草13沙一二是现河开发历史上第一个化学驱区块,阶段吨聚增油13.18 t/t。草13注聚站采用“污配污稀”、“单井单泵”的运行方式,配聚用水采用两级水处理方式。前期注聚开发实践表明,配聚水质是影响化学驱的关键因素,对聚合物粘度影响极大。
1 配聚水质情况分析
1.1 一次水处理情况
(1)草西分水站概况及水质标准
草西分水站始建于1986年,采用“重力沉降+过滤”处理工艺。设计能力1000m³/d,2022年采出水平均处理量2500m³/d;主要负责草西注水站回注、回灌任务。2020年10月开始为草13沙一二配聚供水。现站内采出水处理系统存在处理能力不足,设备老化严重等问题。其中,Ⅲ级水质标准:悬浮物固体含量:≤5 mg/L;含油:≤10 mg/L;腐蚀速率:≤0.076 mm/a。
(2)草西一次水处理水质变化趋势——悬浮固体、含油量
草西分水站自2021年3月下旬水质开始波动,悬浮固体含量过高,含油量波动较大。原因是3#罐因管线曝气停运,4#罐因穿孔停用,造成单罐运行,造成悬浮固体、含油量上升,悬浮固体含量上升到5mg/L,含油量上升到10mg/L,超过了Ⅲ级水质标准要求
(3)草西一次水处理水质变化趋势——平均腐蚀速率
草西分水站,自2021年5月份一次水处理水的平均腐蚀速率开始上升,同年9月份,因曝氧引起腐蚀速率上升,急剧升高至2.377mm/a(是标准值的31倍)
(4)草西一次水处理水质变化趋势——Fe2+、S2-含量
受曝氧量变化趋势影响,S2-含量波动较大,2021年11月23日最高达到0.9mg/L。草西分水站,Fe2+、S2-含量过高。目前Fe2+含量在3.1mg/L左右,S2-含量在0.1mg/L左右。
1.2 二次水处理情况
(1)二次水处理水质变化趋势——Fe2+、S2-含量
经过二次水处理后(曝氧),期间处理有较大的波动,但调整后Fe2+和S2-含量明显降低,达到配聚水质的标准要求(Fe2+≤0.5mg/L, S2-=0mg/L )
(2)母液粘度,mPa.s
自投产以来,母液粘度有一定的波动。特别是初期草西分水站水质波动大,二次沉降罐停运,水质较差,造成粘度较低,罗茨风机故障曝氧不充分,二价铁含量不稳定,母液粘度偏低。经过曝氧处理后,母液粘度平均在1848mPa.s,与室内配制粘度相接近。但母液粘度上下波动较大。
(3)井口粘度,mPa.s
目前注聚井8口,正常井口粘度在50mPa.s以上。自2021年6月中旬,8口注聚井井口取样阀全部将针型阀更改为球形阀,单井井口粘度有改善,目前井口粘度在90mPa.s左右,符合设计要求。
2 配聚水质提升措施
2.1现状及主要问题
草西分水站一次水处理上,悬浮固体含量过高、含油量过高以及平均腐蚀速率过高。二次水处理上,母液粘度波动大。由于二次沉降罐停运,水质较差且二价铁含量不稳定,造成母液粘度偏低。为此,技术人员进行了多次检测,分析原因。(1)平均腐蚀速率过高。主要原因是各项水质指标超标造成的,详铜陵各节点水质指标测试结果(见表1)。水中二价铁含量上升,造成腐蚀进一步增加。
(2)悬浮固体、含油量过高。初期水质良好,悬浮固体含量及含油量较低。但其后由于:(1)3#罐因管线曝气停运,4#罐因穿孔停运,沉降能力降低;(2)过滤器滤料使用年限超过三年,一直未换,过滤能力降低。造成悬浮固体、含油量过高。
(3)二次水处理——母液粘度波动大
一次处理水中的SRB菌促进S2-的生成,影响聚合物粘度;(2)罗茨风机功率小、出口管线过细,进气量不稳定,影响曝氧效果;(3)罗茨风机24h为三个曝氧罐提供氧,水中氧含量过高;会与聚合物发生氧化还原反应,使得聚合物溶液粘度急剧下降。
2.2配聚水质提升措施
(1)针对一次水处理—平均腐蚀速率过高
3#罐停运并在入口处添加盲板。4#罐停运并在入口处添加盲板;更改腐蚀挂片位置。采取上述措施后取得了较好的效果,各节点的溶解氧含量明显降低,腐蚀速率降低,逐渐接近回注水质要求(表2)。
(2)针对一次水处理——悬浮固体含量及含油量过高
主要采取三方面的措施:(1)更换过滤器滤料,提升过滤能力;(2)根据液量波动情况,优化加药量(水处理剂);(3)正在维修4#沉降罐,增加沉降时间。经过措施治理后,悬浮固体和含油量明显下降。
(3)针对二次水处理——母液粘度波动较大
更换大功率罗茨风机和大管径管线,确保曝气量稳定的同时,避免了憋气烧泵现象的发生。经过措施治理后,母液粘度在1800mPa.s左右,基本达到母液粘度要求。要合理设定曝氧参数。根据鼓风量及来液水中Fe2+、S2-含量设定;增添缓冲罐。延长Fe2+、S2-与氧的接触时间,并释放过量的氧。要加强监测聚合物的进料量,精准称量药物质量;同时加强环境湿度的监测,防止聚合物结块。
3 结论与认识
(1)为了提高聚合物注入质量,提高母液、注入液精度,需要加强设备维护及更换,应加强曝气点的维护;延长沉降时间,应增添沉降和过滤设备,提升草西分水站的沉降和过滤能力;
(2)配聚水曝氧后水中的过量氧对聚合物粘度有影响。应在二次水处理设备后添加缓冲罐释放过量氧;
(3)要加强过程管理,特别是加强检测。加强监测分水站来水及除油罐进出口的水质情况,保障水质稳定;加强监测聚合物进料量及环境湿度,确保进料均匀;加强监测曝氧罐的曝气量,根据实际情况合理设定曝氧参数。
参考文献
[1] 穆鸿宇. 注入工艺对聚合物黏度损失的影响[J]. 中国石油和化工标准与质量,2014(4):29.
[2] 郭斐辽河油田配液水质对化学驱注入黏度的影响研究《化工技术与开发》 2022年第7期 P29-31页
作者简介:向欣宁,女,1993年10月出生,助理工程师,从事油田化学工作。