控制水淹层段中水相流度，改善水油流度比，提高水的实际驱油效率；另一方面是降低高渗透率的水淹层段中流体的总流度。将会产生两种重要作用：一是聚合物的滞留引起油层渗透率下降，二是增加水相黏度。所以，油层注入聚合物后，将会产生两种作用与机理：驱替相的流度就越小，驱替相与被驱相流度比就越小，聚合物驱扩大油层宏观和微观波及效率的作用就越大，使低渗透率层段见水线推进的速度变差一些，调整后进行吸水剖面，可以提高实际波及系数。黏度越高，残余阻力系数越大，采出值就越高。

3.1 常用驱油聚合物

如果要确保聚合物溶液不会发生鱼眼、结团及沉降现象，就需要自动控制系统来保证聚合物干粉均匀定量的输送，能够保证聚合物干粉与水完全混合，这样的情况下，内部装置采用合理工艺保证聚合物溶液不会产生化学降解与机械降解。整套装置采用集散式控制系统，自动化程度高，装置的主要电器元件、控制仪表及机泵均引进国外成熟产品，得以充分保证该系列装置在技术上的先进性与可靠性。

3.2 液位聚合物自动跟踪控制的工作状况分析

如果大部分时间搅拌机处于停止状态，也就是说，在分散初溶过程中大部分时间只是靠混合头水粉直接混合，并无搅拌直接输出到熟化罐。目前，分散装置液位控制，在罐满液位时停止进水，进药，中液位时开始启动搅拌机搅拌，在罐低液位时停排液泵，为保持进水，进粉的连续常常设定排液速度略大于进水速度，正常工作时溶解罐液位大部分时间处于中低液位由于长时间液位在较低状态，溶解罐底部造成自然漩涡，排液泵在吸入时必然吸入部分空气，此时水粉几乎来不及充分混合即被排出， 同时，排液泵采用的是单螺杆泵，其定子是橡胶制品，在供液不足吸入空气情况下，定子摩擦力增加，发热加快定子损坏，设备运转振动增强，无功损耗增加。所以对聚合物母液的常规指标危害严重，造成大量干粉浪费，结块和沉积对流程造成堵塞；

3.3 工艺改进和装置原理

当前油田采油技术发展迅猛，聚合物驱油等技术已经成为东部油田实现技术接替稳产的重要手段。作为稠油油藏断层相对较多、断块较为复杂、纵向上层数多的特点的辽河油田各区块，针对转蒸汽驱的区块进入开采的中后期，油藏条件变化很大的特点，对不同油层的原油储量、油藏条件精确注汽，必须采用V型内锥流量计和涡街流量计两种计量方式，结合国外的挡板计量方式，重新开发计算公式，设计出能够精确计量单井用汽量的计量器，同时还要吸取国外做法将蒸汽输送管线采用T型分布，降低热量损失，减少了外网管线的长度，可以得到十分明显的效果。

3.4 现场应用分析

从辽河油田某区块反馈的数据来进行分析和统计，清阀，清过滤器周期延长为原来2-4倍；同浓度下母液粘度指标提高10%-15%；节电20%左右，减少维修费15万元；直接经济效益30万元/年以上.该系统稳定可靠，寿命10年以上.同时，在相同情况下，可以适当减少熟化时间，从而提高配制站整体输液能力，达到节约电能、环保的良好效果。

3.5 工艺改进和推广

由于我国长期以来在环氧化物线性聚合方面的相关技术水平较低，以目前的技术水平完善聚合工艺的道路还很漫长，进一步的工业化将存在相当大的难度。北京化工大学的熊蓉春老师已经在实验室合成了聚环氧琥珀酸，并对其性能进行了测定，让我们看到了发展的曙光。国内对聚合物分散剂中，聚环氧琥珀酸，具有相当好的生物降解性能，且同剂量下的阻垢效果明显优于HEDP和PAA；国内有人提出了在制造环氧琥珀酸方面采用了不同于国外的技术，是采用顺酐与钙离子螯合成钙盐，在环氧化的过程中，以沉淀的形式析出，从而大大提高了环氧化的收率，且易于精制，具有良好的应用前景。

4 聚合物装置的改进趋势和未来发展方向

4.1 现在的分散装置，一般是采用电动调节阀稳定上水速度，人工调节给粉量（下粉变频器频率），电动阀价格昂贵，易损坏。

4.2 如果根据本文提示，也采用下粉速度即使跟踪上水速度，可以去掉电动调节阀，即保证了聚合物母液浓度配制精度，又节约了投资，减少系统隐患，减小系统维修机率。

5 结论和认识

在石油勘探新增储量十分有限的东部老油田，聚合物驱油技术对于保持油田稳产起到了重要的保障和稳定作用，是稳定东部的一个重要技术力量，但是由于后备储量严重不足、油田产油量逐年递减、特别是井网加密的措施已经对可采储量的提升十分有限，特别是高含水阶段，我们可以采用的措施手段已经越来越少，增油量也已经不能弥补油田递减的速度情况下，对于解决保持原油生产的持续稳产的这一难题，对于辽河油田千万吨产量稳产的任务异常艰巨，需要全体采油、地质、勘探开发人员共同的努力，为老油田的稳产接替和提高采收率展开了广阔的前景。