孤东_孤东油田注聚工艺改进措施及效果

　　摘 要：经过近20年的发展，孤东油田逐步形成了比较完善的地面注入工艺流程。简述了孤东油田注聚系统地面设备及工艺流程，针对注聚工艺目前存在的主要问题，采取如下措施：对母液供液系统进行工艺改造、对注聚泵的液力端进行改造、开展了分层注聚工艺的研究与应用等。这些配套技术的研究与现场应用，取得了很好的效果。通过注聚工艺改进形成了在国内领先的特色注聚工艺技术，具有国内领先水平。
　　关键词：注聚系统；工艺；改造措施；母液供液系统
　　目前孤东油田注聚过程暴露出地层差异大、注入压力高不均、注聚泵“大马拉小车”、“小马拉大车”、流量计受到现场条件的限制，出现控制信号不稳定，信号相互之间干扰等问题。同时分散装置等老工艺亟待改进降低设备费用，提高注聚系统的自动化控制水平。针对孤东油田注聚工艺、设备、流程的现状、存在的问题和注聚过程中方案调整的要求，开展了注聚配套工艺技术的研究攻关，取得了较好效果。
　　1 注聚系统地面设备及工艺流程简况
　　经过近20年的发展，孤东油田逐步形成了比较完善的地面注入工艺流程。孤东油田现有二区、六区西北部、六区3-5、三四区四个正注聚区块。孤东油田聚合物驱地面工程担负着上述四个正注聚区块聚合物母液配置和注入。注聚工艺采用清水配制聚合物母液污水混配、集中配制、分散注入的工艺。利用孤东水厂提供的清水，分别在10号注聚站、7号注聚站、8号注聚站配制母液。经熟化后输送各注聚站，由3ZP型注聚泵升压后，于各注聚站高压污水混配稀释注入，整个系统采用密闭输送。分散部分共有ZJ-50-80型分散装置9台，日配制5 000 mg/L母液能力4800m3；外输使用螺杆泵；注聚泵使用3ZP型柱塞泵。聚合物溶液配制及注入过程可分为：分散、熟化、转液、储存、外输、混配及注入等几个过程。
　　2 注聚工艺目前存在的主要问题
　　2.1设备老化严重
　　由于长时间的运转，注聚泵普遍存在介杆磨损、油封漏机油、曲轴发热、泵效下降等现象。各站的分散装置的自控部分运行正常，但配套的机械设备磨损严重，普遍存在风力输送压力不足、上料机构故障率高、混出泵（螺杆泵）传动部分故障频繁等情况。喂入泵（包括外输泵，均为螺杆泵）主要为注聚泵升压供液，承载负荷高，配件磨损快，造成传动机构的传动销频繁断裂，造成注聚时率低，给注聚生产造成了一定的影响。
　　2.2计量仪表计量精度受现场干扰
　　聚合物母液输送采用的是往复式柱塞泵，容易对注入流程形成震动，仪器仪表的电子元件最怕震动，同时也容易产生“零点漂移”，造成计量误差；注入过程中易出现流量计示值波动问题，原因主要来自污水回串。经调查，因污水回串而导致母液表波动的12口井，其伴随的现象是母液流量计上端流程发热，在注入的过程中，某些管汇也是某一时间段发热，造成仪表因震动而产生示值波动；分层注聚井流量计由于在户外工况条件较差，出现故障的次数也比较多，主要有电源故障，经常由于低压线路出现问题，使得流量计供电不正常；线路故障，由于采油队平井场或是上作业的原因，将信号线和电源线切断，2010年有7口井出现信号线断的问题，由于信号线使用的屏蔽线，重新连接虽然可以计量，但是会衰减信号，造成计量不准；电压波动，由于孤东电网经常出现供电电压较高，甚至出现440V以上的电压，导致烧坏仪表线路，2010年因电路发生7井次；因此，由以上问题带来注聚仪器仪表管理难度大，计量误差大，甚至会影响注聚质量。
　　2.3其它问题
　　除上述问题之外，还存在注聚工艺中注水管线尺寸、注聚泵排量达不到要求、增注系统能力不足等问题。
　　3 主要改进措施与效果
　　3.1简化、优化工艺流程
　　在孤东油田注聚初期，所有注聚站均按分散-熟化罐-转输泵-储罐-外输泵（喂入泵）-过滤器-注聚泵-静混器-注聚井固定的模式进行设计建设，但经过多年的运行试验，发现部分流程节点作用有限，而且增加了渗漏点，增大了聚合物溶液在输送、注入过程中的粘度损失。从2001年设计建设七区中注聚工程时开始，全部取消了储罐及转输泵，形成了无倒罐注聚工艺，同时，将站内单井混配装置由原来卧式安装改为立式安装，减少站房建筑面积。聚合物注入工艺流程的精简优化，大大降低了工程投资，使单井投资由原来的95万元左右减少至目前的85万元左右，降低投资10%。同时，降低了管理节点和管理难度，提高了系统运行的稳定性。
　　3.2 实施分层注聚
　　孤东油田聚合物驱吸水剖面显示，在笼统注入方式下，高渗透层的相对吸入量远高于中、低渗透层，并且随着层间渗透率级差的增大以及低渗透油层所占厚度比例的增加，笼统注聚合物的开采效果变差。在高渗透层聚合物溶液低效注入，在低渗透层聚合物驱的动用程度低，严重制约了聚合物驱的整体开发效果。应用分层注入技术，较好地解决了层间吸聚差异较大的问题，提高了较差层段的注入强度，控制较好层段的注入量，进一步扩大了波及体积，控制注聚后期综合含水的回升速度，改善了区块的最终开发效果。
　　同心双管分层注聚工艺是由孤东采油厂三采技术人员2007年自主研发成功的，目前已现场试验45口井，注聚见效井数由措施前的56口提高到措施后的78口，实现了低剪切、高压差、高精度和无堵塞的双层分层注聚目标。技术人员经过室内试验、充分论证，优化设计了两种分层注聚工艺管柱：一是针对高压层在上的Y211大通径封隔器+筛管分层管柱，二是针对低压层在上的Y342可洗井封隔器+滑套配聚器管柱结构，并设计研发了配套工具。管柱设计和井下密封补偿器获得了两项国家实用专利。
　　3.3 改进分散装置
　　水射流聚合物分散装置运用射流变压的原理，水流经水射器高速射出后，在喷嘴周围形成局部真空，产生负压，提供下粉的辅助动力，同时高速水流还能提供足够的能量，强制聚合物干粉与水的混合，避免了凝块和“鱼眼”现象的产生。
　　水射流聚合物分散装置主要有六大特点（图1）：一是结构撬装化，运输、安装方便，可以移动，能再次整套利用。二是溶解采用水流喷射式结构，占地面积小，大大缩短了配制流程，减少了故障点，而且降低了聚合物的粘结及降解率。三是浓度稳定性好，配水系统采用PID闭环控制，精确下料器采用变频调节，混配浓度精度高，误差小。四是混配采用特殊结构设计，水射流携带干粉，强制混合溶解，减少了聚合物"鱼眼"和气泡现象的发生，能提高后续流程中注聚泵的容积效率。五是为防止混合液从接料口溢出，在喷射器的后面配置一台提升泵，同时为防止输出管线内的溶液回流，在提升泵前面增加止回阀，以保证回流溶液不会从接料口处溢出，保证了装置运行环境的卫生。六是整套装置采用PLC控制生产流程，自动化程度高，主要电器元件、控制件均采用国外技术成熟的优质产品，确保整套装置技术先进，性能稳定，运行可靠。