聚合物注入过程中粘度降解损失

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1、摘要：本文根据孤东油田聚合物驱矿场注入过程聚合物溶液粘度检测分析的结果，对聚合物驱注入过程中各流程段剪切降解情况进行影响因素研究，提出了降低聚合物溶液注入过程中粘度损失的措施和办法，对今后聚合物驱提高粘度保留率具有较好的指导意义。主题词聚合物粘度损失剪切速率剪切率系统粘度保留率0　引言聚合物驱油是目前三次采油技术中日趋完善的提高采收率技术。聚丙烯酰胺是聚合物驱中应用最为广泛的聚合物，矿场使用的聚合物一般为阴离子聚丙烯酰胺，分子量一般在1500万以上。它对机械剪切比较敏感，当其溶液流动时，所受的机械剪切应力增大至足以使聚丙烯酰胺分子链断裂时，它将产生机械降解，严重影响聚合物驱的效果。

2、矿场检测表明，聚合物溶液粘度还受混配污水水质矿化度、微生物等影响。近年来，随着聚合物驱油技术的攻关研究不断深入和聚合物驱矿场应用规模的不断扩大，现场逐渐暴露出聚合物注入过程中粘度损失大，粘度保留率较低，造成聚合物注入地层后的粘度与设计要求有一定的差距，影响注聚效果。因此，为了有效地开展工作，对聚合物溶液在注入过程中的粘度损失和粘度保留率状况进行了深入细致的调查分析。1　聚合物在注入过程中的沿程粘度损失1.1聚合物驱注入流程工作原理经过提升机提到聚合物干粉料仓，聚合物干粉经过散装置计量入料器计量后通过漏斗自然下落至文丘里喷嘴体的吸入口，再经过鼓风机吹送装置水粉混合头与清水混合，在溶解

3、罐中溶解，再输送到熟化罐充分搅拌溶解，制成浓度、粘度合格的聚合物溶液，再通过喂入泵（外输泵）增压，经过注聚泵加压计量后与高压污水混合后进入注聚井。1.2　注入过程中的沿程粘度损失检测结果为了解注入过程对聚合物溶液的剪切降解作用，确定聚合物粘度损失的关键节点，对注入系统沿程进行了取样化验，分析粘度损失情况。由于聚合物母液与污水后混配会对检测结果造成很大的影响，因此采取了停注污水、单注母液的方式，按照注入流程对熟化罐出口、喂入（外输）泵进出口、注聚泵进出口、管汇、井口等7个环节进行粘度损失调查。总计取样次数达到108次，可较好地反映注聚区块注入过程中粘度损失情况的现状（表1）。以熟化罐

4、出口为基准点，即粘度保留率为100％，注入过程粘度保留率依次降低，到达井口粘度保留率只有72.3%。从检测数据看出，在注入过程中以注聚泵进出口和井口两个节点粘度损失最大。表1注聚流程中各注入节点的粘度损失检测表取样点取样次数化验粘度mPa•s节点损失率　％粘度保留率　%熟化罐出口1083130 100喂入泵出口10830203.596.5注聚泵出口10827339.287.3管汇10827190.486.9井口108226214.672.3 2　注聚过程节点粘度损失分析2.1喂入泵2010年，对熟化罐出口到喂入泵出口的沿程粘度损失，共检测化验150泵次，平均粘度保留率保持在96.4

5、%左右。相对而言，从熟化罐出口到喂入泵出口的注入过程中粘度损失较小（表2）。表2注聚流程中各注入节点的粘度损失检测表取样点取样次数（次）母液粘度（mPa•s）  熟化罐出口1503941 喂入泵出口1503798 粘度保留率% 96.4% 2.2　外输泵现场实际测试表明，由于采用集中配制母液分散注入的方式，下属注入站与配制站（相距1-2km）压力损失达0.6-0.8MPa，按输送母液干线为DN200管线，正常输送流量75m3/h计算，其管壁周围聚合物溶液剪切速率达85.1s-1，可见剪切速率相对偏大。根据水力学公式推导，聚合物在管壁处的剪切速率（速度梯度）可用以下公式表示：=()式

6、中：——管壁处剪切速率（速度梯度）V－流速，Q/A，m/sQ－输液流量，m3/h，A－输液管截面积，m2D－输液管内径，mn－幂律指数，取值0.8将流量及管径数据代入以上公式，计算得出：V＝0.663m/s＝85.1s-1从现场实际取样分析得出输液管从配制站到注入站粘度损失率为5.5％，粘度保留率94.5％，可见聚合物溶液输送过程中流速太高，则剪切速率大，不利于提高系统粘度保留率。根据现场取样结果，为使聚合物溶液粘度剪切率降到3％以下，须将流速降到0.5m/s以下。2.3注聚泵2.3.1容积效率检测分别对9#注聚站不同容积效率下的注聚泵进出口进行粘度损失检测，总计检测6泵次（表3）

7、，根据检测的数据做出容积效率变化曲线，注聚泵的粘度保留率与容积效率呈较好的对应关系，容积效率高，粘度保留率高，容积效率低，粘度保留率低。表39#注聚站不同容积效率下注聚泵粘度损失调查表日期井　号泵进口泵出口粘度保留率% 容积效率％浓度mg/L粘度mPa•s浓度mg/L粘度mPa•s9.2115-47514430205147249082.583.19.0711-248508831595089293993.093.59.0511-41497227994995276998.