孟祥健

在采油工藝技術(shù)中，聚合物采油的技術(shù)是將聚合物干粉顆粒一定比例的均勻地散布在水中，聚合物干粉顆粒在得到充分的潤濕、分散和溶解后，實(shí)現(xiàn)采油技術(shù)的突破。聚合物分散技術(shù)主要用于油田中后期開發(fā)的三次采油的聚合物驅(qū)、多元復(fù)合驅(qū)工程，是老油田在三次采油中的一項(xiàng)重要的技術(shù)工藝，當(dāng)前在遼河油田等部分油氣田企業(yè)，減緩油田產(chǎn)量遞減及高含水后期提高油田采收率工作中，聚合物驅(qū)已經(jīng)成為的非常重要的技術(shù)手段，將為遼河油田保持千萬噸規(guī)模穩(wěn)產(chǎn)提供有力的技術(shù)保障。

1 聚合物及采油工藝技術(shù)的應(yīng)用及現(xiàn)狀

聚合物驅(qū)是一種提高采收率的方法，在宏觀上，它主要靠增加驅(qū)替液粘度，降低驅(qū)替液和被驅(qū)替液的流度比，從而擴(kuò)大波及體積；在微觀上，聚合物由于其固有的粘彈性，在流動(dòng)過程中產(chǎn)生對油膜或油滴的拉伸作用，增加了攜帶力，提高了微觀洗油效率。當(dāng)前油田采油技術(shù)發(fā)展迅猛，聚合物驅(qū)油等技術(shù)已成為東部油田實(shí)現(xiàn)技術(shù)接替穩(wěn)產(chǎn)的重要手段。我國目前市場上的均聚物種類主要有：聚丙烯酸及其鹽、聚馬來酸及其鹽。我國目前針對聚合物分散劑的國家標(biāo)準(zhǔn)有三個(gè)：①聚丙烯酸及其鹽。②聚馬來酸及其鹽，③丙烯酸-丙烯酸酯共聚物。關(guān)于丙烯酸-AMPS共聚物。聚合物分散劑的品種共有兩類：均聚物，共聚物，在油田采油技術(shù)中，國內(nèi)聚合物驅(qū)己形成了配套工藝技術(shù)。從原料、設(shè)備、生產(chǎn)到技術(shù)攻關(guān)己形成規(guī)?；a(chǎn)業(yè)。

2 聚合物三次采油技術(shù)裝置

無論注聚還是三元復(fù)合驅(qū)，注入的關(guān)鍵設(shè)備為三部分：聚合物分散裝置（包括自控）、注聚泵及流量計(jì)量。

注聚泵。生產(chǎn)注聚泵的國內(nèi)廠家眾多，主要有大港總機(jī)廠、重慶水泵廠、本溪水泵廠等。據(jù)使用效果反映，重慶水泵廠的注聚泵性能較好，聚合物降解率低（1%～3%）。

聚合物分散裝置。國內(nèi)多數(shù)油田配套企業(yè)能夠自行生產(chǎn)，所采用的都是近潤濕分散后大罐熟化的辦法。

聚合物及水的高壓計(jì)量。主要采用LDG電磁流量計(jì)（大港儀表廠）、L22金屬高轉(zhuǎn)子流量計(jì)（天津宇光儀表廠研究所）、ZDY型高壓磁流量計(jì)等裝置，以上儀表各自反映良好。

3、聚合物分散溶解裝置的主要特點(diǎn)

聚合物注入油層中，一方面是控制水淹層段中水相流度，改善水油流度比，提高水的實(shí)際驅(qū)油效率；另一方面是降低高滲透率的水淹層段中流體的總流度。將會(huì)產(chǎn)生兩種重要作用：一是聚合物的滯留引起油層滲透率下降，二是增加水相黏度。所以，油層注入聚合物后，將會(huì)產(chǎn)生兩種作用與機(jī)理：驅(qū)替相的流度就越小，驅(qū)替相與被驅(qū)相流度比就越小，聚合物驅(qū)擴(kuò)大油層宏觀和微觀波及效率的作用就越大，使低滲透率層段見水線推進(jìn)的速度變差一些，調(diào)整后進(jìn)行吸水剖面，可以提高實(shí)際波及系數(shù)。黏度越高，殘余阻力系數(shù)越大，采出值就越高。

1.2常用驅(qū)油聚合物

如果要確保聚合物溶液不會(huì)發(fā)生魚眼、結(jié)團(tuán)及沉降現(xiàn)象，就需要自動(dòng)控制系統(tǒng)來保證聚合物干粉均勻定量的輸送，能夠保證聚合物干粉與水完全混合，這樣的情況下，內(nèi)部裝置采用合理工藝保證聚合物溶液不會(huì)產(chǎn)生化學(xué)降解與機(jī)械降解。整套裝置采用集散式控制系統(tǒng)，自動(dòng)化程度高，裝置的主要電器元件、控制儀表及機(jī)泵均引進(jìn)國外成熟產(chǎn)品，得以充分保證該系列裝置在技術(shù)上的先進(jìn)性與可靠性。

液位聚合物自動(dòng)跟蹤控制的工作狀況分析。如果大部分時(shí)間攪拌機(jī)處于停止?fàn)顟B(tài)，也就是說，在分散初溶過程中大部分時(shí)間只是靠混合頭水粉直接混合，并無攪拌直接輸出到熟化罐。目前，分散裝置液位控制，在罐滿液位時(shí)停止進(jìn)水，進(jìn)藥，中液位時(shí)開始啟動(dòng)攪拌機(jī)攪拌，在罐低液位時(shí)停排液泵，為保持進(jìn)水，進(jìn)粉的連續(xù)常常設(shè)定排液速度略大于進(jìn)水速度，正常工作時(shí)溶解罐液位大部分時(shí)間處于中低液位由于長時(shí)間液位在較低狀態(tài)，溶解罐底部造成自然漩渦，排液泵在吸入時(shí)必然吸入部分空氣，此時(shí)水粉幾乎來不及充分混合即被排出， 同時(shí)，排液泵采用的是單螺桿泵，其定子是橡膠制品，在供液不足吸入空氣情況下，定子摩擦力增加，發(fā)熱加快定子損壞，設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)振動(dòng)增強(qiáng)，無功損耗增加。所以對聚合物母液的常規(guī)指標(biāo)危害嚴(yán)重，造成大量干粉浪費(fèi)，結(jié)塊和沉積對流程造成堵塞；

工藝改進(jìn)和裝置原理。當(dāng)前油田采油技術(shù)發(fā)展迅猛，聚合物驅(qū)油等技術(shù)已經(jīng)成為東部油田實(shí)現(xiàn)技術(shù)接替穩(wěn)產(chǎn)的重要手段。作為稠油油藏?cái)鄬酉鄬^多、斷塊較為復(fù)雜、縱向上層數(shù)多的特點(diǎn)的遼河油田各區(qū)塊，針對轉(zhuǎn)蒸汽驅(qū)的區(qū)塊進(jìn)入開采的中后期，油藏條件變化很大的特點(diǎn)，對不同油層的原油儲(chǔ)量、油藏條件精確注汽，必須采用V型內(nèi)錐流量計(jì)和渦街流量計(jì)兩種計(jì)量方式，結(jié)合國外的擋板計(jì)量方式，重新開發(fā)計(jì)算公式，設(shè)計(jì)出能夠精確計(jì)量單井用汽量的計(jì)量器，同時(shí)還要吸取國外做法將蒸汽輸送管線采用T型分布，降低熱量損失，減少了外網(wǎng)管線的長度，可以得到十分明顯的效果。

現(xiàn)場應(yīng)用分析。從遼河油田某區(qū)塊反饋的數(shù)據(jù)來進(jìn)行分析和統(tǒng)計(jì)，清閥，清過濾器周期延長為原來2-4倍；同濃度下母液粘度指標(biāo)提高10%-15%；節(jié)電20%左右，減少維修費(fèi)15萬元；直接經(jīng)濟(jì)效益30萬元/年以上.該系統(tǒng)穩(wěn)定可靠，壽命10年以上.同時(shí)，在相同情況下，可以適當(dāng)減少熟化時(shí)間，從而提高配制站整體輸液能力，達(dá)到節(jié)約電能、環(huán)保的良好效果。

工藝改進(jìn)和推廣。由于我國長期以來在環(huán)氧化物線性聚合方面的相關(guān)技術(shù)水平較低，以目前的技術(shù)水平完善聚合工藝的道路還很漫長，進(jìn)一步的工業(yè)化將存在相當(dāng)大的難度。北京化工大學(xué)的熊蓉春老師已經(jīng)在實(shí)驗(yàn)室合成了聚環(huán)氧琥珀酸，并對其性能進(jìn)行了測定，讓我們看到了發(fā)展的曙光。國內(nèi)對聚合物分散劑中，聚環(huán)氧琥珀酸，具有相當(dāng)好的生物降解性能，且同劑量下的阻垢效果明顯優(yōu)于HEDP和PAA；國內(nèi)有人提出了在制造環(huán)氧琥珀酸方面采用了不同于國外的技術(shù)，是采用順酐與鈣離子螯合成鈣鹽，在環(huán)氧化的過程中，以沉淀的形式析出，從而大大提高了環(huán)氧化的收率，且易于精制，具有良好的應(yīng)用前景。

4 聚合物裝置的改進(jìn)趨勢和未來發(fā)展方向

現(xiàn)在的分散裝置，一般是采用電動(dòng)調(diào)節(jié)閥穩(wěn)定上水速度，人工調(diào)節(jié)給粉量（下粉變頻器頻率），電動(dòng)閥價(jià)格昂貴，易損壞。

如果根據(jù)本文提示，也采用下粉速度即使跟蹤上水速度，可以去掉電動(dòng)調(diào)節(jié)閥，即保證了聚合物母液濃度配制精度，又節(jié)約了投資，減少系統(tǒng)隱患，減小系統(tǒng)維修機(jī)率。

5 結(jié)論和認(rèn)識(shí)

在石油勘探新增儲(chǔ)量十分有限的東部老油田，聚合物驅(qū)油技術(shù)對于保持油田穩(wěn)產(chǎn)起到了重要的保障和穩(wěn)定作用，是穩(wěn)定東部的一個(gè)重要技術(shù)力量，但是由于后備儲(chǔ)量嚴(yán)重不足、油田產(chǎn)油量逐年遞減、特別是井網(wǎng)加密的措施已經(jīng)對可采儲(chǔ)量的提升十分有限，特別是高含水階段，我們可以采用的措施手段已經(jīng)越來越少，增油量也已經(jīng)不能彌補(bǔ)油田遞減的速度情況下，對于解決保持原油生產(chǎn)的持續(xù)穩(wěn)產(chǎn)的這一難題，對于遼河油田千萬噸產(chǎn)量穩(wěn)產(chǎn)的任務(wù)異常艱巨，需要全體采油、地質(zhì)、勘探開發(fā)人員共同的努力，為老油田的穩(wěn)產(chǎn)接替和提高采收率展開了廣闊的前景。

（作者單位：中國石油遼河油田公司特種油開發(fā)公司）