配注水质对二元驱地面工程粘度的影响研究

乔明

(中油辽河工程有限公司,辽宁盘锦 124010)

配注水质对二元驱地面工程粘度的影响研究

乔明

(中油辽河工程有限公司,辽宁盘锦 124010)

二元驱地面工艺的核心技术是控制聚合物溶液的粘度损失率,粘度损失率增加会导致驱油效果下降,同时增加运行成本。通过对二元驱地面工程配注水质的筛选和优化,采用软化工艺去除水中的铁离子、钙离子和镁离子,减少上述离子对聚合物的化学剪切,可以有效降低二元驱注入体系的粘损,提高注入体系粘度。

二元驱 粘度损失率 软化 聚合物母液 目的液

1 引言

聚合物—表面活性剂二元驱油技术(以下简称二元驱),是中国石油开发战略性接替技术,该技术对于老油田转变开发方式、提高采出程度、缓解产量下降趋势、提高经济效益具有重要意义。为此,中石油将该技术列入2005年启动的中国石油重大开发试验项目,自2008年开始,中国石油加快了二元驱重大开发试验步伐,部署了5个区块二元驱重大开发试验,即辽河油田锦16块、新疆油田七中块、吉林油田红岗红113块、长庆油田马岭北三区、大港油田港西三区。

辽河油田自2011年开始进行锦16块二元驱工业化试验,生产取得良好效果。目前,锦16块二元驱试验区块日产油350吨,综合含水83%。较水驱开发产量增加了11.6倍,含水率下降了13.5%,达到中石油同类油藏开采的最好水平。

二元驱地面工艺的核心技术是控制聚合物溶液的粘度损失率,粘度损失率增加会导致驱油效果下降,同时增加运行成本。根据测算,二元驱地面工艺每增加1%粘度损失率,开采1吨原油将增加5.37元药剂成本,因此需要采取多种技术手段结合降低地面工程粘度损失[1]。

2 二元驱地面工程配注工艺

采用聚合物、表面活性剂分别配制,混合注入工艺[2],实现聚合物和表面活性剂浓度均可调。

2.1 聚合物母液配制工艺

聚合物母液配制用水→水罐→供水泵→分散溶解装置→转输泵→熟化罐→聚合物母液转输泵→一聚合物母液粗过滤器→聚合物母液精过滤器→注入系统。

图1

2.2 目的液注入工艺(图1)

3 二元驱配注水质筛选

从二元驱地面工程配注工艺可以看出,聚合物在配制和注入过程都需要采用水进行配制和掺水,由于不同水源的水质不同,水中铁离子、钙离子和镁离子含量不同,各种离子对聚合物的化学剪切能力不同,导致配制出的聚合物母液和目的液粘度不同。

3.1 水中离子对聚合物母液和目的液粘度的影响

水中含有阳离子对聚合物母液和目的液粘度的影响主要取决于阳离子压缩双电层和去水化能力增强,导致聚合物分子卷曲程度增加,与溶剂的接触面积减小,分子间内摩擦力急剧下降,进而降低聚合物母液和目的液粘度。其中铁离子、钙离子和镁离子对聚合物母液和目的液化学剪切能力最强,当上述离子浓度达到100mg/L时,将导致聚合物母液和目的液粘度降低50%～70%。

为了减少聚合物的化学剪切,需要对不同水源水质进行筛选和优化,避免水中离子对聚合物的化学剪切,提高配制聚合物的粘度,增加驱油效果。

3.2 水质分析

测定软化清水、软化污水、水驱污水、二元驱污水、清水的指标,测定结果见(表1)。

从(表1)中可以看出,水驱污水、二元驱污水、清水中含有一定量的铁离子、钙离子、镁离子,总离子量分别为26.8mg/L、42.8mg/L、74.0mg/L,该项指标对聚合物化学剪切能力最强。

3.3 配注水质对比

采用聚合物干粉和水配制聚合物母液,母液浓度为4000mg/L,熟化好的聚合物母液掺水配制目的液,配制方案如下:

(1)用软化清水配制母液,母液浓度4000mg/L,分别掺常规水驱污水及二元驱污水配制目的液,目的液聚合物浓度为2000mg/L,表面活性剂浓度为5000mg/L及3000mg/L;测定目的液粘度及加入表活剂后的粘度。(2)用软化污水配制母液,母液浓度4000mg/L,分别掺常规水驱污水及二元驱污水配制目的液,目的液聚合物浓度为2000mg/L,表面活性剂浓度为5000mg/L及3000mg/L;测定目的液粘度及加入表活剂后的粘度。

不同水源配制聚合物母液及目的液粘度测定结果见(表2)。

3.4 配注水质对比结果

根据试验结果对二元驱配注水源进行优化选择,得出以下结论:

(1)用软化清水配制的母液粘度高于用软化污水配制的母液粘度30%;(2)用软化清水+水驱污水配制的目的液粘度最大;(3)用软化污水+二元驱污水配制的目的液粘度最小;(4)用水驱污水配制的目的液粘度高于用二元驱污水配制的目的液20%～30%;(5)在目的液中增加表活剂,不影响目的液的粘度。(6)通过水源水质优化,二元驱地面工程保证现有采油效果可节约40%～60%聚合物用量。

4 结语

二元驱是辽河继蒸汽驱、SAGD之后又一重大开发技术突破,是辽河油田今后提高采收率技术发展方向。目前,辽河油田进入“双高”期,稳产压力大,二元驱技术成为油田未来稳产接替和提高采收率的重要技术手段[3]。二元驱地面工程的核心技术是控制聚合物溶液的粘度损失率,通过对配制聚合物母液和目的液水源、水质的筛选和优化,可以有效降低二元驱地面工艺粘度损失率,进而提高驱油效果,降低油田开发成本。

[1]乔明.无碱二元驱配注工艺及粘度损失控制技术[J].中国新技术新产品,2014,264(1):124-125.

[2]杨兆麟,孙晓明,毛翠玲,等.锦16块二元驱工业化试验工程设计[J].油气田地面工程,2013,32(1):52-54.

[3]何江川,廖广志,王正茂.油田开发战略与接替技术[J].石油学报,2012,33(3):519-525.

Core technology of dual-displacement ground technique is that it controls viscosity loss ratio of polymer solution. When the viscosity loss ratio increases, oil displacement efficiency will be reduced and operating cost will be increased simultaneously. Via selection and optimization of dualdisplacement flooring work’s injected and allocated water quality, the research uses softening technology to remove iron ion, calcium ion and magnesium ion in water and reduce the foregoing ions’ chemical cutting for polymer, which can decrease viscosity loss of dual-displacement injection system and improve viscosity of the injection system.

Dual-displacement Viscosity loss ratio Softening Polymer mother liquor Target fluid

“辽河油田原油千万吨持续稳产”重大科技专项;“地面工程配套关键技术研究与应用”课题(课题编号:2012E-3009)。

乔明,工程师,2006年硕士毕业于南京理工大学化学工程专业,现于中油辽河工程有限公司环境工程所从事注水及污水处理专业设计工作。