聚合物乳液水動力學(xué)及其注入工藝研究.pdf

1、我國海上油田開展聚合物驅(qū)油，無論在技術(shù)領(lǐng)先性還是在經(jīng)濟有效性上，都極具實施價值。受海上平臺空間有限、淡水資源短缺的限制，目前所用的干粉聚合物藥劑及其配注工藝在海上油田應(yīng)用受到很大限制，聚合物乳液具有溶解速度快、配注設(shè)備小的特點，其驅(qū)油作業(yè)適合在海上油田提高采收率中推廣應(yīng)用。論文從聚合物乳液驅(qū)油體系水動力學(xué)和在線配注工藝兩方面，進行了海上油田聚合物乳液驅(qū)油配注工藝的研究，設(shè)計了一套適合海上平臺聚合物驅(qū)油的配注流程。 通過室內(nèi)實驗研

2、究了不同溫度、礦化度、濃度下的聚合物乳液驅(qū)油體系的流變性，用最小二乘法擬合了聚合物乳液驅(qū)油體系流變方程，研究結(jié)果表明，聚合物乳液、聚合物乳液溶液的流變性都完全符合冪律模型。根據(jù)非牛頓流體力學(xué)，建立了聚合物溶液管流數(shù)學(xué)模型，進行了聚合物溶液管流能量損失實驗，得出了聚合物溶液管流能量損失規(guī)律，計算了聚合物溶液管流摩阻系數(shù)，為聚合物配注工藝設(shè)計提供理論基礎(chǔ)。 在機械剪切破乳數(shù)學(xué)模型的基礎(chǔ)上，研發(fā)了一套滿足現(xiàn)場不同注入速度的破乳單元，并

3、根據(jù)室內(nèi)實驗得到了不同注入流量下的破乳孔板內(nèi)徑選擇標準，室內(nèi)破乳試驗證明，研制的破乳單元更換方便，能夠?qū)崿F(xiàn)乳液的良好破乳，又能避免聚合物的過度剪切。 根據(jù)實驗室乳液配制原理，研發(fā)了聚合物乳液與高壓海水摻混單元，并用Fluent數(shù)模軟件優(yōu)化了摻混單元結(jié)構(gòu)，實現(xiàn)了乳液與海水均勻摻混。室內(nèi)聚合物乳液配制實驗證明，經(jīng)過摻混器后的配制成的聚合物乳液溶液均勻，粘度較高，避免了摻混不均而導(dǎo)致的絮狀物。 在聚合物乳液流變性、聚合物溶液流

4、變性以及非牛頓流體管流摩阻研究的基礎(chǔ)上，以注入過程中的壓降損失最低和有利于注入優(yōu)選了聚合物配注管道管徑，計算結(jié)果表明，聚合物配注管道管徑不能小于40mm，聚合物乳液泵送管徑為19mm。 在破乳單元、摻混單元和靜混器等核心部件的基礎(chǔ)上，設(shè)計了一套適合于勝利油田衛(wèi)星平臺的聚合物乳液配注工藝流程，進行了聚合物乳液溶液配制室內(nèi)實驗，實驗表明，在線配制的聚合物溶液粘度分別達到室內(nèi)充分攪拌配制聚合物溶液的80％左右，達到了現(xiàn)場聚合物注入粘度