含聚污水配制稀释聚合物体系性能研究

第14卷第14期2014年5月1671—1815(2014)14-0190-04科学技术与工程ScienceTechnologyandEngineeringVol.14No.14May20142014Sci.Tech.Engrg.含聚污水配制稀释聚合物体系性能研究何金钢1韩明原1于宏宇2孟婧2纪佳秀2(东北石油大学石油工程学院1，大庆163318;大庆油田采油五厂2，大庆163000)摘要为研究大庆油田聚合物驱油过程中含聚污水配制聚合物体系对聚合物性能的影响，通过配制等浓度的驱油体系，对体系的黏度和抗剪切性能、黏弹性、稳定性、分子线团尺寸的测定，确定了含聚污水对聚合物性能的影响。结果表明:在配制浓度相同的条件下，聚合物溶液体系储能模量、损耗模量、黏度稳定性、分子线团尺寸和抗剪切性随污水含聚浓度增加而增加，清水体系性能优于污水体系性能，物化污水体系性能优于生化污水体系性能，污水中的残余聚合物具有良好的增黏性。因此含聚污水对聚合物体系性能具有一定的提升，可以作为配制聚合物的用水。关键词含聚污水聚合物抗剪切性黏弹性稳定性分子线团尺寸中图法分类号TE357.12;文献标志码A2013年10月28日收到，11月13日修改国家油气重大专项(2009ZX05009—004—01)资助第一作者简介:何金钢(1986—)，博士研究生。研究方向:提高采收率及油藏数值模拟。E-mail:hjg0501010638@sina.com。随着大庆油田聚驱工业化的推广，工业化区块规模不断扩大，杏南开发区葡I3层从2012年到2020年，聚驱工业区块将由目前的1个增加到9个，含聚采出污水也将不断增加。按照目前聚合物清水配制、曝氧含聚污水稀释的配注方式，在不考虑钻关的情况下，“十二五”期间聚驱产注基本能达到平衡，“十三五”期间将有115～3085m3/d多余含聚污水无法平衡;在钻关情况下，将从2014年开始有多余污水无法平衡。多余含聚污水调至水驱系统后将产生两个问题:一是水驱储量损失大，现场测试结果表明有效厚度小于0.5m的油层注入含聚污水后，动用厚度比例下降15%以上。二是含聚污水回注水驱后，造成二次采出水含聚［1，2］，水驱污水处理站处理能力将下降30%以上，也容易造成储层损害［3—5］。若能实现含聚污水配制稀释聚合物溶液，可解决含聚污水平衡问题，使含聚污水封闭在聚驱区块内，避免水驱储量损失，同时由于含聚污水中具有一定含量的聚合物，因此对聚合物的增黏具有一定积极影响［6］。最终对大庆油田中、长期稳产规划具有重要指导意义。1实验1.1实验材料聚合物为大庆炼化公司生产部分水解聚丙烯酰胺(HPAM)，相对分子质量2500×104。实验用水包括两种，饱和模型用水为模拟水，矿化度为6778mg/L;水驱用水为杏十三-联合站深处理污水(表1中深处理污水);配制聚合物溶液用清水为杏二源配制站清水(表1中清水)，污水分别为试验大队化验室配制不同含聚浓度污水(表1中含聚污水1、2、3和生化水)，其悬浮物及含油量均在5mg/L左右，水质分析结果见表1。1.2实验项目黏度采用DV-Ⅱ型布氏黏度仪测试;分子线团尺寸Dh采用BI-200SM型广角动/静态光散射仪系统(BrookhavenInstrumentsCop，USA)测试，实验前样品经核微孔滤膜过滤，核微孔滤膜由Pall公司生产，孔径为0.8μm;储能模量和损耗模量采用HAAKEＲS-150流变仪测定［7，8］。对各体系对应0，3，7，15，30，60，90d时，进行黏弹性和分子尺寸和黏度的检测，比较分析不同体系的黏弹性、稳定性和分子尺寸方面的差异。1.3实验条件实验过程中模拟大庆油田实际油藏条件，实验温度为45℃。2实验结果与分析2.1配制黏度和抗剪切性以不同水质(表1中的6种水样)配制稀释聚合物溶液至浓度为1600mg/L，对配制浓度为1600mg/L的清配污稀聚合物溶液体系进行预剪切，使其黏度降为配制黏度的60%。再以相同的剪切强度对其他各聚合物污水体系进行预剪切，并对各体系配制黏度及剪切后工作黏度进行检测，评价各体系的抗剪切性并计算黏度保持率(黏度保持率为工作黏度与配制黏度的比值)，检测及评价结果如表2，之后实验均采用体系编码表示。表1配制污水水质分析Table1Qualityanalysisofwastewaterforpreparation水样名称含聚浓度/(mg·L－1)悬浮物/(mg·L－1)含油量/(mg·L－1)Ca2+/(mg·L－1)Mg2+/(mg·L－1)Cl－/(mg·L－1)CO32－/(mg·L－1)HCO3－/(mg·L－1)SO42－/(mg·L－1)K+Na+/(mg·L－1)矿化度/(mg·L－1)黏度/(mPa·s)深处理污水0.003.200.0030.066.08868.53