華科良，徐浩，石端勝，張志軍

（中海油能源發(fā)展股份有限公司工程技術(shù)分公司，天津 300452）

調(diào)剖作業(yè)作為一項(xiàng)比較重要的穩(wěn)油控水的措施，已經(jīng)廣泛應(yīng)用于各大油田，相關(guān)的工藝設(shè)備及技術(shù)也日趨成熟，但目前調(diào)剖熟化罐交聯(lián)劑加藥方式較為簡單，就是將一條兩寸管線固定在熟化罐的加藥口，用隔膜泵往熟化罐抽交聯(lián)劑，造成交聯(lián)劑與聚合物混合極不均勻，造成局部藥劑較快產(chǎn)生成膠化學(xué)反應(yīng)，因此實(shí)施過程中需要頻繁的清理濾網(wǎng)，從而影響正常注入，也造成藥劑的浪費(fèi)[1-4]。

為解決熟化罐交聯(lián)劑加入時與罐中原有聚合物等藥劑混合不均勻的現(xiàn)象，使交聯(lián)劑進(jìn)入熟化罐時能與聚合物充分接觸并混合，避免局部藥劑濃度過高成膠較快產(chǎn)生堵塞物，本文開展了調(diào)剖熟化罐交聯(lián)劑加藥點(diǎn)改進(jìn)研究并進(jìn)行了現(xiàn)場應(yīng)用。

1 目前調(diào)剖熟化罐加藥點(diǎn)存在問題

目前渤海油田最常用的調(diào)剖流程如圖1所示，調(diào)剖施工過程中，通過調(diào)剖控制集裝箱，控制聚合物的注入，該過程已經(jīng)實(shí)現(xiàn)全自動化，只需要在調(diào)剖控制間中的電腦上設(shè)置好聚合物目標(biāo)溶液的濃度就可以實(shí)現(xiàn)聚合物的全自動下料與配液，配液完成后聚合物溶液會被自動抽到熟化罐中進(jìn)行熟化[5-7]。通過交聯(lián)劑罐，控制交聯(lián)劑的注入，該過程目前還未實(shí)現(xiàn)全自動化控制，需要提前計(jì)量好交聯(lián)劑的用量并使用隔膜泵將交聯(lián)劑抽到熟化罐中與之前配好的聚合物進(jìn)行混合，調(diào)剖熟化罐的交聯(lián)劑加藥點(diǎn)位置如圖2所示?，F(xiàn)場施工過程中，一般情況下是將兩寸管線固定在熟化罐的加藥點(diǎn)，然后使用隔膜泵往熟化罐抽交聯(lián)劑[8-10]。但這種交聯(lián)劑的加藥方式存在以下幾個問題：

圖1 目前渤海油田常規(guī)調(diào)剖流程

1）交聯(lián)劑在加入調(diào)剖熟化罐后，與調(diào)剖熟化罐中原有的聚合物溶液混合不均，造成局部的交聯(lián)劑濃度過高，出現(xiàn)與聚合物的交聯(lián)成膠反應(yīng)，易形成堵塞物[5]。

2）產(chǎn)生堵塞物后，濾網(wǎng)處易發(fā)生堵塞，造成不過液的現(xiàn)象，施工人員需要頻繁的清理濾網(wǎng)（現(xiàn)場施工過程中大約每一個小時就得對濾網(wǎng)進(jìn)行清理），從而影響施工進(jìn)程。

3）產(chǎn)生的堵塞物不但造成調(diào)剖藥劑的浪費(fèi)，還不易處理，處理不當(dāng)易造成環(huán)境污染，且返廠處理費(fèi)用較高。

2 加藥點(diǎn)優(yōu)化設(shè)計(jì)

2.1 不同加藥方式室內(nèi)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證

針對上文中目前調(diào)剖熟化罐交聯(lián)劑的加藥點(diǎn)加藥方式所存在問題，本文采用實(shí)驗(yàn)方法對不同的加藥方式進(jìn)行了室內(nèi)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證[9-10]，實(shí)驗(yàn)分為以下三部分的內(nèi)容：

1）直接向聚合物溶液中倒入交聯(lián)劑，觀察產(chǎn)生的不溶物的量。

2）采用不帶針頭的注射器向聚合物溶液中加入交聯(lián)劑，觀察產(chǎn)生的不溶物的量。

3）采用帶針頭的注射器向聚合物溶液中加入交聯(lián)劑，觀察產(chǎn)生的不溶物的量。

實(shí)驗(yàn)結(jié)果如圖2所示。由圖所知，直接向聚合物溶液中倒入交聯(lián)劑后，會產(chǎn)生較多的不溶物質(zhì)。采用不帶針頭的注射器向聚合物溶液中加入交聯(lián)劑后，會產(chǎn)生少量不溶物質(zhì)。采用不帶針頭的注射器向聚合物溶液中加入交聯(lián)劑后，溶液均勻，基本未產(chǎn)生不溶物質(zhì)。

圖2 不同加藥方式的室內(nèi)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證結(jié)果

2.2 技術(shù)思路

針對上文中目前調(diào)剖熟化罐交聯(lián)劑加藥點(diǎn)存在問題，本文的研究思路是在現(xiàn)有加藥點(diǎn)的基礎(chǔ)上增加一個類似浴室噴淋頭的裝置并與原有的兩寸管線對接，當(dāng)交聯(lián)劑進(jìn)入噴頭時，提升出液速度，起到增壓的效果，使交聯(lián)劑加入熟化罐時較為均勻地噴灑于罐中，從而增大交聯(lián)劑入罐時與熟化罐中聚合物溶液的接觸面積[6-8]。此裝置的目的是盡可能減少堵塞物的產(chǎn)生，既能節(jié)省藥劑不對環(huán)境造成污染，又可以減少施工過程中濾網(wǎng)的清理次數(shù)，達(dá)到降本增效環(huán)保的目的。

2.3 交聯(lián)劑加藥點(diǎn)改進(jìn)設(shè)計(jì)

本設(shè)計(jì)借鑒浴室的噴淋頭裝置，在交聯(lián)劑的加藥點(diǎn)增加一個可快速拆卸增壓噴頭裝置并與原有的兩寸管線對接，當(dāng)交聯(lián)劑進(jìn)入噴頭時，外界的空氣壓力迫使液流提速出液，從而提升出液速度，起到自動增壓的效果，從而增大藥劑入罐時的覆蓋面面積。該噴淋頭接頭設(shè)計(jì)為調(diào)剖最常用的兩寸管線快接頭，所設(shè)計(jì)的噴頭裝置側(cè)視圖及俯視圖見圖3、圖4。

圖3 噴頭裝置側(cè)視設(shè)計(jì)圖

圖4 噴頭裝置俯視設(shè)計(jì)圖

2.4 現(xiàn)場應(yīng)用及效果

2020年5月-6月，渤海某油田E16 井進(jìn)行調(diào)剖作業(yè)，在調(diào)剖實(shí)施的過程中同時對改進(jìn)的加藥點(diǎn)進(jìn)行了現(xiàn)場試驗(yàn)，該井施工曲線如圖5所示。

圖5 渤海某油田E16 井調(diào)剖作業(yè)注入曲線圖

由于實(shí)施前幾天發(fā)現(xiàn)過濾器中的堵塞物較多，導(dǎo)致該井的調(diào)剖注入壓力爬升較快，同時排量呈逐步下降的狀態(tài)?；谏鲜銮闆r，本文所研究的加藥點(diǎn)改進(jìn)也得到了應(yīng)用的機(jī)會。從注入曲線圖可以看出，自加藥點(diǎn)改進(jìn)后，注入壓力在排量保持基本穩(wěn)定的情況下也逐步趨于穩(wěn)定，最終該井的調(diào)剖作業(yè)得以比較順利的實(shí)施。

加裝噴頭后藥劑混合均勻，產(chǎn)生的堵塞物大大減少，濾器狀態(tài)較之前有了較大的改進(jìn)（濾器狀態(tài)對比見圖6）。由此可見，交聯(lián)劑加藥點(diǎn)改進(jìn)后，既可以避免藥劑的浪費(fèi)，又能減少濾網(wǎng)的清理次數(shù)（由原來的每天至少清理10 余次減少為少于5 次），極大地提高了工作效率，交聯(lián)劑加藥點(diǎn)改進(jìn)前后各項(xiàng)參數(shù)對比見表1。

圖6 濾器狀態(tài)對比

表1 交聯(lián)劑加藥點(diǎn)改進(jìn)前后各項(xiàng)參數(shù)對比表

3 結(jié)論

1）本研究可解決調(diào)剖熟化罐交聯(lián)劑加入時與罐中原有聚合物等藥劑混合不均勻的現(xiàn)象，避免局部藥劑濃度過高成膠較快產(chǎn)生堵塞物。

2）調(diào)剖熟化罐交聯(lián)劑加藥點(diǎn)改進(jìn)實(shí)施后，每井次可以節(jié)省1%～5%的調(diào)剖藥劑用量的同時減少了濾網(wǎng)的清理次數(shù)，有效提高了工作效率，達(dá)到降本增效的效果。

3）針對作業(yè)過程中兩種混合后可產(chǎn)生反應(yīng)的藥劑（如酸化液、固井液、鉆完井液等），也可采用此種方法進(jìn)行加藥。