堵水调剖车组入料系统设计研究
油田增产措施中堵水调剖技术的开发及应用
油田增产措施中堵水调剖技术的开发及应用发布时间：2022-08-10T05:32:13.660Z 来源：《科学与技术》2022年第30卷3月6期作者：蒋鹏刘尚昆樊伟边磊[导读] 堵水调剖技术基本上可以视为实现油田增产增效目标的重要技术手段，蒋鹏刘尚昆樊伟边磊库尔勒中油能源技术服务有限公司新疆巴州库尔勒 841000摘要：堵水调剖技术基本上可以视为实现油田增产增效目标的重要技术手段，主要通过利用科学合理的技术手段方式改善油田注水开发效果，促进油藏稳产化发展。
结合当前技术应用情况来看，堵水调剖技术已然成为油田增产技术体系的重点内容，必须予以高度重视。
针对于此，本文主要结合堵水调剖技术内容，对新时期堵水调剖技术开发以及应用情况进行研究分析，以供参考。
关键词：油田增产；堵水调剖；技术开发；应用分析引言：客观来讲，油田开发至中后期阶段，地层能量与采收率大幅度降低。
此时，我国大多数油田需要利用注水方式补充地层能量，确保整体采收率得以全面提高。
然而结合实际情况来看，因地层以及层非均质性以及复杂性特征相对明显，在注水过程中容易受到不确定因素影响而出现突进或者窜流现象。
最重要的是，随着注水量的不断增加，注水剖面所呈现出的不均匀性特点也会越来越明显，容易引发油井大量出水现象。
为及时缓解这一问题，行业内部需要主动开发与利用堵水调剖技术减少油井大量出水问题，保障增油潜力得以全面提升。
1 堵水调剖技术概念分析开发与利用堵水调剖技术的主要目的在于充分改善油田注水后的生产状况，确保油田在开采量上始终保持增产增效效果。
从技术应用角度上来看，堵水调剖技术需要通过严格控制产水以及油水，改善地下水在油井附近所呈现出的渗透规律。
一般而言，堵水调剖技术可根据工艺形式以及施工条件的限制要求细化，分为油井堵水与水井调剖两种形式[1]。
虽然技术方式以及流程存在差异，但是通过合理应用与贯彻落实，都可以降低地下水渗透率以及增强油井开采率。
需要注意的是，油井堵水技术方式通常需要使用生产井堵水处理剂，而水井调剖技术方式通常需要使用注水井调整吸水剖面。
深度调剖及堵水
深度调剖及堵水国内几十年来在治水方面积累了大量的经验教训。
关于水井深度调剖，开始采用高强度堵剂，挤死高吸水层段，这种工艺对全层水淹的井效果显著。
而我国油田属于陆相沉积，非均质性很强，在剖面上层内渗透率差异较大，如果深度调剖施工时将水淹层段堵死，这时注水井主要吸水层段被堵死，原来弱吸水段或不吸水段开始吸水，吸水剖面改变很理想。
但是，由于注入堵剂数量有限，2m 油层挤入500m3堵剂，挤入深度只有12．6m，当低渗透层水线推进到此处时，注入水又会窜入特高渗透层，造成深度调剖失效。
这种工艺每施工一口井增产油量一般不超过500t，个别有相对隔挡层的井或有相当好的潜力层的效果会好些。
根据这一情况发展了深度调剖，即加大堵剂用量，但是，深度调剖深度与堵剂用量是平方的关系，所以堵剂用量加大很多，深度调剖深度增加得并不多。
如2m 油层挤入1000m3堵剂进行深度调剖，深度也只有17．8m ，增产量和有效期改善仍不理想。
近年来深度调剖工艺发展成调驱工艺，即将深度调剖剂改进为可动的弱凝胶（调驱剂），使得深度调剖后调驱剂段塞推进速度稍快于低渗透层段水线推进速度，直到调驱剂段塞薄到一定程度后突破，再注第二个段塞，增产量和有效期都会大幅度提高。
下面只重点介绍调驱工艺。
值得注意的是调驱工艺有两个技术关键，一是必须根据渗透率，用岩心优选驱替剂的粘度，以保证调驱剂推进速度略快于新进水层段的水线推进速度；二是为了挤入调驱剂时尽量减少加强层的伤害，注入压力必须大于调剖层段的启动压差，小于加强层段的启动压差。
这两方面都可以用岩心（或人造模拟岩心）实测。
油井堵水也有类似问题，由于堵塞半径有限，增产量和有效期都很小，所以对孔隙性油藏来说，除非全层水淹否则对层内某层段出水不宜采用堵水措施。
而对块状裂缝性底水油藏，由于无法在水井进行调整，只能利用这类油田的非均质性在油井进行堵水，开始将大裂缝堵死，这样虽然将出水通道堵死，同时也将与大裂缝连通的小裂缝的出油通道堵死，所以效果也不理想。
化学调剖堵水技术研究现状
视． 现已发 展成 为调剖堵 水 的主要手段 。 化 学 调剖 堵 水所 使 用的材 料 可 以分 为选 择 性 和非选 择性 试 剂 。 中． 者又可分 其 前 为水 基材 料、 基材 料和醇 基材料 三类 ； 油
回高渗透 层 ． 增产 有效 期短 、 果差。 效
３ 生 物 料
剂 、 沫深 度 调 剖 、 凝 胶 、 态 分 散凝 泡 弱 胶 胶 。 是 在 如 何 使调 剖 剂能 够 准确 的按 但
在 微 生 物 调 剖 目前 常 用 的 方 法 是 将 细 照 意 图进 入 目的 层 地 下 的稳 定 性 和 交 菌 注 入 地 层 或 激 活 地 层 内的 微 生 物 ． 之 联 时 间调 控 等方 面仍 需 要继 续 进行 深 入 使
流度 制剂或液 流 改向化学 驱体 系等。
］ 光 机 材 料
黏 度 ， 善 原 油 流 动 性 二 次 交联 的技 ４ 复 合 材 料 许 多封 堵 剂 往 往 是 由两种 或 多种 主 术首 先 对 裂 缝 实 行 封堵 ， 后通 过 后续 然
力． 但机 械 强度 较 低 ． 成 胶 凝作 用时 间 形 很短 ． 且在 地 下通 常 会 与 酸 液 或 碱 液 发 二 、调 剖 堵水 发 展趋 势 以及 面 临 的问题 生反 应 失去凝 胶 结构 。 （ ）无 机 非 凝 胶 材 料 ２ 这 类材 料在 动态 条件下， 能稳定 ， 性
作 价 堵剂注入 量应 合理控制。 如果注入堵剂 煤 灰 、 、 渣 等 。无 机 凝 胶 的 特 点 是 成 种 材 料 在 强 度 、 用 半 径 和 周 期 、 格 等 时， 碱 矿 的量太少 起 不到堵水 的作用； 而注入堵 剂 本较 低 ． 稀 释 溶液 有 一定 的耐 高 温 能 方 面 的 互 补 和 各 种 性 能 的 均 衡 。 水
高温低渗油藏堵水调剖技术研究与应用
中注入能力差 ， 导致现场注入压力高而停止施工 ， 且凝 胶类堵 剂 的 耐 温抗 盐 能 力差 。因 此 ， 者 笔 通过对堵剂的聚合物和交联剂进行筛选 ， 制得了 适合 高温 高盐低 渗透 区块 堵水调 剖 的堵剂 。
１ 原料 及仪器
２ ２ 聚合 物和 交联 剂质 量分数 的确 定 ．
对 老油 田的控 水增 油意 义重 大 。
聚物 型 合 号 坌 ｌ￣ 黏／ ｌ Ｐ ａ 度
阳离 子 聚 丙 烯 酰 胺 Ｙ Ａ—Ｂ １２×１ ２ ． ０ 阴离 子 聚 丙 烯 酰 胺 Ｙ —Ａ １２×１ Ｉ ｌ ． ０
４ ２ ６． ５１ ８ ． ６ ９ ２．
胜坨 油 田经 多年 的研 究 与探 索 ， 主要 形 成 了 颗 粒 类 和 凝 胶 类 堵 剂 … ， 针 对 Ｔ４ 但 １３区块 等 高
选取 ４ 种类型的低相对分子质量的聚丙烯酰
胺 ， 用 坨 ４站 污 水 ， 别 配 制 含 量 为 ３００Ｘ 采 分 ０ １ Ｉ的聚合 物 溶 液 ， 入 交 联 剂 ， 用 Ｄ ０６ 加 采 Ｖ一３黏
２１ ０ ２年 ６月
林
琳等 ． 高温低渗油藏堵水调 剖技 术研究与应用
ｈ 也一 Ｒ— ｂ一
［ 关键词 ］ 调剖
堵剂
凝胶
低渗透
胜 坨 油 田综 合 含 水 率 达 ９ ．４ ， 渗透 油 ５２ ％ 低 藏将 是增储 上 产 的主要资 源基 础 ， 目前 共有 １ ３个 低 渗 区 块 ， 明 储 量 ２ ７４ Ｘ１ ｔ地 质 储 量 探 ． １ ０ ， ２ ６４×１ ｔ ．０ ０ 。但 由于储 层非 均质 性严 重 ， 长期 在
酚醛凝胶堵剂 ， 耐温能力为 ８ —１０℃ ， 矿化度 在 ４ ０ ｇ Ｌ以上 ， 岩心封 堵率在 ９ ％ 以 ０ ０ 耐 ００ ０ｍ ／ 对 ５ 上， 同时具有较好的注入性 能。截 至 ２ １ ０ ０年 １ 月 ， １ 在胜坨油 田 Ｔ４ １３区块 ３口井 中应用该堵剂 ， 累 计增 油２８９ ２ｔ ９ ． 。
调剖堵水的研究
姓名：学号：学院：专业：论文题目：指导教师：职称：指导教师签字：年月日摘要堵水就是控制水油比或控制产水，其实质是改变水在地层的流动特性，即改变水在地层中的渗透规律。
堵水作业根据施工对象的不同，分为油井（生产井）堵水和水井（注入井）调剖二类。
其目的是补救油井的固井技术状况和降低水淹层的渗透率（调整流动剖面），提高油层的采收率。
堵水剂一般是指用于生产井堵水的处理剂，调剖剂则是用于注水井调整吸水剖面的处理剂。
化学法堵水是化学堵水剂的化学作用对出水层造成诸塞，就目前应用和发展情况看，主要是化学堵水。
堵水调剖剂技求要在油田应用中获得成功，产生效益，除有好的堵剂外，还必须深入研究油藏及处理工艺，三者互相配合，不可偏废。
要选择好而实用的堵剂就要对油藏的情况有所了解，对水井注水情况和相应油井的生产情况有所了解，根据数据判断出油层情况，来确定所需药品要求，进行实验确定。
在实验确定时要考虑到注入水、地层水的水型，了解水中各矿物含量对成胶及胶体性能的影响，以及处理半径和成胶时间的确定，是确定调剖剂重中之重。
关键词：调剖、堵水、驱油、采收率、单液法、双液法目录一、调剖堵水剂的介绍 (1)1、调剖堵水的概念 (1)2、调剖时封堵高渗透层的 (1)3、调剖堵水剂的分类 (1)4、堵水、调剖剂的发展方向 (2)二、八区克下组油藏的介绍 (2)1、井组所在油藏介绍 (2)2、八区克下组油藏一井组油井生产情况 (3)三、关于八区克下组油藏调剖的介绍 (5)1、调剖剂的选用 (5)（1）聚丙烯酰胺 (7)（2）黄原胶 (8)2、调剖剂的使用 (9)四、实验机理及数据 (10)1、交联剂与HPAM冻胶体系 (10)2 、黄原胶与三氯化铬 (11)五、现场施工 (12)六、效果分析 (12)七、结论认识 (13)八、参考文献 (14)调剖堵水的研究一、调剖堵水的介绍1、调剖堵水的概念（1）调剖：调剖是为了发挥中、低渗透层的作用，提高注入水的波及系数，调整注水油层的吸水面。
堵水调剖工艺技术
堵水调剖工艺的重要性
01
02
03
提高采收率
通过堵水调剖工艺，可有 效控制水驱方向，提高注 入水的波及系数，从而提 高油田的采收率。
降低开发成本
堵水调剖工艺的应用可减 少无效注水和人工举升等 作业，从而降低油田开发 成本。
优化开发方案
堵水调剖工艺可根据油田 的实际情况，制定个性化 的开发方案，优化油田的 开发效果。
收集相关数据，如地层物性参数、流体性 质、生产动态等，以便进行工艺设计和效 果评估。
注入施工
按照设计的方案进行堵剂的注入施工，确 保施工质量和安全。
工艺设计
根据采集的数据和调剖目标，进行工艺方 案设计，包括堵剂选择、浓度配比、注入 方式、注入量等。
堵水调剖工艺的操作步骤
准备阶段
注入施工阶段
检查设备和工具，确保其处于良好状态； 准备堵剂和其他材料；对施工人员进行技 术交底和安全培训。
堵水调剖工艺的案例分析
案例一：某油田的堵水调剖实践
堵水调剖目的
解决油田开发中出水过多的问题，提高采收率。
堵水调剖方案
采用高分子凝胶作为堵水剂，通过注水井注入地层，对出 水层进行封堵。同时，采用聚合物微球作为调剖剂，对地 层进行调剖，调整地层渗透率。
实施效果
成功封堵出水层，降低产水量，提高采油量，取得显著的 经济效益。
案例二：某气田的调剖工艺应用
堵水调剖目的
解决气田开发中出水过多的问过注水井注入地层，对出水层进行封堵。同时，采用聚合 物颗粒作为调剖剂，对地层进行调剖，调整地层渗透率。
实施效果
成功封堵出水层，降低产水量，提高天然气采收率，取得显著的经济效益。
THANKS
感谢观看
按照设计的注入方式进行施工，控制注入 压力和流量，确保堵剂均匀注入地层；同 时进行实时监测，防止出现异常情况。
堵水调剖车组入料系统设计研究
之间） ， 将原料经由吸料管吸入混配罐， 这样即避免了聚合物与水在 射流器内直接接触产生的堵塞， 还可以让调剖母料在混配过程中更
加 均匀 ， 减 少 粘连 和 挂 壁 。 料 斗底 部设 计成 倾斜 角较 大 的坡 面 ， 呈 倒 ＞＞ 上 接 第２ ９ ４ 页） 金 字塔 状 ， 让 聚 合物 颗粒 在进 入 射 流器之 前先在 料斗 中充 分汇集 、 混 （ 因此 ， 在 对其 进行计 算 的时候 不会受 到其 他模 拟钟 差 合。 安装抗腐蚀胶管， 同时在胶管管 口 安装鸭嘴状防堵吸料器以控制 是 独立 存在 的 ，
境 的污染 。
另外 ， 为了避 免射 流 器内水 料接 触造 成 的内腔堵 塞。 需要 将射 流 可以减 少 水流 路程 ， 使入 料压 力保 持与射 流 器出 口相 同， 让 聚合物 充
分与水 流接 触 ， 均匀 混配 。
料 分 离， 又能保 证入 料速 度 ， 提 高工作 效率并防止腐蚀性调 剖药剂对环 器传统 的横 置改 为竖置 ， 射流 嘴朝 下直接 将聚合物 颗粒 射人混 配罐 ， 【 关 键词 】调剖堵 水； 射 流式 ； 水料分 离
气室时， 会在混气室形成真空， 由料斗落料 口（ 或导料管） 吸入大量空 行 维护 ， 并可根 据功 能进 行转 换和 调整 ， 为调 剖车 组 提供 产品优 势 的
气， 使 所加 药物 随 空气 进 入混 气室 ， 在喉 管 处与 液体 剧 烈混 合 ， 形成 同时， 也能满足其他地区油田堵水调剖作业的不同需求， 并为其展现 气液 混 合体 ， 由扩 散 管排 出， 空气 在水 体 中以 细微 气泡 上升 以 形成高 了广 阔的市场 前景 。 效的 物质传 递 。 整 个流 程 全部 自 动 化 控制 ， 通 过射 流 器内射 流嘴 的孔 径 尺寸 变化 来控 制 药剂 与进 水量 的 混 配比例 ， 也可 转人 工操 作 ， 由控 参考文献 制室 窗 口观 察入料 情 况 ， 在控 制台上设 定专 门对料 斗入料量 进行 控制 【 １ 】 李 百军 ， 毛 罕平 ， 李凯． 并联 文丘 里 管吸肥 装 置 的研 究及 其 参 数选 择［ Ｊ ］ ． 排 灌机械 ， ２ ０ ０ １ ． １ ： ４ ２ ～４ ５ 的控 制区 。 ［ ２ 】 许一 飞， 许 炳华 ． 喷 灌 机械 原 理 、设 计 、应 用【 Ｍ ］ ． 北京： 中国 ２ ． 料 斗设 计 料斗设 计主 要注 意 ： （ １ ） 料斗底 部倾 斜角度 过 小 ， 无法充 分落 料 ； 剖 作业 的母 料 辅 料 配方 不尽 相 同， 原 料质 地 、 比重、 腐 蚀性 等 方面 存
堵水、调剖技术概述
堵水、调剖技术概述发布：多吉利来源：减小字体增大字体堵水、调剖技术概述油田开发到中后期，通过注水补充地层能量是我国大部分油田所采用的主要措施。
由于油层存在着非均质性，会出现水在油层中的“突进”和“窜流”现象，严重地影响着油田的开发效果。
为了提高注水效果和油田的最终采收率，需要及时的采取堵水调剖技术措施。
一、堵水调剖的概念（一）吸水剖面与调剖对于注水井，由于地层的非均质性，地层的每一层的吸水量都是不平衡的，每一层的每一部分的吸水量都是不同的，这反映在吸水剖面上。
地层吸水的不均匀性，为了提高注入水的波及系数，需要封堵吸水能力强的高渗透层，称为调剖。
（二）产液剖面与堵水对于油井，由于地层的非均质性，每一层与每一层的不同部分，产油量与含水率都不一定相同，其产液剖面是不均匀的。
封堵高产水层，改善产液剖面，称为堵水。
堵水能够提高注入水的波及系数。
堵水的成功率往往取决于找水的成功率。
除了直接测定产液剖面外，还可以利用井温测井等方法来确定出水层位。
二、堵水调剖方法（一）机械卡封利用井下工具将高吸水层或高产水层封住，称为机械卡封。
机械卡封作用范围只限于井筒范围，但由于施工简单，成本较低，往往成为优先考虑的堵水方法。
（二）化学堵水向地下注入化学剂，用化学剂或者其反应产物堵塞高渗透层或高产水层，称为化学堵水。
（1）单液法与双液法：从施工工艺来分，化学堵水可分为单液法与双液法。
单液法是向油层注入一种工作液，这种工作液所带的物质或随后变成的物质可封堵高渗透层。
双液法是向地层注入相遇后可产生封堵物质的两种工作液（或工作流体）。
注入时，这两种工作液用隔离波隔开，但随着工作液向外推移，隔离液越来越薄。
当外推至一定程度，即隔离液薄至一定程度，它将不起隔离作用，两种工作液相遇产生封堵地层的物质。
由于高渗透层吸入更多的工作液，所以封堵主要发生在高渗透层，达到调剖的目的。
（2）选择性堵水工艺：利用产液剖面等测试资料，确定出水部位后，进行选择性堵水。
油田化学堵水调剖剂研究进展
作用 。Ｈ Ａ Ｐ Ｍ堵 水剂 可 按 含水 饱 和度 的大小 进 入 地层 ， 并按含水饱 和度 的大小调整地 层对水 的渗 透
性， 是一种性能 优 良、 用广 泛 的选择性 堵水剂 。 应 １ １ １ ２ 部分 水解 聚丙 烯腈 ． ．．
选 择性 堵 水 技 术 适 用 于 不 易 用 封 隔 器 将 油层与 待封堵 水 层分 开 的施 工作业 。油 田化 学选
进 了堵 水调 剖技术 的不断发 展 。
以聚丙 烯 酰 胺 为 代 表 的 水 溶 性 聚合 物 是
目前国外使用最广泛和最有效 的堵水材料， 将其
注人地层 后 可 以限制井 内出水 而又不 影 响油气 的
根 据施 工对 象 的 不 同 ， 水 作 业 分 为 油 井 堵 堵
水 和注水 井调 剖两 大类 ， 无论 是堵 水还 是调 剖 ， 目
收稿 日期 ：０ ７ —０ ２ ０ ￣３１ 。 作者简介 ： 宋燕 高，０７年获西 南石 油大学化 学工艺专业 ２０ 硕士学位 ， 现主要从事增产工艺 技术方面的研究 。
维普资讯
精
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细
石 油 化
工
进
展
ＡＤＶＡ ＥＳ Ｉ Ｆ ＮＥ Ｐ ＴＲ ＨＥＭＩ Ａ Ｓ ＮＣ Ｎ Ｉ Ｅ ＯＣ ＣＡＬ Ｉ Ｃ
２０ ０ ８年 ５月
宋 燕 高 等 ． 田化 学 堵 水 调 剖 剂 研 究进 展 油
５
油 田化 学 堵 水 调 剖 剂 研 究 进 展
宋燕高 牛 静 贺 海 汪 伟。
（． １ 中国石化西南油气分公 司工程技术研究 院， 阳 ６ ５０ 德 １００； ２ Ｉ ｌ 管理 局钻 采工艺研 究院 ， 阳 ６ ８ ０ ；． ｌ ． ｔ 石油 ￣Ｊ ｌ 德 １３ ０ ３ ＮＪ 石油管理局川东钻探公司 ， 庆 ４０ ２ ） ｌ 重 ０ ０ ０ 摘 要 综述 了国内外堵水调剖 剂的应用开发情况和研究现状 ， 田化学 堵水剂包 括选择性 油
地面智能注入系统在堵水调剖中的应用
地面智能注入系统在堵水调剖中的应用一、引言1.1 研究背景和意义1.2 目的和研究内容1.3 论文结构二、地面智能注入系统的构成和原理2.1 系统构成2.2 系统原理2.3 系统技术特点三、堵水调剖技术原理及其中存在的问题3.1 堵水调剖技术原理3.2 堵水调剖技术存在的问题四、地面智能注入系统在堵水调剖中的应用4.1 注水前的数据采集4.2 注水中的实时监测和控制4.3 注水后的数据分析和处理五、应用实例和实验结果分析5.1 应用实例介绍5.2 实验结果分析及讨论六、结论与展望6.1 结论总结6.2 研究展望参考文献一、引言1.1 研究背景和意义随着现代技术的不断发展，注水和调剖技术在石油开发领域中得到了广泛应用。
堵水调剖技术是近年来石油勘探、开发和生产领域中的一项重要技术，利用人工或天然的物质加固或封堵某些部位，改变地层渗透性及流体性质，从而调整油气水分布，提高采收率。
堵水调剖技术所使用的胶凝材料质量不仅对调剖效果有直接影响，而且对管柱、井筒等设备具有磨损、腐蚀等问题。
因此，科学的堵水调剖工艺和技术是提高石油采收率的关键之一。
当前，国内外堵水调剖技术仍存在一些问题，如胶凝材料在地下环境下细微变化的sensitivity 问题、及时评估成效的缺乏等，影响了堵水调剖技术的效率及效果。
一旦注入的流体没有达到预定的地层位置及胶凝程度，则会导致后期调剖效益受影响，极大影响注水作业的效果与效率。
1.2 目的和研究内容因此，本文旨在针对堵水调剖技术中流体注入过程的问题，设计并研究了一种地面智能注入系统，通过在注入过程中对流体参数的实时监测与控制，以及对注入效果的实时反馈进行调整，提高注水作业效率，提高注入效果和降低环境污染。
本文具体研究内容如下：1. 系统构成和工作原理：本文将介绍地面智能注入系统的构成和工作原理，并阐述其特点与优势。
2. 堵水调剖技术原理及存在的问题：本文将介绍堵水调剖技术的原理及存在的问题，包括流体注入的过程及需解决的问题等。
油田堵水调剖作业地面混配注入系统研制及应用
◀油气田开发工程▶油田堵水调剖作业地面混配注入系统研制及应用∗安申法(胜利油田分公司石油工程技术研究院)安申法.油田堵水调剖作业地面混配注入系统研制及应用[Ｊ].石油机械ꎬ２０２３ꎬ５１(８):１１５－１２３.ＡｎＳｈｅｎｆａ.Ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔａｎｄａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｏｆｓｕｒｆａｃｅｍｉｘｉｎｇａｎｄｉｎｊｅｃｔｉｏｎｓｙｓｔｅｍｆｏｒｗａｔｅｒｐｌｕｇｇｉｎｇａｎｄｐｒａｆｉｌｅｃｏｎｔｒｏｌｉｎｏｉｌｆｉｅｌｄｓ[Ｊ].ＣｈｉｎａＰｅｔｒｏｌｅｕｍＭａｃｈｉｎｅｒｙꎬ２０２３ꎬ５１(８):１１５－１２３.摘要:随着油田堵水调剖技术的发展ꎬ注入聚合物的种类逐渐多样化ꎬ对聚合物的配置精度和效率提出了更高要求ꎮ为满足局部区块堵水调剖作业需求ꎬ研制了一套用于自动混配和注入的地面配注系统ꎬ该系统包括进料㊁熟化㊁泵注㊁井口和监控５个主要模块ꎬ可用于２种粉状和２种液态物料的分别或同时配注ꎮ根据堵水调剖工艺要求ꎬ设计了总体结构方案ꎬ针对关键模块和装置开展了结构优化ꎮ考虑粉状物料的离散颗粒特性ꎬ设计了以螺旋输送和射流吸入方式相结合的进料装置ꎬ实现了定量和连续进料ꎻ通过配置２套搅拌罐ꎬ并由监控系统对各模块工况监测和控制ꎬ交替完成熟化和泵注ꎬ确保连续不停机工作ꎮ现场应用表明ꎬ该系统可实现 两固两液 物料同时或分别配注ꎬ不需要人工上料和操作ꎬ配置精度和可靠性适应堵水调剖工艺要求ꎮ研制与研究为装置的推广应用奠定了基础ꎮ关键词:堵水调剖ꎻ地面系统ꎻ粉液混配ꎻ定量进料ꎻ自动化中图分类号:ＴＥ３５７㊀文献标识码:Ａ㊀ＤＯＩ:１０ １６０８２/ｊ ｃｎｋｉ ｉｓｓｎ １００１－４５７８ ２０２３ ０８ ０１６ＤｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔａｎｄＡｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｏｆＳｕｒｆａｃｅＭｉｘｉｎｇａｎｄＩｎｊｅｃｔｉｏｎＳｙｓｔｅｍｆｏｒＷａｔｅｒＰｌｕｇｇｉｎｇａｎｄＰｒａｆｉｌｅＣｏｎｔｒｏｌｉｎＯｉｌｆｉｅｌｄｓＡｎＳｈｅｎｆａ(ＰｅｔｒｏｌｅｕｍＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙＲｅｓｅａｒｃｈＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆＳｉｎｏｐｅｃＳｈｅｎｇｌｉＯｉｌｆｉｅｌｄＣｏｍｐａｎｙ)Ａｂｓｔｒａｃｔ:Ａｓｔｈｅｗａｔｅｒｐｌｕｇｇｉｎｇａｎｄｐｒｏｆｉｌｅｃｏｎｔｒｏｌｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙｄｅｖｅｌｏｐｓｉｎｔｈｅｏｉｌｆｉｅｌｄｓꎬｔｈｅｔｙｐｅｓｏｆｉｎｊｅｃｔｅｄｐｏｌｙｍｅｒｓａｒｅｇｒａｄｕａｌｌｙｄｉｖｅｒｓｉｆｉｅｄꎬｗｈｉｃｈｐｕｔｓｆｏｒｗａｒｄｈｉｇｈｅｒｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔｓｆｏｒｔｈｅｐｒｅｐａｒａｔｉｏｎａｃｃｕｒａｃｙａｎｄｅｆｆｉ￣ｃｉｅｎｃｙ.Ｔｏｍｅｅｔｔｈｅｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔｓｏｆｗａｔｅｒｐｌｕｇｇｉｎｇａｎｄｐｒｏｆｉｌｅｃｏｎｔｒｏｌｏｐｅｒａｔｉｏｎｉｎｌｏｃａｌｂｌｏｃｋꎬａｓｕｒｆａｃｅｍｉｘｉｎｇｉｎｊｅｃｔｉｏｎｓｙｓｔｅｍｕｓｅｄｆｏｒａｕｔｏｍａｔｉｃｍｉｘｉｎｇａｎｄｉｎｊｅｃｔｉｏｎｗａｓｄｅｖｅｌｏｐｅｄꎬｉｎｃｌｕｄｉｎｇｆｏｕｒｍａｉｎｍｏｄｕｌｅｓ:ｆｅｅｄｉｎｇꎬｃｕｒｉｎｇꎬｐｕｍｐｉｎｇａｎｄｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇꎬｗｈｉｃｈｃｏｕｌｄｂｅｕｓｅｄｆｏｒｓｅｐａｒａｔｅｏｒｓｉｍｕｌｔａｎｅｏｕｓｍｉｘｉｎｇｉｎｊｅｃｔｉｏｎｏｆｔｗｏｔｙｐｅｓｏｆｐｏｗｄｅｒａｎｄｔｗｏｔｙｐｅｓｏｆｌｉｑｕｉｄｍａｔｅｒｉａｌｓ.Ｂａｓｅｄｏｎｔｈｅｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔｓｏｆｗａｔｅｒｐｌｕｇｇｉｎｇａｎｄｐｒｏｆｉｌｅｃｏｎｔｒｏｌｔｅｃｈｎｏｌｏ￣ｇｙꎬａｎｏｖｅｒａｌｌｓｔｒｕｃｔｕｒａｌｐｌａｎｗａｓｄｅｓｉｇｎｅｄꎬａｎｄｓｔｒｕｃｔｕｒｅｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎｗａｓｃａｒｒｉｅｄｏｕｔｆｏｒｋｅｙｍｏｄｕｌｅｓａｎｄｄｅ￣ｖｉｃｅｓ.Ｃｏｎｓｉｄｅｒｉｎｇｔｈｅｄｉｓｃｒｅｔｅｐａｒｔｉｃｌｅｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓｏｆｐｏｗｄｅｒｅｄｍａｔｅｒｉａｌｓꎬａｆｅｅｄｉｎｇｄｅｖｉｃｅｃｏｍｂｉｎｉｎｇｓｃｒｅｗｃｏｎｖｅｙｉｎｇａｎｄｊｅｔｓｕｃｔｉｏｎｗａｓｄｅｓｉｇｎｅｄｔｏａｃｈｉｅｖｅｑｕａｎｔｉｔａｔｉｖｅａｎｄｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓｆｅｅｄｉｎｇ.Ｔｗｏｓｅｔｓｏｆａｕｇｅｒｔａｎｋｓｗｅｒｅｅｑｕｉｐｐｅｄꎬａｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇｃｏｎｔｒｏｌｓｙｓｔｅｍｗａｓｕｓｅｄｔｏｍｏｎｉｔｏｒａｎｄｃｏｎｔｒｏｌｔｈｅｗｏｒｋｉｎｇｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓｏｆｅａｃｈｍｏｄｕｌｅꎬａｎｄｃｕｒｉｎｇａｎｄｐｕｍｐｉｎｇｗｅｒｅａｌｔｅｒｎａｔｅｌｙｃｏｍｐｌｅｔｅｄｔｏｅｎｓｕｒｅｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓａｎｄｕｎｉｎｔｅｒｒｕｐｔｅｄｏｐｅｒａｔｉｏｎ.Ｆｉｅｌｄａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓｈｏｗｓｔｈａｔｔｈｅｓｙｓｔｅｍｃａｎａｃｈｉｅｖｅｓｉｍｕｌｔａｎｅｏｕｓｏｒｓｅｐａｒａｔｅｍｉｘｉｎｇｉｎｊｅｃｔｉｏｎｏｆ ｔｗｏｓｏｌｉｄａｎｄｔｗｏｌｉｑｕｉｄ ｍａｔｅｒｉ￣ａｌｓꎬｗｉｔｈｏｕｔｔｈｅｎｅｅｄｆｏｒｍａｎｕａｌｆｅｅｄｉｎｇａｎｄｏｐｅｒａｔｉｏｎꎬａｎｄｔｈｅｐｒｅｐａｒａｔｉｏｎａｃｃｕｒａｃｙａｎｄｒｅｌｉａｂｉｌｉｔｙｍｅｅｔｔｈｅｒｅ￣５１１ ㊀２０２３年㊀第５１卷㊀第８期石㊀油㊀机㊀械ＣＨＩＮＡＰＥＴＲＯＬＥＵＭＭＡＣＨＩＮＥＲＹ㊀㊀㊀∗基金项目:中国石油化工集团有限公司重点科技攻关课题 油田修井与堵调作业新装备研制 (３１９０１３)ꎮｑｕｉｒｅｍｅｎｔｓｏｆｗａｔｅｒｐｌｕｇｇｉｎｇａｎｄｐｒｏｆｉｌｅｃｏｎｔｒｏｌｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ.Ｔｈｅｆｉｅｌｄａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｒｅｓｕｌｔｓｌａｙａｆｏｕｎｄａｔｉｏｎｆｏｒｔｈｅｐｏｐｕｌａｒｉｚａｔｉｏｎａｎｄａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｏｆｔｈｅｓｙｓｔｅｍ.Ｋｅｙｗｏｒｄｓ:ｗａｔｅｒｐｌｕｇｇｉｎｇａｎｄｐｒｏｆｉｌｅｃｏｎｔｒｏｌꎻｓｕｒｆａｃｅｓｙｓｔｅｍꎻｐｏｗｄｅｒａｎｄｌｉｑｕｉｄｍｉｘｉｎｇꎻｑｕａｎｔｉｔａｔｉｖｅｆｅｅｄｉｎｇꎻａｕｔｏｍａｔｉｏｎ０㊀引㊀言我国主力油田逐渐进入开发中后期ꎬ高含水问题严重影响了油田的采收率ꎮ采用堵水技术调整剖面ꎬ可有效缓解油井出水问题ꎬ该技术已经成为油田提高采收率的重要手段[１]ꎮ堵水调剖技术是将混配后的堵剂溶液通过注水井注入井筒并到达目标地层ꎬ达到封堵地层出水孔道的目的[２]ꎮ我国的堵水调剖技术历经６０多年的发展ꎬ在大庆㊁胜利㊁河南等陆上油田以及海上油田都得到了广泛的应用ꎮ堵水调剖技术由机械堵水发展到化学堵水ꎬ并逐渐向深度化㊁智能化方向发展[３]ꎬ堵剂类型由最初的水泥浆㊁树脂溶液发展到聚合物配置的堵剂溶液ꎮ聚合物物料溶解于水中ꎬ经过混合熟化后便可形成黏度满足注入要求的堵剂溶液[４－５]ꎬ在通过油层后仍具有较高的残余阻力系数和黏弹效应[６]ꎬ能够达到较好的降水增油效果ꎮ由于构成堵剂的聚合物溶液具有非牛顿流体特征[７]ꎬ同时地层中的渗流流动复杂ꎬ使得堵调效果对注入流体性质非常敏感ꎮ因此ꎬ堵调工艺实施的关键步骤之一在于堵剂溶液的配置[８]ꎮ为配置符合注入要求的堵剂溶液ꎬ需要研制专用的地面混配装置ꎮ目前ꎬ油田注堵剂地面系统多采用 配注分开 工艺[９]ꎬ该工艺对大区块大规模注入有较好的适用性ꎬ但应用于小规模采油区块却存在效率低㊁流程复杂的缺点[１０]ꎮ随着堵水调剖技术的深度化ꎬ单次注入药剂的种类呈现多样化特征ꎬ除了干粉状的聚合物ꎬ还出现了一些新型的液体药剂[１１]ꎬ此举对目前的聚合物混配装置有了更高的要求ꎬ需要解决传统装置效率低㊁工艺流程复杂㊁智能化程度低和环境污染等问题[１２]ꎮ针对中小规模堵水调剖作业需求ꎬ设计研制了一套地面混配注入系统和装置ꎬ能够实现多种物料自动混合配注ꎬ满足深度堵水调剖工艺需求ꎮ笔者所提出的设计和方案ꎬ包括进料预混㊁搅拌熟化㊁增压注入等模块ꎬ满足混配精度㊁压力及流量等指标要求ꎬ使整个系统具有定量化㊁自动化㊁易操作性等特点ꎬ具有很好的推广前景ꎮ１㊀总体方案１ １㊀设计难点及解决方案堵水调剖作业地面配注系统的设计难点如下:①如何将进料㊁混配㊁熟化㊁注入工序集成ꎬ保证堵剂的配置质量ꎬ同时提高注堵剂地面装备作业效率和自动化程度[１３]ꎻ②如何保证装置紧凑和配置精度ꎬ以实现 两固两液 同步㊁异步及定量进料ꎬ是实现堵水调剖装备精确控制和自动化的关键ꎮ针对以上难题ꎬ提出以下解决方案:①根据物料属性及工艺流程ꎬ以定量㊁可控㊁高效为目标ꎬ优化优选关键节点装置ꎬ完成橇装模块布局集成和控制系统研制ꎻ②采用 螺旋输送＋射流吸入 的粉状药剂进料新工艺ꎬ优化熟化罐搅拌工艺参数㊁叶轮结构参数ꎮ１ ２㊀系统组成本文设计的油田堵水调剖用粉液混配注入系统可分为５个模块:自动进料模块㊁搅拌熟化模块㊁泵注模块㊁井口模块和监控模块ꎮ该系统的总体组成如图１所示ꎮ１ 搅拌罐ꎻ２ 进料装置ꎻ３ 缓冲罐ꎻ４ 井口采油树ꎻ５ 往复式泵ꎻ６ 离心泵ꎻ７ 控制柜ꎮ图１㊀系统组成和装置布局图Ｆｉｇ １㊀Ｓｙｓｔｅｍｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎａｎｄｄｅｖｉｃｅｌａｙｏｕｔ自动进料模块包含进料装置及管汇㊁阀件ꎻ搅拌熟化模块包含２套机械搅拌罐及其部件ꎻ泵注模块包含喂入泵和注入泵ꎬ喂入泵采用离心泵ꎬ注入泵采用往复式注聚泵ꎻ井口模块包含井口采油树㊁缓冲罐以及高压管汇ꎻ监控模块包括地面控制柜㊁监测仪器仪表以及可控阀门阀件等ꎮ６１１ ㊀㊀㊀石㊀油㊀机㊀械２０２３年㊀第５１卷㊀第８期１ ３㊀工艺流程各模块顺序运行情况如图２所示ꎮ来自料斗和液罐的粉料和液料经过进料模块预混合ꎬ随后进入到搅拌熟化模块完成熟化ꎬ达到注入要求后ꎬ熟化液通过泵注模块增压ꎬ再注入到井口ꎮ图２㊀各模块的运行顺序Ｆｉｇ ２㊀Ｒｕｎｎｉｎｇｓｅｑｕｅｎｃｅｏｆｍｏｄｕｌｅｓ自动进料模块主要包含１个可橇装的 两固两液 进料装置ꎬ该橇装装置集成了２套并联水射流分散溶解装置(即粉状聚合物进料装置)和２套并联计量泵喂入装置(即液体药剂进料装置)ꎮ来自井口分支管线的高压水作为进料模块的动力液ꎬ在射流负压作用下将粉状聚合物吸入到系统中ꎬ并实现粉状聚合物与高压水的初步混合ꎮ搅拌熟化混配模块主要由２套机械搅拌熟化罐及其配件组成ꎮ粉料㊁液料及高压水在罐内充分混合㊁搅拌并熟化ꎬ以达到可以注入井口的聚合物水溶液标准ꎮ泵注模块主要用于将搅拌罐中的聚合物水溶液加压ꎬ然后将其注入到井口中ꎮ井口模块主要动能包括接收泵注模块输送的堵剂溶液ꎬ引出高压水并将其输送到进料装置中ꎮ井口模块中的缓冲罐用于对高压水的压力进行缓冲ꎬ避免对进料装置中的关键元件造成影响ꎮ综上ꎬ堵水调剖粉液混配注入系统的工艺流程如图３所示ꎮ图３㊀工艺流程图Ｆｉｇ ３㊀Ｔｅｃｈｎｉｃａｌｐｒｏｃｅｓｓ１ ４㊀主要技术参数该混配注入系统要完成２种粉类药剂的分散溶解以及２种液态药剂的增压喂入ꎬ可以完成某１种或２种粉状药剂与某种或２种液体药剂不同搭配混合配置ꎮ系统的主要技术参数如下:(１)粉状物料:可以满足油田调剖注剂对某１种特定聚合物(如聚丙烯酰胺)或２种不同聚合物(如聚丙烯酰胺及某种粉状交联剂)的配注要求ꎮ(２)液体物料:要求同粉状聚合物ꎮ(３)混配水源:以井口的高压污水作为整个系统的动力液ꎬ高压井水的压力选择为１６ＭＰａꎬ最大流量为１５ｍ３/ｈꎬ经过减压阀后ꎬ压力降至１ＭＰａꎮ(４)固态药剂的混配浓度:５０００ｍｇ/Ｌꎬ混配量１０~１５ｍ３/ｈꎻ液态药剂的喂入量:压力０ ８ＭＰａꎬ喂入量为１００Ｌ/ｈꎮ(５)自动进料橇块最大尺寸(长ˑ宽ˑ高):６ｍˑ３ｍˑ３ｍꎮ２㊀关键装置研制２ １㊀粉液进料模块根据堵水调剖工艺的不同ꎬ注入的药剂包含粉状与液体２大类ꎮ粉状物料从干粉到母液并达到注入要求的工艺流程可分为４部分ꎬ分别为干粉吸入㊁溶解㊁搅拌熟化和溶液注入ꎮ相比于粉状物ꎬ液体物料的定量进料更容易实现ꎬ但也需要完成输送和注入ꎬ而且在工艺流程中会与粉状物料进行混合ꎮ为满足 两固两液 的进料要求ꎬ进料模块中设置２套粉状进料装置和２套液体进料装置ꎮ为了便于粉状物料的定量控制ꎬ同时保证吸入物料的连续性ꎬ采用 螺旋输送和射流吸入 相结合的方式ꎬ通过控制螺旋输送电机的转速来控制粉料的７１１ ２０２３年㊀第５１卷㊀第８期安申法:油田堵水调剖作业地面混配注入系统研制及应用㊀㊀㊀进料量[１４]ꎮ螺旋输送器的出口与射流吸入口连接ꎬ利用射流产生的负压ꎬ确保输送器出口的粉料连续的被吸入到混配管线中ꎮ液体物料的定量控制则通过计量泵完成ꎮ两固两液 进料模块如图４所示ꎬ２套粉状和液体药剂进料装置之间并排布置ꎮ通过阀门控制既可实现每套装置单独工作ꎬ也可多套装置同时运行ꎬ取决于堵水调剖工艺和药剂用量ꎮ将粉状进料装置与液体进料装置集成在一个橇块中ꎬ各套装置留有操作维修空间ꎮ１ 高压入水口ꎻ２ 射流式进料器ꎻ３ 螺旋进料器ꎻ４ 料斗ꎻ５ 激振器ꎻ６ 缓存罐ꎻ７ 控制柜ꎮ图４㊀ 两固两液 进料模块示意图Ｆｉｇ ４㊀Ｓｃｈｅｍａｔｉｃｄｉａｇｒａｍｏｆ ｔｗｏｓｏｌｉｄａｎｄｔｗｏｌｉｑｕｉｄ ｆｅｅｄｉｎｇｍｏｄｕｌｅ１ 压力计Ｐ１ꎻ２ 高压截止阀ꎻ３ 减压阀ａꎻ４ 减压阀ｂꎻ５ 压力计Ｐ２ꎻ６ 高压水阀ꎻ７ 净化器ꎻ８ 流量计ꎻ９ 压力计Ｐ３ꎻ１０ 进料装置ꎻ１１ 压力计Ｐ４ꎮ图５㊀粉料进料装置结构Ｆｉｇ ５㊀Ｓｔｒｕｃｔｕｒｅｏｆｐｏｗｄｅｒｆｅｅｄｉｎｇｄｅｖｉｃｅ粉状进料装置结构如图５所示ꎮ４个压力计分别安装在减压阀前(Ｐ１)后(Ｐ２)和粉状聚合物进料装置前(Ｐ３)后(Ｐ４)ꎻ流量计安装在粉状聚合物进料装置前ꎻ高压截止阀安装在高压污水入口处ꎻ２个减压阀(一级减压阀及二级减压阀)安装在高压截止阀后ꎻ控制高压污水进入进料装置的高压水阀ꎬ安装在２个减压阀后ꎻ净化器安装在开关阀门后ꎬ在进入进料装置前净化高压污水中的杂质ꎮ该实物装置如图６所示ꎮ图６㊀进料模块实物图Ｆｉｇ ６㊀Ｐｈｏｔｏｓｏｆｆｅｅｄｉｎｇｍｏｄｕｌｅ粉料进料装置由料斗㊁低料位计㊁激振器㊁螺旋进料装置和射流进料器组成ꎮ料斗是给料和暂时储存的设备ꎻ低料位计用于监测粉料位置高度ꎬ低于一定高度时即发出警报ꎬ提醒需要加料ꎻ激振器能震碎受潮成块的颗粒ꎬ减少颗粒在料斗内壁的黏贴ꎻ螺旋进料装置利用螺旋叶片将料斗里的颗粒定量的输送到射流进料器中ꎬ射流进料器利用负压效应将颗粒吸入到高压污水流过的管中ꎬ最后通过进料器的出口管排到混配装置中ꎮ２ ２㊀搅拌熟化模块由进料模块输送的粉状和(或)液体物料经过预混合后ꎬ完成初步溶解ꎮ预混合的物料进入到搅拌熟化模块ꎬ通过机械搅拌进行充分混合和熟化ꎮ注剂时必须达到规定的熟化时间ꎬ才能满足注入要求ꎮ因此ꎬ熟化与注入过程是交替完成ꎬ需要配置２个搅拌熟化罐ꎬ一个搅拌熟化罐处于注入状态时ꎬ另一搅拌熟化罐的单向阀关闭ꎬ进行熟化过程ꎮ图７为搅拌熟化模块ꎮ如图７ａ所示ꎬ每个搅拌熟化罐配置２套搅拌装置ꎬ确保充分搅拌ꎮ该罐配有观察窗ꎬ内设黏度计㊁液位计等用于监测物性ꎮ并通过多点安装降低监测误差ꎬ提高监测效 ８１１ ㊀㊀㊀石㊀油㊀机㊀械２０２３年㊀第５１卷㊀第８期图７㊀搅拌熟化模块Ｆｉｇ ７㊀Ｓｔｉｒｒｉｎｇａｎｄｃｕｒｉｎｇｍｏｄｕｌｅ率ꎮ通过观察窗观察搅拌叶片的运行状态以及罐内溶液的熟化情况ꎮ搅拌熟化罐上部设有透气孔ꎬ使罐内气压保持恒定ꎮ搅拌熟化罐内部的物性测量主要为黏度和密度的测量ꎮ在针对黏度的在线测量方案中ꎬ根据工艺条件中的温度㊁压力㊁黏度范围㊁安装要求等ꎬ并考虑聚合物的流变学特性ꎬ选择旋转式黏度计ꎮ同理ꎬ对搅拌熟化罐中溶液密度进行实时监测选择接触式测量ꎮ黏度计和密度计的测量原理图如图８所示ꎮ图８㊀黏度和密度测量示意图Ｆｉｇ ８㊀Ｓｃｈｅｍａｔｉｃｄｉａｇｒａｍｏｆｖｉｓｃｏｓｉｔｙａｎｄｄｅｎｓｉｔｙｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ㊀㊀在安装黏度计和密度计时需要设计安装支架和引流流道ꎬ保证观测点液面具有较小的流场扰动ꎮ另外ꎬ黏度计和密度计既要保留数显功能ꎬ以便工作人员的查看ꎻ还要具备传输数据的功能ꎬ将测得的数据实时传递至总控制台ꎮ由于黏度计和密度计的测量方案均需要与溶液接触ꎬ因此ꎬ在实时监测数据时需保证黏度计和密度计的测量部分均被溶液完全浸没ꎮ对黏度计和密度计的相关要求如表１所示ꎮ双搅拌器配制装置如图７ｂ所示ꎮ单个搅拌熟化罐由２个搅拌器和２台三相异步电动机组成ꎮ其主要参数如表２㊁表３和表４所示ꎮ表１㊀黏度计与密度计参数表２㊀搅拌电机主要参数表３㊀搅拌熟化罐主要参数表４㊀搅拌器桨叶主要参数配液熟化过程起始阶段需要提高搅拌器的转速ꎬ使聚合物快速溶解ꎮ初步混合后ꎬ由于聚合物的非牛顿流体特征ꎬ需要降低转速使溶液充分熟９１１２０２３年㊀第５１卷㊀第８期安申法:油田堵水调剖作业地面混配注入系统研制及应用㊀㊀㊀化ꎮ搅拌熟化罐设计尺寸为(长ˑ宽ˑ高):５０００ｍｍˑ２５００ｍｍˑ２０００ｍｍꎬ桨叶直径为１２００ｍｍꎬ叶片宽度为１２０ｍｍꎬ厚度为８ｍｍꎬ搅拌轴直径为４８ｍｍꎬ轮毂直径为１００ｍｍꎬ搅拌器桨叶安装高度为５００ｍｍꎬ２搅拌器轴心的间距为２５００ｍｍꎬ２搅拌器桨叶的初始角度一致ꎮ采用ＳｏｌｉｄＷｏｒｋｓ软件建立搅拌装置几何模型ꎬ并通过ＩＣＥＭ软件划分搅拌流场网格ꎮ网格划分方式为非结构网格划分ꎬ在流场变化剧烈的地方进行局部加密ꎮ搅拌区域流场的处理方法为多重参考系法ꎬ将搅拌装置内流场的区域划分为由桨叶转动部分的动区域和其他部分的静区域ꎬ并设定交界面使２区域可以进行数据交换ꎮ搅拌流场的网格划分如图９所示ꎮ图９㊀搅拌熟化罐流场网格Ｆｉｇ ９㊀Ｆｌｏｗｆｉｅｌｄｇｒｉｄｏｆｓｔｉｒｒｉｎｇａｎｄｃｕｒｉｎｇｔａｎｋ首先ꎬ对网格进行独立性验证ꎮ选取桨叶扭矩作为网格独立性验证的标准ꎬ如图１０所示ꎮ由图１０可见:当网格数量低于１６０万时ꎬ搅拌桨叶上的扭矩变化比较大ꎻ当网格数量高于１６０万时ꎬ搅拌桨叶上的扭矩变化较小并逐渐趋向恒定ꎮ因此ꎬ最终选取网格数为２０１４２６４ꎮ图１０㊀网格独立性验证Ｆｉｇ １０㊀Ｖｅｒｉｆｉｃａｔｉｏｎｏｆｇｒｉｄｉｎｄｅｐｅｎｄｅｎｃｅ图１１为搅拌流场的速度云图分布ꎮ由图１１可以看出:装置内液体流动的高速区域主要集中在桨叶附近以及其上方区域ꎬ最大速度出现在桨叶边缘ꎻ２个搅拌桨叶之间的速度较小ꎬ流场扰动小ꎻ在２搅拌桨叶的下方存在一个相似对称的搅拌速度区ꎬ导致下方出现打旋ꎮ由速度矢量图可以看出ꎬ２搅拌器的流型基本一致ꎬ在靠近壁面一侧形成漩涡状流型ꎬ方向从搅拌桨叶的下方开始ꎬ经过壁面转到搅拌桨叶的上方ꎬ以此带动搅拌装置内的流体运动ꎮ但在２搅拌器之间ꎬ液流相互影响使流场分布不均匀ꎬ使速度方向较紊乱ꎮ图１１㊀搅拌熟化装置Ｙ＝０ｍｍ截面处速度云图和速度矢量图Ｆｉｇ １１㊀ＶｅｌｏｃｉｔｙｎｅｐｈｏｇｒａｍａｎｄｖｅｌｏｃｉｔｙｖｅｃｔｏｒｄｉａｇｒａｍａｔＹ＝０ｍｍｃｒｏｓｓｓｅｃｔｉｏｎｏｆｓｔｉｒｒｉｎｇｄｅｖｉｃｅ图１２为对比了搅拌器的４种不同叶片数在Ｚ＝５５０ｍｍ截面处的速度矢量图ꎮ对于２叶片ꎬ主要的影响区为搅拌桨叶附近的流场ꎬ壁面几乎没有环流存在ꎬ聚合物在２叶片的搅拌效果较差ꎬ容易在壁面附近形成堆积ꎻ３叶片搅拌时壁面环流效果较好ꎬ壁面附近的聚合物可以随着搅拌桨叶的转动而不断流动ꎬ搅拌效果较好ꎻ４叶片搅拌时壁面的流动状态较好ꎬ但可以看出在２搅拌器之间速度场比较紊乱ꎬ受到２搅拌器之间的相互影响较大ꎻ５叶片搅拌时的速度场分布明显ꎬ聚合物流动效果较好ꎮ３叶片搅拌时的搅拌速度场主要是从２个搅拌器的两侧分别形成漩涡ꎬ壁面上的流动效果较好ꎬ２搅拌器之间的相互影响较小ꎬ搅拌效果较好ꎮ由于搅拌功率随着叶片数的增加而增大ꎬ在达到搅拌效果较好的标准下叶片数越少越好ꎬ故优选３叶片桨叶的搅拌器ꎮ图１３对比了不同桨叶倾角下的流场ꎮ由图１３可知ꎬ３５ʎ桨叶对搅拌器上方部分区域的影响较小ꎬ搅拌器下方区域流场的搅拌效果较好ꎬ２搅拌器之间的相互影响小ꎮ搅拌功率随着桨叶倾角的增大而增大ꎬ在达到搅拌效果较好的前提下桨叶的倾角越小越好ꎬ故优选３５ʎ桨叶的搅拌器ꎮ ０２１ ㊀㊀㊀石㊀油㊀机㊀械２０２３年㊀第５１卷㊀第８期图１２㊀不同叶片数在Ｚ＝５５０ｍｍ截面处的速度矢量图Ｆｉｇ １２㊀ＶｅｌｏｃｉｔｙｖｅｃｔｏｒｄｉａｇｒａｍｏｆｄｉｆｆｅｒｅｎｔｂｌａｄｅｎｕｍｂｅｒｓａｔＺ＝５５０ｍｍｃｒｏｓｓｓｅｃｔｉｏｎ图１３㊀不同桨叶倾斜角在Ｚ＝５５０ｍｍ截面处的速度矢量图Ｆｉｇ １３㊀ＶｅｌｏｃｉｔｙｖｅｃｔｏｒｄｉａｇｒａｍｏｆｄｉｆｆｅｒｅｎｔｂｌａｄｅｔｉｌｔａｎｇｌｅｓａｔＺ＝５５０ｍｍｃｒｏｓｓｓｅｃｔｉｏｎ此外ꎬ还对罐体尺寸进行了优选ꎮ测试表明ꎬ５ ０ｍˑ２ ５ｍˑ２ ２ｍ罐体ꎬ双叶轮间距ʒ垂直高度为５ʒ１时ꎬ搅拌均匀度最优ꎻ固相体积分数为０ ５％ꎬ叶片数为３㊁倾角为３５ʎ熟化性能最优ꎻ通过匹配罐体㊁叶轮结构和工艺参数ꎬ平均熟化时间可由９０ｍｉｎ缩短至６０ｍｉｎ以内ꎮ２ ４㊀泵注模块现场用的喂入及泵注装置如图１４所示ꎮ该装置由１个离心泵和１个往复式注聚泵组成ꎬ离心泵的主要作用是灌注ꎬ提高注聚泵的吸入性能ꎮ泵注装置的主要参数如表５所示ꎮ图１４㊀喂入及泵注装置现场图Ｆｉｇ １４㊀Ｆｉｅｌｄｐｉｃｔｕｒｅｏｆｆｅｅｄｉｎｇａｎｄｐｕｍｐｉｎｇｄｅｖｉｃｅ１２１２０２３年㊀第５１卷㊀第８期安申法:油田堵水调剖作业地面混配注入系统研制及应用㊀㊀㊀表５㊀喂入及泵注装置主要参数现场的监测控制系统如图１５所示ꎮ在工作过程中ꎬ搅拌熟化与进料之间互不影响ꎬ可以同时进行ꎬ２个搅拌罐独立运行互不干扰ꎮ单个搅拌罐进料及搅拌时间约３ｈꎻ聚合物溶液从搅拌罐中排出的时间也为３ｈꎬ因此可以保证熟化后的聚合物溶液能连续注入井口ꎮ当排出的熟化后聚合物溶液在罐中的液面高度为０ ４ｍ时ꎬ打开搅拌罐的入口阀ꎬ继续将熟化后的聚合物溶液排出ꎬ当排到０ ２ｍ液面高度时ꎬ关闭搅拌罐的出口阀ꎮ此时ꎬ另一个搅拌罐的溶液已经熟化完成ꎬ当罐中的液面高度达到０ ４ｍ时ꎬ搅拌器开始转动ꎮ当搅拌液在罐中的液面高度达到１ ７５ｍ时ꎬ关闭进口阀停止进料装置ꎮ经过２ ５ｈ搅拌熟化ꎬ粉状聚合物与水相融达到标准ꎮ随后经过０ ５ｈ的低速搅拌ꎬ打开搅拌罐的出口阀ꎬ溶液被喂入泵吸出ꎬ排出到泵注装置ꎮ图１５㊀控制和监测显示屏Ｆｉｇ １５㊀Ｃｏｎｔｒｏｌａｎｄｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇｄｉｓｐｌａｙｓｃｒｅｅｎ３㊀应用概况利用研制装置ꎬ在孤东七区西Ｎｇ６３＋４单元试验井组开展了现场试验(见图１６)ꎮ根据ＧＯ７－３７Ｎ２０６井堵水调剖工艺要求ꎬ该次运行需注入有机铬交联冻胶体系ＦＤ－２和流度调控体系ＳＰ－８这２种工作液ꎬ具体用量及质量分数配比如表６所示ꎮ表６㊀堵水调剖剂用量及浓度配比图１６㊀现场应用照片Ｆｉｇ １６㊀Ｐｈｏｔｏｓｏｆｆｉｅｌｄａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ㊀㊀该装置自２０２２年８月投入运行以来ꎬ按照设定的排量要求ꎬ自动进行进料㊁配液㊁熟化与注入ꎮ配液固相体积分数为０ ５％ꎬ注入压力１５ＭＰａꎬ已累计注入堵剂超过１７０００ｍ３ꎬ装置运行稳定ꎮ加料时间由原来的每２ ５ｈ一次ꎬ可根据不同浓度要求延长至１２~４８ｈ加料一次ꎻ现场值守人员由原来的至少２人值守ꎬ降低为仅需１人操控ꎮ４㊀结㊀论(１)研究形成了一体化堵剂自动化混配和注入系统和装置ꎬ解决了堵剂注入劳动强度大㊁工作环境差㊁配液不稳定的难题ꎬ实现了深度堵水调剖堵剂定量化㊁自动化注入ꎮ(２)优化设计了不同类型堵剂的进料工艺与结构ꎬ实现了 粉状堵剂＋液体堵剂 精准下料与均匀混配ꎮ粉状物料:螺旋精准进料ꎬ负压射流均匀吸入ꎬ结块体积率和预混均匀度均满足需求ꎬ消除了粉料溶解过程中的 鱼眼现象 ꎻ液体物料:高压减压＋计量泵ꎬ确保来水稳定ꎬ流量准确ꎮ２２１ ㊀㊀㊀石㊀油㊀机㊀械２０２３年㊀第５１卷㊀第８期(３)针对不同黏度的堵剂ꎬ优化设计了熟化罐体㊁搅拌桨叶数量㊁桨叶倾角㊁旋转方向㊁搅拌位置㊁搅拌转速等结构与工艺参数ꎬ提高了熟化效果ꎬ缩短了熟化时间ꎬ提高了泵注效率ꎮ参㊀考㊀文㊀献[１]㊀唐佳斌ꎬ李悦欣ꎬ肖路业ꎬ等.化学调剖堵水剂研究现状[Ｊ].应用化工ꎬ２０２２ꎬ５１(２):５８７－５９１.ＴＡＮＧＪＢꎬＬＩＹＸꎬＸＩＡＯＬＹꎬｅｔａｌ.Ｒｅｓｅａｒｃｈｓｔａ￣ｔｕｓｏｆｃｈｅｍｉｃａｌｐｒｏｆｉｌｅｃｏｎｔｒｏｌａｎｄｗａｔｅｒｐｌｕｇｇｉｎｇａｇｅｎｔｓ[Ｊ].ＡｐｐｌｉｅｄＣｈｅｍｉｃａｌＩｎｄｕｓｔｒｙꎬ２０２２ꎬ５１(２):５８７－５９１.[２]㊀刘锋.油田调剖堵水方案优化方法研究与应用[Ｊ].中国石油和化工标准与质量ꎬ２０２１ꎬ４１(２１):１２５－１２６.ＬＩＵＦ.Ｒｅｓｅａｒｃｈａｎｄａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｏｎｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎｍｅｔｈｏｄｏｆｐｒｏｆｉｌｅｃｏｎｔｒｏｌａｎｄｗａｔｅｒｐｌｕｇｇｉｎｇｓｃｈｅｍｅｉｎｏｉｌｆｉｅｌｄ[Ｊ].ＣｈｉｎａＰｅｔｒｏｌｅｕｍａｎｄＣｈｅｍｉｃａｌＳｔａｎｄａｒｄａｎｄＱｕａｌ￣ｉｔｙꎬ２０２１ꎬ４１(２１):１２５－１２６.[３]㊀李小永ꎬ李经纬ꎬ付亚荣ꎬ等.油水井智能堵水调剖技术现状及发展趋势[Ｊ].石油钻采工艺ꎬ２０２１ꎬ４３(４):５４５－５５１ꎬ５５８.ＬＩＸＹꎬＬＩＪＷꎬＦＵＹＲꎬｅｔａｌ.Ｃｕｒｒｅｎｔｓｉｔｕａｔｉｏｎａｎｄｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｔｒｅｎｄｏｆｉｎｔｅｌｌｉｇｅｎｔｗａｔｅｒｐｌｕｇｇｉｎｇａｎｄｐｒｏ￣ｆｉｌｅｃｏｎｔｒｏｌｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙｆｏｒｏｉｌａｎｄｗａｔｅｒｗｅｌｌｓ[Ｊ].ＯｉｌＤｒｉｌｌｉｎｇ＆ＰｒｏｄｕｃｔｉｏｎＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙꎬ２０２１ꎬ４３(４):５４５－５５１ꎬ５５８.[４]㊀李永太ꎬ孔柏岭ꎬ李辰.全过程调剖技术与三元复合驱协同效应的动态特征[Ｊ].石油学报ꎬ２０１８ꎬ３９(６):６９７－７０２ꎬ７１８.ＬＩＹＴꎬＫＯＮＧＢＬꎬＬＩＣ.ＤｙｎａｍｉｃｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓｏｆｓｙｎｅｒｇｉｓｔｉｃｅｆｆｅｃｔｂｅｔｗｅｅｎｐｒｏｆｉｌｅｃｏｎｔｒｏｌｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙｔｈｒｏｕｇｈｏｕｔｆｌｏｏｄｉｎｇａｎｄＡＳＰｆｌｏｏｄｉｎｇ[Ｊ].ＡｃｔａＰｅｔｒｏ￣ｌｅｉＳｉｎｉｃａꎬ２０１８ꎬ３９(６):６９７－７０２ꎬ７１８. [５]㊀ＷＡＮＧＤꎬＷＡＮＧＧꎬＷＵＷꎬｅｔａｌ.Ｔｈｅｉｎｆｌｕｅｎｃｅｏｆｖｉｓｃｏｅｌａｓｔｉｃｉｔｙｏｎｄｉｓｐｌａｃｅｍｅｎｔｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ￣ｆｒｏｍｍｉｃｒｏ￣ｔｏｍａｃｒｏｓｃａｌｅ[Ｃ]ʊＳＰＥＡｎｎｕａｌＴｅｃｈｎｉｃａｌＣｏｎｆｅｒｅｎｃｅａｎｄＥｘｈｉｂｉｔｉｏｎ.ＡｎａｈｅｉｍꎬＣａｌｉｆｏｒｎｉａꎬＵ.Ｓ.Ａ.:ＳＰＥꎬ２００７:ＳＰＥ１０９０１６－ＭＳ.[６]㊀王志华ꎬ李铁阳ꎬ许云飞ꎬ等.不同滤料对含聚污水过滤过程的影响研究[Ｊ].石油机械ꎬ２０２２ꎬ５０(１２):８０－８８ꎬ９５.ＷＡＮＧＺＨꎬＬＩＴＹꎬＸＵＹＦꎬｅｔａｌ.Ｅｆｆｅｃｔｏｆｄｉｆｆｅｒ￣ｅｎｔｆｉｌｔｅｒｍａｔｅｒｉａｌｓｏｎｔｈｅｆｉｌｔｒａｔｉｏｎｐｒｏｃｅｓｓｏｆｐｏｌｙｍｅｒ￣ｂｅａｒｉｎｇｗａｓｔｅｗａｔｅｒ[Ｊ].ＣｈｉｎａＰｅｔｒｏｌｅｕｍＭａｃｈｉｎｅｒｙꎬ２０２２ꎬ５０(１２):８０－８８ꎬ９５.[７]㊀山金城ꎬ李保振ꎬ张延旭ꎬ等.海上油田化学驱技术研究与应用进展[Ｊ].科技导报ꎬ２０２０ꎬ３８(１７):１２７－１３３.ＳＨＡＮＪＣꎬＬＩＢＺꎬＺＨＡＮＧＹＸꎬｅｔａｌ.Ｒｅｖｉｅｗｏｆｔｈｅｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔａｎｄｆｉｅｌｄａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｏｆｗｏｒｌｄｗｉｄｅｏｆｆ￣ｓｈｏｒｅｃｈｅｍｉｃａｌｅｏｒｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ[Ｊ].Ｓｃｉｅｎｃｅ＆Ｔｅｃｈｎｏｌ￣ｏｇｙＲｅｖｉｅｗꎬ２０２０ꎬ３８(１７):１２７－１３３. [８]㊀孟凡雪ꎬ赵文森.聚合物配注地面工艺设计特点分析[Ｊ].化学工程与装备ꎬ２０１５(９):２６－２９.ＭＥＮＧＦＸꎬＺＨＡＯＷＳ.Ｔｈｅｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓｏｆｐｏｌｙｍｅｒｐｒｅｐａｒａｔｉｏｎ＆ｉｎｊｅｃｔｉｏｎｓｕｒｆａｃｅｐｒｏｃｅｓｓｄｅｓｉｇｎ[Ｊ].Ｃｈｅｍ￣ｉｃａｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ＆Ｅｑｕｉｐｍｅｎｔꎬ２０１５(９):２６－２９. [９]㊀冯其红ꎬ陈月明ꎬ姜汉桥.区块整体调剖一体化技术研究[Ｊ].石油钻采工艺ꎬ１９９９(２):７４－７９ꎬ１１６.ＦＥＮＧＱＨꎬＣＨＥＮＹＭꎬＪＩＡＮＧＨＱ.Ｒｅｓｅａｒｃｈｏｎｉｎｔｅｇｒａｌｐｒｏｆｉｌｅｃｏｎｔｒｏｌｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ[Ｊ].ＯｉｌＤｒｉｌｌｉｎｇ＆ＰｒｏｄｕｃｔｉｏｎＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙꎬ１９９９(２):７４－７９ꎬ１１６. [１０]㊀王桂珠ꎬ吴家全ꎬ张永康ꎬ等.低温时间可控冻胶堵水调剖剂的制备[Ｊ].应用化工ꎬ２０２０ꎬ４９(９):２２２９－２２３２.ＷＡＮＧＧＺꎬＷＵＪＱꎬＺＨＡＮＧＹＫꎬｅｔａｌ.Ｐｒｅｐａｒａ￣ｔｉｏｎｏｆｔｉｍｅｃｏｎｔｒｏｌｌａｂｌｅｇｅｌｗａｔｅｒｓｈｕｔｏｆｆｐｒｏｆｉｌｅｃｏｎｔｒｏｌａｇｅｎｔｆｏｒｌｏｗｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ[Ｊ].ＡｐｐｌｉｅｄＣｈｅｍｉｃａｌＩｎ￣ｄｕｓｔｒｙꎬ２０２０ꎬ４９(９):２２２９－２２３２.[１１]㊀李小永ꎬ李经纬ꎬ付亚荣ꎬ等.油水井智能堵水调剖技术现状及发展趋势[Ｊ].石油钻采工艺ꎬ２０２１ꎬ４３(４):５４５－５５１ꎬ５５８.ＬＩＸＹꎬＬＩＪＷꎬＦＵＹＲꎬｅｔａｌ.Ｃｕｒｒｅｎｔｓｉｔｕａｔｉｏｎａｎｄｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｔｒｅｎｄｏｆｉｎｔｅｌｌｉｇｅｎｔｗａｔｅｒｐｌｕｇｇｉｎｇａｎｄｐｒｏｆｉｌｅｃｏｎｔｒｏｌｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙｆｏｒｏｉｌａｎｄｗａｔｅｒｗｅｌｌｓ[Ｊ].ＯｉｌＤｒｉｌｌｉｎｇ＆ＰｒｏｄｕｃｔｉｏｎＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙꎬ２０２１ꎬ４３(４):５４５－５５１ꎬ５５８.[１２]㊀李杰训ꎬ赵忠山ꎬ李学军ꎬ等.大庆油田聚合物驱配注工艺技术[Ｊ].石油学报ꎬ２０１９ꎬ４０(９):１１０４－１１１５.ＬＩＪＸꎬＺＨＡＯＺＳꎬＬＩＸＪꎬｅｔａｌ.ＰｏｌｙｍｅｒｆｌｏｏｄｉｎｇｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙｉｎＤａｑｉｎｇｏｉｌｆｉｅｌｄ[Ｊ].ＡｃｔａＰｅｔｒｏｌｅｉＳｉｎｉ￣ｃａꎬ２０１９ꎬ４０(９):１１０４－１１１５.[１３]㊀潘灵永ꎬ应杰ꎬ尹进ꎬ等.基于离散有限元仿真技术的螺旋输砂装置研究[Ｊ].石油机械ꎬ２０２１ꎬ４９(５):１０９－１１４ꎬ１３０.ＰＡＮＬＹꎬＹＩＮＧＪꎬＹＩＮＪꎬｅｔａｌ.Ｒｅｓｅａｒｃｈｏｎｓｐｉｒａｌｓａｎｄｃｏｎｖｅｙｏｒｂａｓｅｄｏｎｄｉｓｃｒｅｔｅｆｉｎｉｔｅｅｌｅｍｅｎｔｓｉｍｕｌａ￣ｔｉｏｎｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ[Ｊ].ＣｈｉｎａＰｅｔｒｏｌｅｕｍＭａｃｈｉｎｅｒｙꎬ２０２１ꎬ４９(５):１０９－１１４ꎬ１３０.㊀㊀作者简介:安申法ꎬ高级工程师ꎬ生于１９７４年ꎬ１９９８年毕业于中国石油大学(华东)热能工程专业ꎬ现从事油田地面工程技术研发工作ꎮ地址:(２５７０００)山东省东营市ꎮＥ￣ｍａｉｌ:ａｎｓｆ＿ｓｉｎｏｐｅｃ＠１６３ ｃｏｍꎮ㊀收稿日期:２０２３－０３－１５(本文编辑㊀宋治国)３２１２０２３年㊀第５１卷㊀第８期安申法:油田堵水调剖作业地面混配注入系统研制及应用㊀㊀㊀。
碳酸盐岩油藏堵水调剖剂的研究进展
碳酸盐岩油藏堵水调剖剂的研究进展碳酸盐岩油藏是一种具有广泛分布和丰富储量的油气勘探开发重点区域，但是，其独特的岩石组成和生物成因特点也造成了水相对于油来说更容易渗透的特点，导致油藏减产甚至停产。
为了解决这一问题，调剖技术被广泛应用于碳酸盐岩油藏开发中。
堵水调剖剂作为调剖技术的重要组成部分，可以有效阻止水的渗透，提高油藏采收率。
本文旨在探讨堵水调剖剂在碳酸盐岩油藏中的应用现状和发展趋势。
堵水调剖剂主要可以分为化学药剂和物理改造两类。
化学药剂包括水基、油基、无机盐等几种，其中，水基化学药剂在原油表面具有较强的亲和力，能有效地避免水下沉使原油流动性变差。
油基化学药剂是一种水爱石恨的特殊表面活性剂，能够形成稳定的水油界面，防止水进入油层，提高油藏采收率。
无机盐化合物能够与岩石表面亲和，形成一层致密的膜，阻止水的渗透。
物理改造则包括人工填充、射流注水及各种孔隙率调节剂等，通过物理阻挡措施来达到堵水调剖的目的。
二、化学药剂的应用现状1、水基化学药剂水基化学药剂包括消泡剂、含氧碳酸盐等。
其中，消泡剂能够有效地破除油井中的泡沫，减少水的下沉，提高油井的泵能，实现油水分离；含氧碳酸盐则常用于碳酸盐岩油藏中，能够与岩石表面发生氧化反应，在岩石表面形成致密的膜，从而保护岩石不被破坏，防止水的渗透。
油基化学药剂包括磺化石油树脂、疏水改性聚酰胺等。
磺化石油树脂具有极强的疏水性，能够形成稳定界面，防止水进入油层，提高采收率。
疏水改性聚酰胺则能够在油水界面形成均匀的三相膜，使得油藏内油水界面更加稳定，防止水的渗透，提高采收率。
三、物理改造的应用现状1、人工填充人工填充可以通过注水、压裂、灌浆等方式来实现，填充物主要包括聚合物、水泥、陶粒等。
人工填充的效果取决于填充物的孔隙度和屈服应力，若填充物的孔隙度较高，则能够降低渗透率，防止水的继续渗透；若填充物的屈服应力较大，则填充物的崩解产生的孔隙度增大，反而会导致渗透率变高，不利于堵水调剖。
碳酸盐岩油藏堵水调剖剂的研究进展
碳酸盐岩油藏堵水调剖剂的研究进展随着我国油气勘探开发的不断深入，碳酸盐岩油藏逐渐成为我国油气勘探和开发的主要目标之一。
然而，碳酸盐岩油藏常常面临油水分布不均、孔隙度小、渗透率低、含水严重等问题，导致采油难度大、采油效率低。
目前，堵水调剖技术已成为提高碳酸盐岩油藏开采效率的重要手段之一，而堵水调剖剂是堵水调剖技术的核心之一。
碳酸盐岩储层中的油水分布不均，表现出明显的非均质性，同时孔隙度小、渗透率低，使得提高油藏的采收率面临极大的困难。
此外，在油气开采的过程中，水过多导致含水油井的比例不断提高，严重影响了石油勘探和开发的效率。
堵水调剖技术是目前解决这些问题的有效手段之一。
堵水调剖技术旨在通过减小含水层厚度、增加有效渗透率、改善油层流动状况等方法来提高油藏的采收率。
其中，堵水调剖剂在堵水调剖技术中发挥着非常重要的作用。
堵水调剖剂是用于调剖和堵塞储层中高渗透层中的高渗透通道，并改变储层中有益流态的物质。
目前，堵水调剖剂主要包括聚合物、无机盐、微生物、纤维素等。
聚合物类调剖剂可通过形成厚度约10-200微米的充填物和减小孔隙中的水分子数目来阻塞高渗通道；无机盐类调剖剂以其对岩土的化学反应，改变储层孔隙结构，从而达到调剖的目的；微生物类调剖剂利用活化了的微生物分解产生的生物酸来溶解岩石，进而产生较大的改造作用；同时，纤维素类调剖剂可形成一定的渗透性分散相，提高油流动性。
在堵水调剖剂的研究与应用过程中，碳酸盐岩油藏堵水调剖剂的研究变得尤其重要。
碳酸盐岩油藏具有含水量高、渗透率小等特点，因此常规堵剂在碳酸盐岩油藏堵水调剖中的应用效果有限。
新型堵剂在堵水调剖中应用效果较好，因此在今后的石油勘探和开发中应该更多关注其研究与应用。
总之，随着油气资源的日益稀缺和开采工业化程度的提高，堵水调剖技术逐渐成为提高油藏开采效率和降低成本的有效手段。
因此，深入研究碳酸盐岩油藏堵水调剖剂的研究和应用，将对突破碳酸盐岩油藏勘探和开发中的技术难题具有重要意义。
高效调剖车组的研制
高效调剖车组的研制目前, 我国调剖堵水施工, 是将配制站配制的基本溶液和添加溶液送往施工井场, 在现场进行混配后注入井里,以达到不过早交联, 沉淀,混配和膨胀。
保证调剖堵水效果的目的。
这种施工方法准备时间长, 动用施工车辆和人员多, 施工费用高昂。
尤其是在施工现场没有连续配液和连续计量装置的情况下, 无法实现连续配液和注入大剂量调剖液,直接影响调剖堵水工艺的实施, 设计研制调剖堵水专用设备,以满足施工工艺要求, 已经刻不容缓。
本文主要研究的内容是设计由一台配注控制车和一台熟化搅拌车组成的高效调剖液配注车组, 集机、电、液、讯于一体的集成化、自动化、信息化程度较高的油田专用设备,主要适合于油田浅层调剖作业, 不需要和配注站配合使用, 单独作业就能够满足调剖现场连续混配, 连续熟化, 连续注入, 额定配注速度为12 立方米/小时。
并成功研制一套自动控制系统, 该自动控制系统分为自动加药控制系统、阀门开启转换自动控制系统、调剖液注入流量控制系统、信息自动管理系统,故障自检诊断系统,环保作业监控系统, 不但提高工作效率, 还能降低工人的劳动强度。
论文以柱塞泵为分离体, 计算了柱塞泵对车组作用的力矩, 同时又对车组各部件间的弹性变形进行了力学分析, 求出了柱塞泵作用于车组上的阻力矩。
设计计算并验证了配注控制车液压系统及熟化搅拌车液压控制系统。
绘制了车组的液压系统原理图, 并根据相关技术参数确定了液压马达,变量泵等零部件的型号。
为了方便实行PLC可编程逻辑控制器自动控制, 我们选择电比例调速控制, 通过电流信号的大小来改变变量泵的排量, 从而调整调剖作业的压力和流量参数系统压力的设定采油多路阀组的溢流阀来实现调压控制, 当系统压力超过设定值时则卸荷回到油箱。
分析各个零部件的性能指标图, 我们得出结论该液压系统的满足了设计要求。
最后,我们分别进行了厂内车组底盘,液压润滑系统,电路系统,混陪系统试验及施工现场作业试验。
胜利油田堵水调剖技术的应用及发展方向探讨
ｔ。
堵调工作量基本都保持在１２０口井以上，特别是
２００７年堵调示范工程的实施，年增油量上升到了
新的台阶。现场实施规模大，效果较好，形成了具
有胜利油田特色的堵水调剖综合配套技术，为减
收稿日期：２０１２—０３—１４。 作者简介：陈玉丽，工程师，从事油气田开发方向研究工作。
［Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ］
Ｓｈｅｎｇｌｉ Ｏｉｌｆｉｅｌｄ；ｗａｔｅｒｆｌｏｏｄｉｎｇ ｒｅｓｅｒｖｏｉｒ；ｐｒｏｆｉｌｅ ｃｏｎｔｒｏｌ；ｏｉｌ ｒｅｃｏｖｅｒｙ
Ｍｙｒｉａｎｔ公司开始放大生物基丙烯酸工艺
美国Ｍｙｒｉａｎｔ公司于２０１２年３月２８日表示，立即启动生物基丙烯酸生产放大业务，以便到２０１２年 下半年为潜在客户交付公斤规模数量。该公司还申请了美国专利保护。 Ｍｙｒｉａｎｔ公司的业务包括生物基Ｄ（一）乳酸和生物基琥珀酸。生物丙烯酸是一种重要的化学品“构 筑模块”单体。丙烯酸是生产丙烯酸酯和高吸水性聚合物关键的起始材料，通常用于涂料、粘合剂、洗 涤剂。由于原料丙烯的全球短缺，这种单体的价格不断上扬。Ｍｙｒｉａｎｔ公司估计，全球丙烯酸市场为１４０ 亿美元。 Ｍｙｒｉａｎｔ公司是开发生物基路线制取丙烯酸的几家公司之一。ＯＰＸ生物技术公司业已宣布，它已达 到了使其生物基丙烯酸过程放大的里程碑，该公司与美国最大的丙烯酸生产商陶氏化学公司已签署了 联合开发协议。Ｍｅｔａｂｏｌｉｘ公司正在使基础化学品聚３一羟基丁酸酯（ＰＨＢ）制取途径工程化，由它可生 产丙烯和丙烯酸。阿科玛公司正在开发甘油制取丙烯酸的过程，嘉吉公司和诺维信公司一直致力于使 用３一羟基丙酸（３ＨＰＡ）作为中间体生产丙烯酸的方法。
（１）利用生产动态分析、精细油藏描述和剩 余油分布研究成果进行堵水井选井优化决策，是
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堵水调剖车组入料系统设计研究
[摘要]装备制造研究院油田专用车室研制的DQG5200TTP型调剖堵水车是根据大庆油田实际作业情况专门进行设计的。
填补了国内该项领域的空白。
其中，调剖车混配入料系统也采取了独创的射流式入料技术。
在混配的过程中不间断的将聚合物颗粒引入混配罐，既能保证水料分离，又能保证入料速度，提高工作效率并防止腐蚀性调剖药剂对环境的污染。
【关键词】调剖堵水；射流式；水料分离
1、原理
堵水调剖车组入料系统的工作原理为：高压水泵工作，在泵叶轮高速旋转下，液体以高的速度从喷嘴喷出，高速流动的液体通过混气室时，会在混气室形成真空，由料斗落料口（或导料管）吸入大量空气，使所加药物随空气进入混气室，在喉管处与液体剧烈混合，形成气液混合体，由扩散管排出，空气在水体中以细微气泡上升以形成高效的物质传递。
整个流程全部自动化控制，通过射流器内射流嘴的孔径尺寸变化来控制药剂与进水量的混配比例，也可转人工操作，由控制室窗口观察入料情况，在控制台上设定专门对料斗入料量进行控制的控制区。
2、料斗设计
料斗设计主要注意：⑴料斗底部倾斜角度过小，无法充分落料；⑵料斗设计位置较低，混配罐进水管反水堵塞料斗落料口；⑶由于调剖作业的母料辅料配方不尽相同，原料质地、比重、腐蚀性等方面存在较大差异，部分原料的结块易卡死料斗入口。
在料斗设计中，应注意各种调剖药剂遇水产生的形态变化，以及原料长期存放所造成的受潮、结块等问题。
以聚乙烯酰胺为例，其遇水即变成胶状，具有极强的粘连性，所以料水分离是料斗设计的重点。
为防止入料系统远端的混配罐进水管返水，应加高其高度，防止水泵停机致使管内残留液回流。
利用射流器运行过程中产生的吸力（负压在0.1mpa-0.3mpa之间），将原料经由吸料管吸入混配罐，这样即避免了聚合物与水在射流器内直接接触产生的堵塞，还可以让调剖母料在混配过程中更加均匀，减少粘连和挂壁。
料斗底部设计成倾斜角较大的坡面，呈倒金字塔状，让聚合物颗粒在进入射流器之前先在料斗中充分汇集、混合。
安装抗腐蚀胶管，同时在胶管管口安装鸭嘴状防堵吸料器以控制入料量。
根据实验数据对胶管的长度进行调整，以避免管内入料饱和导致的入料系统失效。
使料斗整体设计既能满足入料要求，又可以保证系统前段的可靠性。
3、射流器设计
射流器本身结构设计紧凑、管理维修简便、安装快捷、运行可靠，可随时启动或停止，亦可自动运作，效率高、能耗低、使用寿命长、噪音低、性能佳、不会对环境产生二次污染。
并具有抗腐蚀、抗震、抗爆和耐高低温等特点，适于在各种环境下应用。
射流器的设计是入料系统能否正常高效运转的关键。
对于堵水
调剖作业来说，如何解决射流器射流速度和堵塞问题将直接影响聚合物的混配效果。
文氏管（文丘里管）串联射流器在高压水泵运行时将发挥真空泵的工作效能，串联将成倍提高真空度[1][2]。
在射流器工作时，文氏管的喉部压力要求始终保持在-0.9mpa～0.2mpa之间，同时射流速度要保持恒定，这样才能保证射流工作的独立线性度，同时避免射流器前端内腔产生水残留。
另外，为了避免射流器内水料接触造成的内腔堵塞。
需要将射流器传统的横置改为竖置，射流嘴朝下直接将聚合物颗粒射入混配罐，可以减少水流路程，使入料压力保持与射流器出口相同，让聚合物充分与水流接触，均匀混配。
4、结语
对堵水调剖车组入料系统的设计，将极大的提高堵水调剖车组的工作能力。
既可以节约生产成本和能源，还可以减少二次污染，具有更大的灵活性，配件易于更换保养，无需投入大量的资金和精力进行维护，并可根据功能进行转换和调整，为调剖车组提供产品优势的同时，也能满足其他地区油田堵水调剖作业的不同需求，并为其展现了广阔的市场前景。
参考文献
[1]李百军，毛罕平，李凯.并联文丘里管吸肥装置的研究及其参数选择[J].排灌机械，2001.1：42～45
[2]许一飞，许炳华.喷灌机械原理、设计、应用[M].北京：中国农业机械出版社，1989。