大庆油田聚合物溶液粘度控制因素研究
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摘要
聚合物驱是大庆油田增油降水的主要手段，初始阶段主要采用地面清水配制聚丙烯酰胺溶液，粘度控制因子较少，溶液粘度保持较好。近年来主要采用油田采出水配制，由于采出水组成复杂，水质影响其粘度因素众多，控制聚丙烯酰胺溶液粘度因子较多，所以其粘度大幅度降低，制约了聚合物使用率的发挥。本课题在分析大庆油田某采油厂配制聚丙烯酰胺的油田普通水和深度水水质组成的基础上，确定出油田采出水配制聚丙烯酰胺溶液粘度控制因子，并将主要控制因子进行分类，采用实验方法对这些控制因子进行评价和定位，找出因子控制趋势和规律。研究结果表明油田采出水配制的聚丙烯酰胺溶液粘度控制因子主要有物理因子和化学因子两类，部分因子影响较大，温度、高价阳离子、特征有机物等控制因子可以大幅度降低聚丙烯酰胺溶液的粘度。
配制水的工艺处理之一的就是曝氧过程，课题研究了普通水、深度水与曝氧水配制的聚丙酰胺溶液的粘度值，研究结果表明氧气、Fe~(2+)、S~(2-)、细菌四个方面因素具有曝氧增粘作用，通过实验测算出当充氧量达到2.6mg/L时，聚丙烯酰胺溶液粘度达到最大。
为了证明不同水质配制的聚合物溶液粘度影响机理和结论，我们对大庆油田不同水质配制的聚丙烯酰胺溶液、不同水质经过曝氧工艺后配制的聚丙烯酰胺溶液、配注系统中不同位置的聚丙烯酰胺溶液进行形貌学研究，研究过程中采用快速冷冻制样法，确保样品的聚合物分子形态与原水化状态一致，用扫描电子显微镜(SEM)测量，研究表明：在聚合物溶液体系中存在二价离子时，分子的伸展度明显收缩，存在蒙脱土等悬浮物时，聚合物有缠绕现象，网络骨架变细，证明二价离子和悬浮物对聚合物溶液的粘度有明显的影响，也说明了深度水比普通水配制的聚合物溶液的粘度高的原因。
油田配注系统结构复杂，聚合物溶液经过管道长距离地输送混合，在配注系统中不同位置处其粘度可能发生变化，研究表明：同一浓度聚合物溶液，各部位的溶液粘度大小为：混合器出口＜井口＜泵出口，其原因是聚合物在井口为网状结构，分布较为均匀，但取样时可能出现不均匀，粘度小的优先流出来，所以溶液粘度下降。而聚合物溶液在混合器出口混合不均匀，并有机械降解的作用，导致粘度下降。
本课题从油田配制聚丙烯酰胺使用的水质分析入手，从水中所含物质及曝氧工艺过程等方面探讨聚丙烯酰胺溶液粘度控制因子，并从形貌学角度揭示了聚丙烯酰胺溶液粘度控制微观机理。结果对于采出水水质控制、配制水的曝氧工艺控制、聚合物粘度控制提供指导性方法和数据。对于油田生产，具有理论和实践意义。
Polymer flooding is the primary means of increasing oil precipitation in Daqing Oilfield,ground water is mainly applied in compounding polyacrylamide in the initial stage, which isless of viscosity in controlling factors and maintaining well of solution viscosity. In recentyears, the employ of oilfield produced water is mainly used, owing to the complexity ofproduced water composition, many factors could affect its viscosity, and controlling factors ofpolyacrylamide viscosity is various, so its viscosity reduces greatly, which restricts theutilization of polymer. The issue analyzes quality and depth of the oilfield water component ingeneral preparation of polyacrylamide in Daqing Oilfield, and the results show that thesalinity, pH of ordinary water and deep water is the same basically, and inorganic and traceorganic ion content is the same basically, and organics is microscale; oil, PAM, suspendedsolids content of deep water is less than that of ordinary water. To determine the viscosity ofpolyacrylamide solution prepared with water control, there are employed two kinds of waterquality, and classifying the main control factors, evaluating and positioning factorsexperimentally, to discover controlling trends and patterns of factors. The results show thatthere are two types of factors, they are physical factors and chemical factors in preparedpolyacrylamide with water depth of field, and some factors influence greatly, such astemperature, high cationic, organic and other control factors all of which can greatly reducethe viscosity of polyacrylamide.
One process of preparation water is oxygen exposure, and the research studies theinfluence of ordinary water, the depth of water and oxygen exposure water on viscosity inpreparation of polymer solution, and the results show that oxygen, Fe~(2+), S~(2-), bacterial-thesefour factors effect the viscosity of the polymer solution, when the oxygenation reaches2.6mg/L experimentally, and polyacrylamide viscosity reaches maximum.
To achieve the viscosity mechanism and conclusions, we collect different water indifferent topography. Using sample preparation method of rapid freezing during the study,ensuring samples polymer molecules form and original hydration status is consistent, using ascanning electron microscope (SEM) measurement, and the results show that: when thepresence of divalent ions in the polymer solution system, and molecules degree of stretchingshrinks obviously, when at the presence of montmorillonite suspended solids, polymer twines,network skeleton thins, which improves divalent ions and suspended solids effect theviscosity of the polymer solution obviously, and also explains that high viscosity of depthwater than ordinary water in preparation of polymer solution.
Oilfield injection system structure is complex, and polymer solution mixed istransported long distances through pipelines, and the viscosity may change in injectionsystems under different locations. The results show that: the same concentration of thepolymer solution, parts of the solution viscosity of the size: mixer outlet The issue starts from water analysis used in preparation of polyacrylamide in oilfield,and discusses polyacrylamide solution viscosity control factors in substances contained in thewater and oxygen exposure process, and viscosity changes rules and mechanisms ontopography angle. Results will be provided guidance methods and data for produced waterquality controlling, preparation of water oxygen exposure process controlling, polymerviscosity controlling. It will bring great significance for oil production from the theoreticaland practical aspects.
配制水的工艺处理之一的就是曝氧过程，课题研究了普通水、深度水与曝氧水配制的聚丙酰胺溶液的粘度值，研究结果表明氧气、Fe~(2+)、S~(2-)、细菌四个方面因素具有曝氧增粘作用，通过实验测算出当充氧量达到2.6mg/L时，聚丙烯酰胺溶液粘度达到最大。
为了证明不同水质配制的聚合物溶液粘度影响机理和结论，我们对大庆油田不同水质配制的聚丙烯酰胺溶液、不同水质经过曝氧工艺后配制的聚丙烯酰胺溶液、配注系统中不同位置的聚丙烯酰胺溶液进行形貌学研究，研究过程中采用快速冷冻制样法，确保样品的聚合物分子形态与原水化状态一致，用扫描电子显微镜(SEM)测量，研究表明：在聚合物溶液体系中存在二价离子时，分子的伸展度明显收缩，存在蒙脱土等悬浮物时，聚合物有缠绕现象，网络骨架变细，证明二价离子和悬浮物对聚合物溶液的粘度有明显的影响，也说明了深度水比普通水配制的聚合物溶液的粘度高的原因。
油田配注系统结构复杂，聚合物溶液经过管道长距离地输送混合，在配注系统中不同位置处其粘度可能发生变化，研究表明：同一浓度聚合物溶液，各部位的溶液粘度大小为：混合器出口＜井口＜泵出口，其原因是聚合物在井口为网状结构，分布较为均匀，但取样时可能出现不均匀，粘度小的优先流出来，所以溶液粘度下降。而聚合物溶液在混合器出口混合不均匀，并有机械降解的作用，导致粘度下降。
本课题从油田配制聚丙烯酰胺使用的水质分析入手，从水中所含物质及曝氧工艺过程等方面探讨聚丙烯酰胺溶液粘度控制因子，并从形貌学角度揭示了聚丙烯酰胺溶液粘度控制微观机理。结果对于采出水水质控制、配制水的曝氧工艺控制、聚合物粘度控制提供指导性方法和数据。对于油田生产，具有理论和实践意义。
Polymer flooding is the primary means of increasing oil precipitation in Daqing Oilfield,ground water is mainly applied in compounding polyacrylamide in the initial stage, which isless of viscosity in controlling factors and maintaining well of solution viscosity. In recentyears, the employ of oilfield produced water is mainly used, owing to the complexity ofproduced water composition, many factors could affect its viscosity, and controlling factors ofpolyacrylamide viscosity is various, so its viscosity reduces greatly, which restricts theutilization of polymer. The issue analyzes quality and depth of the oilfield water component ingeneral preparation of polyacrylamide in Daqing Oilfield, and the results show that thesalinity, pH of ordinary water and deep water is the same basically, and inorganic and traceorganic ion content is the same basically, and organics is microscale; oil, PAM, suspendedsolids content of deep water is less than that of ordinary water. To determine the viscosity ofpolyacrylamide solution prepared with water control, there are employed two kinds of waterquality, and classifying the main control factors, evaluating and positioning factorsexperimentally, to discover controlling trends and patterns of factors. The results show thatthere are two types of factors, they are physical factors and chemical factors in preparedpolyacrylamide with water depth of field, and some factors influence greatly, such astemperature, high cationic, organic and other control factors all of which can greatly reducethe viscosity of polyacrylamide.
One process of preparation water is oxygen exposure, and the research studies theinfluence of ordinary water, the depth of water and oxygen exposure water on viscosity inpreparation of polymer solution, and the results show that oxygen, Fe~(2+), S~(2-), bacterial-thesefour factors effect the viscosity of the polymer solution, when the oxygenation reaches2.6mg/L experimentally, and polyacrylamide viscosity reaches maximum.
To achieve the viscosity mechanism and conclusions, we collect different water indifferent topography. Using sample preparation method of rapid freezing during the study,ensuring samples polymer molecules form and original hydration status is consistent, using ascanning electron microscope (SEM) measurement, and the results show that: when thepresence of divalent ions in the polymer solution system, and molecules degree of stretchingshrinks obviously, when at the presence of montmorillonite suspended solids, polymer twines,network skeleton thins, which improves divalent ions and suspended solids effect theviscosity of the polymer solution obviously, and also explains that high viscosity of depthwater than ordinary water in preparation of polymer solution.
Oilfield injection system structure is complex, and polymer solution mixed istransported long distances through pipelines, and the viscosity may change in injectionsystems under different locations. The results show that: the same concentration of thepolymer solution, parts of the solution viscosity of the size: mixer outlet
引文
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