油田三次采油技术聚合物母液配置注入设备研制
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完成单位:长庆油田分公司第五采油厂
登记编号:ZSCX-D4-J-2-278
登记年份:2020
发布时间:2020-09-21
一、立项背景:随着油田进入高含水开采阶段,采出液含水率高,原油开采难度逐步增大。通过聚合物注入来提高原油的采收率,是油田实现增产的重要手段
撬装式聚合物分散溶解装置是整个聚合物驱配注工艺中的核心设备,它的作用是将聚合物干粉定量的与清水均匀混合,配制成一定浓度,符合注入要求的聚合物母液。由于聚合物驱技术在国内油田的工业化应用规模将急剧扩大,对聚合物分散溶解装置的需求量也会急剧增加,根据长庆油田的地理特征,调驱区块的小型化以及分散化,开发研制的撬装式聚合物分散装置更适合长庆油田的应用
内涵和主要做法:一是设备设计了聚合物溶解装置及流程,降低粘损率以及保证熟化时间,使聚合物母液达到最大粘度;二是设计避免了部件尖角,母液输送泵使用容积泵,材质选用不锈钢,采用连续熟化罐,先进先出方式;三是研制了符合橇装工艺需求的射流式水粉混合头,保证了流量范围可调,浓度可调,母液可达10000PPM的配制浓度;四是PLC智能化控制,满足数字化油田的RTU通讯,可切换手动、自动以及半自动状态,在全自动状态下,系统可自动完成工艺流程。可与数字化油田进行MODBUS协议的RTU通讯,及时准确的将配制信息实时传送
技术原理:清水由进水口通过快接或法兰接入,经由过滤器到达增压泵,分散启动后,增压泵启动,之后进出口电动阀按逻辑开启,清水经进水管路通过流量计进入一级射流器,干粉罐下料器启动,按来水流量,由程序控制定量下料,聚合物干粉由气输管路进入一级射流器,混配成均匀母液,进入缓冲腔内,再进入二级射流器进一步混合(两级射流混合后的母液更加均匀,完全没有鱼眼和粘团,达到最佳润湿分散效果),输出到熟化罐(熟化罐采用现场已有熟化罐,把熟化罐液位信号接入分散装置,达到低液位启动分散,高液位停止分散的自动配液过程),进行熟化母液的过程。母液进入熟化罐后,当叶片没过搅拌器叶片,搅拌器启动,开始进行熟化,按照药剂厂家的要求达到所设定熟化时间后即可进行注入
创新亮点:配制过程中不会生成鱼眼和粘团;配制成均匀聚合物母液精度远远高于传统设备,配制误差小于3%;配制过程不会产生大于5%的粘度损失;装置紧凑,占地小,移动运输灵活方便,适合调剖;配制浓度远高于传统装置(一级射流可达15000PPM),可适应多种配注环境(稀释和不稀释)
效益分析:该设备使用后,聚合物干粉将节省至少10%以上,降低粘损至少15%以上。目前,一口井大约注入聚合物2吨,每吨聚合物按2.5万元计算,使用该设备一口井的聚合物注入量可减少0.5吨以上,产生直接经济效益约1.25万元,人工、设备等其他费用可减少0.7万元,综合一口井可产生直接经济效益约1.95万元。如按照全厂每年实施450口井计算,可产生直接经济效益约877.5万元
推广应用:该新型聚合物母液配制设备的研制解决了目前油田注聚设备存在的降粘率高,存在“鱼眼”、“粘团”及智能化程度低等情况,可普遍应用于油田企业