聚合物配制系统聚合物粘损影响因素分析

穆永斌

【摘 要】本文主要研究了配制站配制聚合物母液的地面工艺流程对聚合物母液粘度的影响因素分析，从熟化、过滤、外输及母液管线几方面分别进行分析研究，并针对这些因素制定相应的措施、办法，从而严格控制聚合物配制站聚合物母液粘度指标在规定范围内波动，为注入站提供符合地质方案要求的聚合物母液。

【关键词】聚合物驱 熟化系统 粘度损失

聚合物驱油在喇嘛甸油田已经大规模推广，为了保证聚合物驱油效果，在聚合物溶液配注过程中就要注重粘度损失的研究。目前大庆油田所采用的配注工艺中产生粘损的主要有熟化系统、外输系统、过滤系统、注入泵、流量调节器、静态混合器、管线等七个环节。配注系统中的机械、化学和生物降解因素对溶液的粘度均有影响。聚合物溶液配注时，在搅拌过程和输送过程中，会发生一定的机械降解；由于水中氧和铁的存在，使聚合物发生化学降解；由于配注系统中各种细菌的存在，也会产生生物降解，从而使粘度降低。本文主要从熟化过滤、外输及母液管线几方面进行研究分析。

1熟化系统对聚合物母液粘损的研究

熟化就是聚合物干粉与水的混合液经搅拌、溶胀至完全溶解，溶液粘度达到稳定的过程。为了检验熟化罐内部母液的均匀程度，在统计熟化罐不同液位的粘度值，结果表明，熟化罐内聚合物母液与标准样粘度具有一定差别，最大相差达6.9%，而且相同熟化罐不同液位之间粘度也存在一定差别，影响粘损分析。

在聚合物驱油地面工艺规定的90min熟化时间内，很难将2500万分子量的聚合物干粉完全熟化为均匀的溶液，罐内下部的母液粘度偏高，这样就对聚合物地面配注工艺产生不良影响，不利于生产平稳进行。原因是：搅拌熟化效果不好，造成聚合物溶液中粘团较多，导致后续的过滤工艺负荷增加，过滤袋的使用周期缩短，因此要适当加强熟化时间，以提高母液熟化效果。

螺旋推进式搅拌器以具有一定螺距的螺旋片焊接在轴上制成，相对于叶片式搅拌器增大了浆叶旋转时的波及体积，搅拌效果增加。但由于其仍是以轴向搅拌为主，搅拌也无法波及整个液体，混合效果也不是特别理想。

双螺带螺杆搅拌器在工业双螺带螺杆桨的设计基础上，加设五层平桨，这些平桨除了对双螺带起支撑作用外，更重要的是加强了流场的径向流动，增强了流体的湍动程度，使其更有利于均匀熟化。双螺带螺杆搅拌器产生的粘损相对较小。

2外输系统粘损分析

为了了解外输泵的粘度损失因素，分别统计了各配制站聚合物母液在不同外输泵类型、不同分子量的粘损情况。

对单螺杆泵进出口进行取样分析，单螺杆泵对聚合物粘度的影响较小，分子量是1900万的聚合物平均粘度损失为1.65%，分子量是2500万的聚合物平均粘度损失为2.12%。在这一过程中聚合物分子量对粘度损失的影响相对较大，2500万的聚合物平均粘损比1900万的聚合物平均粘度要高出0.45个百分点。

对双螺杆泵进出口取样进行粘损分析，得出双螺杆泵的平均粘度损失为3.99%。根据统计表明，外输系统产生的粘度损失分子量越小，粘损相对越小，分子量相同时单螺杆泵的粘损小于双螺杆泵，单螺杆泵平均粘损比双螺杆泵低1.87个百分点。

3过滤系统粘损分析

过滤系统中使用的是柔性滤袋，其特点为易于清洗，价格相对便宜。过滤系统按滤袋过滤精度的不同分为聚合物母液粗过滤器和精过滤器两种，主要区别在于使用不同密度的滤袋，得到不同的过滤精度。从过滤机理看，聚合物溶液的熟化效果，机械降解、滤袋的使用寿命和不同分子量的聚合物溶液，这些因素都影响着过滤器的压差，进而对粘损产生影响，过滤器产生粘损的数值大小主要与过滤器前后压差有关，当进、出口压差不超过0.1MPa时，产生的粘损一般在3%以内。

滤袋使用时间过长，会发生堵塞、细菌生长等导致了聚合物溶液粘损增大，因此应定期强制更换。从粘损数据分析，粗过滤器在更换之后，从5到10天左右，粘损有一个下降的趋势，第15天时达到最小值，之后迅速增大，但平均粘损不大，控制在2%以内。而精过滤器在更换滤袋5到10天时，粘损有所增加，但幅度不大；20天时下降到最小值，同等分子量的方案浓度小的变化趋势大，20天之后缓慢上升。

4母液管线对聚合物母液粘损的研究

聚合物溶液从配制站内输送到注入站的母液管线过程中，会产生一定的粘损。相同使用年限的母液管线，长度越长，聚合物母液平均粘损越大。

相同长度范围的母液外输管线，时间越长，平均粘损越大。

聚丙烯酰胺可以作为细菌的营养物，有利于铁细菌、腐生菌、硫酸盐还原菌等细菌的繁殖。硫酸盐还原菌在繁殖过程中，会产生还原性很强的S2-及一些游离的还原性基团，这些物质会破坏聚合物结构使链分解，从而使聚合物粘度下降。铁细菌会对碳钢管线中涂层破损处产生腐蚀，生成Fe离子。在有氧条件下，铁离子会对聚合物溶液产生化学降解，使聚合物溶液粘度下降。

通过对注入站各节点粘损的评价发现，各节点粘损差异较大，且节点存在部分负粘损不符合实际的状况，分析原因初步认为聚合物混合不均，取样方式方法和母液的熟化状况导致粘损出现负值。

几点认识

熟化系统双螺带型搅拌器搅拌效果最好，螺旋推进式其次，双叶片式搅拌器效果较差，目前熟化系统熟化母液还不均匀。

在外输系统产生的粘损中，单螺杆粘损低于双螺杆泵粘损，单螺杆泵平均粘损比双螺杆泵低1.87个百分点。

粗滤袋应20天更换一次，精滤袋应40天更换一次，粗、精过滤器平均粘损为2.77%。在更换周期内，如果由于药品的质量等其它原因，造成滤袋刺漏或堵塞，过滤器压差会突然上升或下降，因此，可以根据压差进行更换，过滤器进出口压差在±0.3MPa以内，超过此压力时及时更换。

相同使用年限的母液管线，长度越长，聚合物母液平均粘损越大，相同长度范围的母液外输管线，时间越长，平均粘损越大

参考文献：

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