油田調(diào)驅(qū)現(xiàn)場防止藥劑泄露技術(shù)研究與應(yīng)用

1、    油田調(diào)驅(qū)現(xiàn)場防止藥劑泄露技術(shù)研究與應(yīng)用    摘要：針對(duì)調(diào)驅(qū)施工現(xiàn)場存在的調(diào)驅(qū)藥劑泄露的問題，應(yīng)用了低壓新型加藥裝置、電接點(diǎn)壓力表和壓力變頻器等技術(shù)性能較高的裝置，提高了調(diào)驅(qū)現(xiàn)場施工的自動(dòng)化程度，減少了人與藥劑接觸的機(jī)會(huì)，增強(qiáng)了流程的防泄露性能，從本質(zhì)上降低了環(huán)保風(fēng)險(xiǎn)，有力保證了調(diào)驅(qū)施工清潔高效運(yùn)行。關(guān)鍵詞：調(diào)驅(qū)施工;自動(dòng)化;環(huán)保風(fēng)險(xiǎn)引言隨著我國大部分油田進(jìn)入了開發(fā)中后期，調(diào)驅(qū)逐漸成為油田深度開發(fā)的重要手段，實(shí)施范圍越來越廣，施工周期也越來越長。與此同時(shí)，調(diào)驅(qū)施工過程中的環(huán)保管理也成為整個(gè)項(xiàng)目管理的重要組成部分。隨著油田調(diào)驅(qū)難度的增大，注入壓力越

2、來越高，常規(guī)管理方法不能杜絕藥劑泄漏事故，因此，有必要應(yīng)用技術(shù)技術(shù)革新手段防止調(diào)驅(qū)藥劑泄漏事故的發(fā)生。1 調(diào)驅(qū)施工的特點(diǎn)及藥劑泄露風(fēng)險(xiǎn)1.1 調(diào)驅(qū)施工的特點(diǎn)調(diào)驅(qū)是一項(xiàng)系統(tǒng)工程，具有項(xiàng)目投資大、施工周期長以及存在中毒污染等危險(xiǎn)的特點(diǎn)?？v向來看，長施工周期造成過程管理困難;橫向來看，工程涉及到高壓注水、多種電氣設(shè)備和化學(xué)藥劑，危險(xiǎn)點(diǎn)源多，造成細(xì)化管理困難。進(jìn)入新世紀(jì)后，基于油藏工程的深部調(diào)剖改善水驅(qū)配套技術(shù)的提出，對(duì)深部調(diào)驅(qū)技術(shù)提出了更高的要求1。深部調(diào)驅(qū)技術(shù)將油藏工程技術(shù)和分析方法應(yīng)用到改變水驅(qū)的深部液流轉(zhuǎn)向技術(shù)中，處理目標(biāo)是整個(gè)油藏，作業(yè)規(guī)模大，時(shí)間長2，涉及井?dāng)?shù)越來越多。目前普遍推廣實(shí)施的深

3、部調(diào)驅(qū)，施工周期短則若干個(gè)月，長則達(dá)到1年甚至數(shù)年，部分區(qū)塊涉及油水井?dāng)?shù)占投產(chǎn)總井?dāng)?shù)的20%以上。1.2 調(diào)驅(qū)施工的藥劑泄露風(fēng)險(xiǎn)弱凝膠體系是目前國內(nèi)外應(yīng)用最廣泛改善水驅(qū)的深部調(diào)驅(qū)技術(shù)，調(diào)驅(qū)劑一般選擇高分子聚合物聚丙烯酰胺作為原料主劑，交聯(lián)劑主要有樹脂、醛類和多價(jià)金屬離子類等3。調(diào)驅(qū)劑單體中的醛類（如甲醛）和金屬離子（如cr3+）等均可造成人員中毒。因此，施工過程中若發(fā)生藥劑泄漏事件，如果不及時(shí)按要求進(jìn)行處理收集，會(huì)造成嚴(yán)重的人身傷害和環(huán)境污染。調(diào)驅(qū)用水一般為聯(lián)合站回注水，經(jīng)增注泵增壓后壓力可達(dá)15mpa左右。調(diào)驅(qū)泵出口壓力一般為1015mpa（與調(diào)驅(qū)井的注入壓力有關(guān)），調(diào)驅(qū)設(shè)備長期承受高壓，同

4、時(shí)因工作需要進(jìn)行的閥門開關(guān)和設(shè)備啟停會(huì)產(chǎn)生壓力水擊，施工管線難免產(chǎn)生刺漏而使藥劑泄露，在污染環(huán)境的同時(shí)還會(huì)造成人身傷害。另外，部分調(diào)驅(qū)現(xiàn)場應(yīng)用高壓射流分散器等密封性較差的加藥裝置，易造成固體粉末藥劑灑落，污染土壤。2 防止調(diào)驅(qū)藥劑泄露的措施結(jié)合生產(chǎn)管理實(shí)際，為了防止藥劑泄漏，采取了研制低壓加藥裝置、增設(shè)自動(dòng)監(jiān)測和保護(hù)系統(tǒng)、引進(jìn)聚合物流量分配和調(diào)整裝置等一系列技術(shù)革新，增強(qiáng)了調(diào)驅(qū)設(shè)備的自動(dòng)調(diào)節(jié)和應(yīng)急保護(hù)能力。2.1 研制低壓自動(dòng)加藥裝置調(diào)驅(qū)所用干粉聚合物為長鏈分子，水溶后為粘稠流體，需用專用設(shè)備配制，防止結(jié)塊。早期采用干粉射流分散器進(jìn)行藥液配制，該裝置靠高壓水（15mpa）通過噴嘴改變流速產(chǎn)生負(fù)

5、壓，吸入干粉聚合物，實(shí)現(xiàn)干粉聚合物和水的混合4。高壓射流分散裝置在應(yīng)用中存在以下問題：（1）必須通過高壓供水產(chǎn)生負(fù)壓，加藥完成后需通過關(guān)閥門控制流量，閥門反復(fù)開關(guān)產(chǎn)生壓力水擊易造成注水管線損壞，從而造成已溶解的藥劑泄露;（2）加藥口長期承受負(fù)壓沖擊易產(chǎn)生刺漏，密封性變差，易造成粉末類調(diào)驅(qū)藥劑灑落在地上，成土壤和井場周圍環(huán)境污染。低壓調(diào)驅(qū)自動(dòng)加藥裝置是根據(jù)allied colloids分散裝置工作原理設(shè)計(jì)的聚合物加入和混合裝置，由小功率電動(dòng)機(jī)、減速器、加藥漏斗、分散器、供水管、混合器等組成（圖2）。使用時(shí)平穩(wěn)打開供水管閘門，啟動(dòng)電機(jī)，分散器軸轉(zhuǎn)動(dòng)，干粉聚合物通過分散器軸上的加藥槽落到混合器上，瀑

6、流沖刷混合器表面，帶走干粉聚合物，均勻流入攪拌罐中6。該裝置由小型防爆電機(jī)提供動(dòng)力，消除了加藥動(dòng)力對(duì)供水壓力的依賴，低壓供水條件也可以正常配調(diào)驅(qū)劑。應(yīng)用該裝置避免了因壓力高造成注水管線或閥門損壞，消除了配藥過程可能發(fā)生的配成液泄露事件;加藥口和排出口不承受高壓，不會(huì)發(fā)生加藥裝置刺漏現(xiàn)象，避免了粉末類藥劑泄露事件;自動(dòng)化程度提高，加藥輔助工作減少，人員與藥劑的接觸機(jī)會(huì)減少，和有利于保護(hù)人員身體健康和預(yù)防職業(yè)病的發(fā)生。2.2增設(shè)壓力、變頻監(jiān)測及自動(dòng)保護(hù)系統(tǒng)調(diào)驅(qū)施工現(xiàn)場所用調(diào)驅(qū)泵為3dp柱塞泵，額定注入壓力20mpa，注入流程通過安全閥保護(hù)，安全閥整定壓力20mpa。為了使注入流量符合設(shè)計(jì)要求，調(diào)驅(qū)

7、泵一般通過變頻裝置控制其轉(zhuǎn)速。調(diào)驅(qū)過程中，由于泵況和井況的不斷變化，各注入井的瞬時(shí)流量也會(huì)不斷變化，需頻繁手動(dòng)調(diào)整頻率才能達(dá)到配注。由于手動(dòng)操作精確性較差，難免出現(xiàn)操作不當(dāng)造成流程憋壓。為了防止設(shè)備過載以及流程憋壓，同時(shí)減少手動(dòng)操作，增設(shè)了電接點(diǎn)壓力表和壓力變頻器（圖3）。電接點(diǎn)壓力表和壓力變頻器可與調(diào)驅(qū)泵控制開關(guān)協(xié)同工作，調(diào)驅(qū)泵接受流量變化信號(hào)后，壓力變頻器向變頻裝置發(fā)送控制信號(hào)，由變頻裝置自動(dòng)調(diào)整調(diào)驅(qū)泵的轉(zhuǎn)速，從而確定合適的流量。該裝置在使用過程中，操作人員無需頻繁調(diào)整流量分配器和調(diào)驅(qū)泵的轉(zhuǎn)速。電接點(diǎn)壓力表上限值一般設(shè)定為15mpa，壓力變頻器上限值設(shè)定為40hz，超過上限值，保護(hù)聯(lián)鎖裝置

8、動(dòng)作，調(diào)驅(qū)泵自動(dòng)關(guān)停。應(yīng)用該裝置后，在注入壓力達(dá)到額定壓力的75%時(shí)即可啟動(dòng)自動(dòng)保護(hù)，大幅提高了管線、閥門和設(shè)備的防泄露性能。2.3引進(jìn)聚合物分配和調(diào)整裝置在區(qū)塊整體調(diào)驅(qū)區(qū)域，為了實(shí)現(xiàn)大面積增油降含水，一般采用多井組共同調(diào)驅(qū)的施工方式。在多井調(diào)驅(qū)過程中，各井流量分配是較難解決的問題。若用pn20卡瓦閘板閥門控制，其最高承壓為20mpa，比施工上限壓力僅高5mpa，防泄露性能較差。此外，對(duì)于粘度較大的調(diào)驅(qū)劑來說，閘板閥門的分流效果較差，需頻繁調(diào)整才能保證各井配注達(dá)標(biāo)，易造成閥門密封墊加速損壞，從而導(dǎo)致藥劑泄露。為了提高多井調(diào)驅(qū)流程的防泄露性能，引進(jìn)了tjk型聚合物流量分配器（圖4）。該裝置最高承

9、壓達(dá)35mpa，自帶電磁流量計(jì)，分流效果好，注入壓力相差4mpa以內(nèi)的多口調(diào)驅(qū)井可按設(shè)計(jì)配注量穩(wěn)定分流，一次設(shè)定后可長時(shí)間保持穩(wěn)定注入，避免了操作人員頻繁開關(guān)閥門調(diào)整流量，減少了人員在高壓水附近工作的時(shí)間。另外，該裝置還可以與自動(dòng)控制裝置聯(lián)用，輸入設(shè)計(jì)流量后，系統(tǒng)通過多轉(zhuǎn)式電磁閥控制流量，使瞬時(shí)流量與設(shè)計(jì)流量一致，實(shí)現(xiàn)了調(diào)驅(qū)劑注入流量的全自動(dòng)控制。3應(yīng)用效果2018年以來，茨榆坨采油廠應(yīng)用低壓供水自動(dòng)加藥裝置30套，增設(shè)壓力、變頻監(jiān)控和自動(dòng)保護(hù)系統(tǒng)4套，引進(jìn)tjk型聚合物分配器34套。運(yùn)行兩年多以來，平均日配制、注入調(diào)驅(qū)劑580m3，平均注入壓力12.5mpa，期間未發(fā)生藥劑泄露、人員中毒及環(huán)

10、境污染等事故，實(shí)現(xiàn)了“零事故、零傷害、零污染”的生產(chǎn)目標(biāo)，達(dá)到了安全、高效、綠色施工的要求。4認(rèn)識(shí)及結(jié)論（1）低壓供水自動(dòng)加藥裝置、壓力和變頻監(jiān)測及自動(dòng)保護(hù)系統(tǒng)、聚合物流量分配器是新興的調(diào)驅(qū)配套設(shè)備，應(yīng)用后可大幅提高調(diào)驅(qū)施工的自動(dòng)化程度，對(duì)防止環(huán)境污染，保持人員健康具有重大意義。（2）加強(qiáng)調(diào)驅(qū)施工現(xiàn)場的hse管理，技術(shù)革新是重要手段之一，可以從本質(zhì)上保證場地清潔衛(wèi)生和人員安全健康。（3）隨著科技的進(jìn)步，將自動(dòng)控制、智能保護(hù)裝置引入調(diào)驅(qū)施工現(xiàn)場，對(duì)安全、高效、綠色施工發(fā)揮越來越大的作用。參考文獻(xiàn)：1趙夢云，張鎖兵，歐陽堅(jiān)等.國內(nèi)深部調(diào)驅(qū)技術(shù)研究與進(jìn)展.內(nèi)蒙古石油化工j，2010年第6期：73.2韓學(xué)強(qiáng).國外高含水油田堵水