聚表二元体系相对分子质量调节器结构参数分析优化

相对分子质量调节元件,是聚合物分子链打散破碎的关键部件。它通过控制速度、压力等参数,延长聚合物高分子链,使剪切应力均匀分布在分子链上,提高破碎效果。基于曲率破碎技术对传统相对分子质量调节元件结构进行改进,通过分析流壁结构与分子链破碎机理相互之间的影响机制,对装置的流壁结构进行优化设计。研究表明:喷嘴直径D为12 mm、弧度系数L为0.278的相对分子质量调节元件工作性能最优;其中速度扰动幅度最大,黏度变化明显,破碎效果最好。相对分子质量调节元件能够对通过的聚合物分子产生较好的剪切应力作用,具有良好的破碎分子链能力,对现场应用具有一定的指导意义。

二、三类油层聚合物驱全过程一体化分注技术

随着大庆油田聚合物驱的不断深入,渗透率低、层间矛盾大的二、三类油层已成为油田开发的主要对象。原有聚驱分层注入技术存在投捞测试难度大、投捞成功率较低、水驱聚驱转换需更换管柱投入成本高等问题,无法进行规模应用。为解决上述问题,发展研究了聚合物驱全过程一体化分注技术,设计研究了全过程一体化偏心配注器、低黏损高节流压力调节器和高黏损低压力损失相对分子质量调节器,实现了高渗透层段注入量及中、低渗透层段相对分子质量的双重控制;分注管柱与水驱工艺完全兼容,管柱可同时满足空白水驱、聚合物驱及后续水驱全过程分注需要,降低投资和施工成本。1136口井现场应用表明:应用新型分注工艺后,二、三类油层的动用状况得到明显改善,原油采收率提高2个百分点以上。

三元复合驱偏心双层管多层分注技术研究

针对单管分注工艺无法解决层间压差大于2 MPa井的分注问题,研制了偏心双层管封隔器、偏心双层管配注器、井下堵塞器、地面压力调节器及分子质量调节器等配套装置,形成了三元复合驱偏心双层管多层分注技术。根据油层渗透率将油层划分为高渗透、低渗透2组油层,利用偏心双层管封隔器和偏心双层管配注器可形成井下独立的2个注入通道,通过使用地面压力调节器,解决了高、低渗透层注入压力差异大的问题;通过地面相对分子质量调节器,解决了相同三元液相对分子质量无法适用高、低渗透率的问题;通过更换井下堵塞器,可实现某一油层的分组变换。室内试验及现场应用结果表明:流量70m3/d时,该技术分子量调节上限为50%,节流压差最大可达3.0MPa,油层动用程度明显提高。该技术为提高低渗透油层动用程度提供了技术保障。

大庆油田弱碱三元复合驱分注机理及清防垢技术研究

为了提高弱碱三元复合驱分注合格率及完善清防垢配套技术,研究了弱碱三元复合驱分注机理及清防垢技术。根据弱碱三元水力特性的基本理论,利用有限元分析方法模拟计算出弱碱三元溶液在经过环形降压槽、双曲线单级喷嘴后的压力和速度的分布,设计出低黏度损失、可变节流压差的弱碱三元复合驱分压元件和高黏度损失、可控节流压差的弱碱三元复合驱分质元件,绘制现场指示图谱指导现场施工作业,通过室内浸泡实验优选防腐涂层,并分析垢的成分,研制清垢工具。优选具有波浪流线形状的分压元件作为弱碱三元复合驱分压工具,优选弧度加T形口结构的分质元件作为弱碱三元复合驱分质工具,确定了聚四氟乙烯为最终防腐涂层,并对弱碱三元溶液在注入工具内壁形成的垢样进行刮削,结果表明,等径双向偏孔刮削器效果最优。合理的分层配注能有效地控制整个区块的注入剖面,利用弱碱三元分质、分压工具能达到高渗透层限压、低渗透层分质,从而达到最佳的注入效果。

三元复合驱多向分质注入技术研究及应用

针对高相对分子质量三元复合溶液无法同时注入高、中、低渗透率油层的问题,开展了三元复合驱多向分质注入技术研究及应用。利用机械剪切三元复合溶液中聚合物分子链的方法研制出平面和纵向分质注入工具;通过“双曲线+梯形口”型相对分子质量调节元件和多级射流槽结构相对分子质量调节元件的设计,研制出平面和纵向相对分子质量调节器。平面和纵向分质注入工具形成了多向分质注入技术,实现溶液相对分子质量的调节;平面和纵向相对分子质量调节器解决了相同相对分子质量三元复合溶液无法适用各井开采不同渗透率油层和单井同时开采高、中、低渗透率油层的问题。截至2017年5月,现场应用7口井,数据表明中、低渗透率油层动用明显,高渗透率油层相对注入量由原来的73. 5%降至53. 2%,低效、无效循环得到有效控制。三元复合驱多向分质注入技术的研究及应用,为不同渗透率油层的注入需求提供了技术支持。