1 引言
聚合物驱油是目前三次采油技术中日趋完善的提高采收率技术。聚丙烯酰胺是聚合物驱中应用*为广泛的聚合物,分子量一般在1400万以上。它对机械剪切比较敏感,当其溶液流动时,所受的机械剪切应力增大至足以使聚丙烯酰胺分子链断裂时,它将产生机械降解,严重影响聚合物驱的效果。聚合物溶液粘度还受混配污水水质矿化度、微生物等影响。近年来,随着聚合物驱油技术的攻关研究不断深入和聚合物驱矿场应用规模的不断扩大,现场逐渐暴露出聚合物注入过程中粘度损失大,粘度保留率较低,造成聚合物注入地层后的粘度与设计要求有一定的差距,影响注聚效果。因此,为了有效地开展工作,对聚合物溶液在注入过程中的粘度损失状况进行了深入细致的调查分析。
2 注入过程中的粘度损失检测结果
为了解注入过程对聚合物溶液的剪切降解作用,确定聚合物粘度损失的关键节点,对注入系统沿程进行了取样化验,分析粘度损失情况。 从检测数据看出,在注入过程中以注聚泵至井口这个节点粘度损失*大,达到了23.6%。在这一节点中粘损有两个过程:一是注聚泵至静态混合器,二是静态混合器至井口(表1)。
3 粘度损失分析
3.1 静态混合器粘损分析
聚合物溶液与水混合稀释阶段必然会有粘度损失,从分析数据看,该阶段粘损率较大,平均粘损达17.22%,粘损主要是在静态混合器混合单元的分割旋流作用下,使两种或两种以上的流体被不断分割、转向,产生 “自身搅拌”效果,通过对流、剪切、分散、分布作用,达到初步混合。而这一过程将导致大量的聚合物分子链断裂,使粘损产生。
同时由于曝氧污水中含有大量的钙离子、碳酸根离子,易产生碳酸钙沉淀,垢体在静混器内的刮板上长期累计,*终堵塞混合器,使聚合物粘损在这一过程中进一步加大。由于北三西西块及北二西西块长期使用清水配置、清水稀释,因此这两个区块在这一节点的粘损较其他区块小很多。
3.2 井口
3.2.1 单井管线长度、材质影响
从前期的调查中得出,单井管汇到井口的粘度损失率*大,达到了11.45%。从管线材质、长度、腐蚀等方面开展粘度损失调查。检测表明,单井管线材质为玻璃钢的单井较材质为不锈钢内衬的单井粘度损失如管线长度相差很大表现会不明显,如果单井管线长度相差不多,管线材质为玻璃钢的单井较材质为不锈钢内衬的单井粘度损失要低,但是粘度损失差值不高于10%。3.2.2 管线结垢影响
按照各注聚区块投产日期长短选取单井做沿程粘度损失试验,检测结果表明,从泵出口到井口的沿程粘度损失与投产后运行的长短成正比,投产时间越早粘度损失越大,投产时间越晚则粘度损失越小。本次检测单井沿程取样连续取3天,检测结果基本能要准确反映注聚单井沿程粘度损失的现状。从管线结垢情况看,对聚合物溶液的粘度有很大影响。
4 研究取得认识
(1)从配制、注入系统分阶段粘损状况可以看出,配制站、配制站至注入站输送管道粘损率相对较低,注入站至注入井井口粘损率相对较高。
(2)注入过程中以注聚泵至井口这个节点粘度损失*大,达到了23.6%。
(3)由于曝氧污水中含有大量的钙离子、碳酸根离子,易产生碳酸钙沉淀,使静态混合器这一过程中聚合物粘损进一步加大。
(4)长期使用清水配置、清水稀释,可有效降低静态混合器这一过程中粘损。
(5)单井管线随着注聚时间的延长结垢比较严重,造成对聚合物粘度损失较大。单井管线严重结垢加剧了聚合物溶液注入过程中的粘度降解。因此,注聚工程投产前进行注入管线内防腐工作及管线定期清洗应引起高度重视。