三次采油地面工艺设备的应用研究

三次采油地面工艺设备的应用研究

张志远

大港油田第二采油厂产能建设部 天津 300280

摘要：随着我国经济的高速发展和工业化进程的不断加快，人们的生活水平和生活需求也在不断提高。石油作为我国的重要自然资源，在基础建设中发挥着不可不可替代的作用，因此近年来市场对于石油的需求量也在不断加大。但是大量的开采石油，必然会导致资源与环境之间的矛盾，所以石油企业如何通过一定的技术，提高石油的利用率和质量是十分必要的，三次采油工艺在石油开采中能够有效提高石油开采的利用率，对其进行分析和完善具有现实意义。
关键词：三次采油地面；工艺；设备
1、三次采油概念

三次采油是通过化学注入、气体注入、微生物注入或超声波刺激以及热回收等方法实现提高原油的采收率。一般一次采油是利用油层能量开采石油；二次采油是通过向油层注入水和气的方式给油层补充能量，从而开采石油；三次采油就是通过化学物质改善性能，从而能够开才出更多的石油的手段。注入表面活性剂、注碱水驱、注蒸汽驱等方法都能够提高采收率。
2、三次采油地面工艺设备组成

2.1聚合物分散溶解装置
　　这种装置设备的主要作用是对聚合物干粉计量下料的准确性进行保证，使供水误差得到减小，促进聚合物干粉混合的更加均匀，不会在下料过程中出现“鱼眼”的现象。从上世纪80年代开始，这种聚合物分散溶解装置便开始进入我国，至今為止已经经历了多年的发展，到了现在我国各油田已经基本掌握了对各种工艺流程进行使用的工作原理，具体来说，这种装置主要有上料系统和混合器等系统构成，其组成十分复杂，同时具有环节多、流程长等特点，从一定程度上来说，这种装置存在的故障点也比较多，这对于现场管理与维护工作来说是非常不利的。除此之外，因为上料过程会使用风动送粉的方式，混合溶液之内含有较多氧，这样在后续的工艺流程中其溶液降解率会逐渐增大。经过改进与创新之后，水混式聚合物分散溶解装置得到了成功研制。这一装置的主要特点就是对聚合物干粉进行润湿和输出，与聚合物干粉混合，这样一来“鱼眼”超标的问题便得到了有效的避免。
　　2.2罐群系统
　　罐群系统的作用在于对已经熟化的聚合物混合液进行溶解，随之成为聚合物母液，聚合物母液粘度指标是对罐群系统是否能够正常工作进行判断的标准。罐群系统中相关关键部件经过改进和提高以后，其熟化效果已经达到最佳状态。与相关搅拌轴功率和经验进行推算，“推进式”叶片开始面世，作为螺旋面的一部分，“推进式”叶片的旋转方向与常规推进式结构相比后倾角更大，同时倾角还会随着断面位置的变化而发生变化，叶片线速度变化率也会随之降低，进而使聚合物溶液的降解率得到降低。搅拌机转速的确定应该对搅拌增粘和剪切降解等因素进行综合的考虑，目前我国已经引进有关国外装置的一些数据，并与自己以往设计搅拌机的经验相结合，进而得出了更加完善的对比数据。对流程进行简化，原来溶液冒泡现象得到避免，最终使聚合物母液得到降解。
　　2.3喂入系统
　　喂入系统的主要作用就是对已经熟化的聚合物母液进行传输，将其传输至注入站，主要组成部分有变频调速器和压力变送器等。目前国内已经开始陆续使用三次采油工艺，采用熟化高架方式实现聚合物传输不能保证恒定的来液压力，进而对注聚泵的质量以及工作效率产生影响，进而对整体注入参数指标实现的准确性受到影响。目前泵的转速主要通过PLC自动控制系统来实现，使高压注聚泵能够获得更定的喂入压力。经过大量现场试验证明，奈莫螺杆泵的效果是最佳的，同时具有磨损少、运行平稳等特点，同时在传输的过程中还能保证聚合母液剪切率的降低。
　　2.4注入系统
　　注入系统的作用就是对聚合物母液等进行增压，并按照相应的东都对其进行定量混合，经过混合之后注入到井下。注入工艺经过多年发展形成了两种方式，即单泵对多井和单泵对单井。在注入工艺实施的过程中，因为各自单井注入目的液的量和压力式不同的，如果使用单泵对多井的方式，则需要频繁对自动调节阀进行调解，这样一来工艺参数指标准确性便很难实现，这时聚合物溶液机械降解率便会增大。所以，现阶段单泵对单井工艺得到普遍使用，如果泵、阀等相同，撬装模块化便很容易实现。
3、常用的三次采油地面工艺技术分析
　　3.1清水聚合物驱油工艺
　　该工艺从技术到相应设备均是由日本引进，虽然在技术相对不太发达的时期这一技术的实际生产效果比较理想，但是由于清水聚合物驱油工艺在生产流程中注聚压力会随着聚合物溶液量的增加而上升，因此该工艺虽好，却容易导致各个井组的聚合物容量的注入量无法实现一致。随着后期我国的不断摸索和实验，根据实际情况和具体问题，对清水聚合物驱油工艺进行了一定改进，使之向设备以及相关配套技术中注入聚合物时采用分散注入的方法。
　　3.2微交联聚合物驱油工艺
　　在传统的聚合物驱中，除了注入量难以控制一致的问题外，还存在清水水源紧张以及油田产出水外排的问题。针对上述问题，微交联聚合物驱油工艺被研发出来。这项工艺技术的原理是通过向注水井中注入之前设备排放的污水从而使聚合物溶液的浓度降低，再加入交联剂和强化剂就可以在提升原有采出率的基础上减少清水注入量，已经对油田产出水进行再利用。实际上，油田产出水、交联剂与强化剂被注入注水井均会使地层中的聚合物原液粘度有大幅提升，从而进一步扩大波及体积。具体分析该工艺，我们很轻易即可发现该工艺十分利于配置的输送和储存。

　　3.3碱/聚合物二元复合驱油工艺
　　与其他地面工艺相比，碱/聚合物二元复合驱油工艺的设计流程十分简单，仅需在注入时准备两套装置，一套用来注入聚合物溶液，另一套则用来溶解与注入碱溶液。这样聚合物溶液、清水和碱溶液混合也可达到设计浓度，然后利用利用单泵将之输送到井口。但在实际具体操作中，还是存在一些不可预料和避免的问题：由于该工艺需要用到碱溶液，因此在配置时就不可避免地存在碱干粉容易受潮结块，致使在螺旋上升起结块被卡在设备中。碱干粉比重大、物理与化学性质均比较活泼的这一特点导致碱溶液的注入效率不高，最终导致原有采出率不高。
　　3.4单井注聚注入工艺
　　与前面论述的几项工艺不同，单井注聚注入工艺主要适用于开采小零散区域。由于小零散区域较整块区域相比在地质等方面更容易存在复杂多变的条件，因此在实际采油过程中常常出现无法在短时间内确定聚合物驱油的面积。再加上聚合物驱的成本较高，设备的重复使用性不高，因此用在小零散区域就显得“大材小用”。针对上述情况，再结合具体情况，为了实现驱油效率最大化，采用单井注聚注入工艺可以使聚合物分散溶解单元、注入单元和配置单元一体化。
结语：综上所述，经过多年的改进与创新，目前三次采油地面工艺设备，尤其是撬装配注站的设计已经得到了完善，各种工艺性能指标都具备了相应的保障能力，并与国际水平相接近，并更好的为三次采油工艺在各油田中的使用奠定良好的基础，进而使采收率的提高提供了相应的保障。撬装配注站的建设周期短，需求的投资也很少，同时具有运移快捷等众多特点，这与国内外三次采油工艺在各油田中的发展相适应，其市场前景十分广阔。

参考文献：
　　[1]张绍槐.采油作业应用井筒完整性标准[J].石油钻采工艺，2018（05）：601-613.
　　[2]张思瑶.三次采油技术现状与其发展方向研究[J].化学工程与装备，2018（09）：278-279.
　　[3]林雨茜.三次采油用表面活性剂的合成和应用[J].化学工程与装备，2018（09）：148-149.