技术标准化助推聚驱地面工程研究成果有形化

赵忠山，李学军，李玉春，杨清民，李娜

大庆油田工程有限公司（黑龙江大庆163712）

技术标准化助推聚驱地面工程研究成果有形化

赵忠山，李学军，李玉春，杨清民，李娜

大庆油田工程有限公司（黑龙江大庆163712）

按照中国石油天然气集团公司“做好现有成熟先进技术有形化工作，形成综合解决方案，推动科技成果内部共享和外部商业化应用”的原则及要求，大庆油田系统开展了技术有形化工作。通过系统开展技术标准化工作，形成标准规范14项，完成标准化设计定型图文件1249套，形成产业化产品31项，推进了科研成果的有形化，在大庆油田78个聚合物驱工业开发区块中进行了推广应用，通过应用标准化设计，节省工程投资7.79亿元。

聚合物驱；地面工程；研究成果；标准化；有形化

技术标准化是指在技术活动中，对实际的或潜在的需要统一协调的问题制定共同的技术准则，根据不同时期的技术水平和实践经验，针对具有普遍性和重复出现的技术问题，提出最佳解决方案，通过制定和实施达到统一，以获得最佳效益，技术标准化的重要意义是改进技术和产品的适用性，促进技术推广。研究成果有形化是指把技术、产品、解决方案、经验规律等成果，通过标准化、规范化、流程化等知识管理手段，形成可以复制、生产和发表的能力，使分散、隐性、依赖于少数专家的自用技术变成可共享、可传承的显性技术，并通过有效的载体和手段，形成技术品牌，提升核心竞争力，实现技术价值最大化[1]。

大庆油田聚合物驱地面工程技术经过“九五”、“十五”的重点科技攻关，已形成了完善的技术系列，形成了聚合物配注工艺技术、聚合物驱采出液处理技术、聚合物驱产出污水回注技术、配套化学处理剂技术等特色实用技术。通过系统开展技术标准化工作，地面工程形成技术手册、标准规范、操作规程、标准化设计等有效载体，推进了科研成果的有形化，在大庆油田78个聚合物驱工业开发区块中进行了推广应用，为工业化聚驱提供了坚实的技术支撑[2-3]。

1 自主研发聚合物驱三次采油注采工艺技术，并实现技术专利化

大庆油田聚驱地面工程技术紧跟开发步伐，不断研究、应用、提高、完善，并牢固把握核心技术及衍生的知识产权，先后在研发和推广过程中形成专利19项，专有技术2项。以原创性专利技术为主，以整体技术专利群为支撑，不断夯实自主创新能力，并在保证安全生产的同时，按照开发方案要求完成聚合物溶液注入，实现采出液油水分离，原油达到商品标准，采出水重复利用回注油藏的要求。

1.1 聚合物配注工艺技术

研发出适应不同聚合物配注的核心工艺设备，主要包括大排量聚合物分散装置、双螺带搅拌器等，配制聚合物母液浓度误差由±10%提高到±3%、熟化时间由4h降到2h。开发了熟储合一的聚合物母液配制工艺，缩短母液配制流程。开发了一泵多站外输工艺，简化母液外输流程，增大母液输送半径，节约母液外输系统的工程投资达30%以上。研发一泵多井注入工艺，大排量注入泵结合高压低剪切流量调节器，简化聚合物注入流程，每座注入站节省工程一次性投资约100万元，同时由于减少注聚泵的数量，机械维修及维护、现场工人的工作量都相应减少。新工艺新技术的应用，使聚合物配注系统黏损由30%降到22%。获得发明专利“三次采油聚合物驱和三元复合物驱的配注系统”，实用新型专利“短流程聚合物分散装置”、“聚合物干粉分散润湿装置”、“双螺带螺杆搅拌器”和“螺旋推进式搅拌器”、“母液回收装置”、“聚合物储箱装置”、“聚合物分子量调节装置”，满足油田聚合物配注的生产需要。

1.2 聚合物驱采出液处理技术

研发了新型聚驱高效游离水脱除器，提高了设备处理能力和处理效果。根据含聚采出液性质，采用新型波纹板聚结器，对填料的材质与结构进行了优化：一方面，提高了聚结效率，提高油水分离效果；另一方面，起到防砂作用，也延长了填料的使用寿命。改进收油、收水结构，增大了脱除设备的有效处理空间，而且结构紧凑、合理。设备的处理能力提高25%以上。研发了新型竖挂电极电脱水器，处理量明显增加。对于同一规格的新型电脱水器，其处理量比电极水平吊挂的交直流复合电脱水器，处理能力提高30%。而且运行电流低在同等运行条件下可节电30%。新型的极板结构，耐腐蚀性能提高，使用寿命长。形成“大庆聚合物驱采出液原油脱水工艺配套技术”专有技术，并获得实用新型专利“油气水三相分离装置”、“游离水脱除器”、“竖挂电极原油电脱水器”，满足油田聚合物驱采出液原油技术脱水的生产需要[4]。

1.3 聚合物驱含油污水处理工艺技术

针对聚合物驱采出水具有水相黏度大、乳化严重、悬浮固体较难去除等特点，形成了二级沉降＋二级过滤含油污水处理技术，处理后的水质满足不同渗透率油藏回注水水质控制指标要求。开发含油污水组合式沉降分离器，克服了截面负荷不可变和窜流、短路的缺点，提高了出水质量。开发高含聚采出水处理装置，采用了沉降罐加气浮技术，提高了沉降罐的油水分离效率；过滤工艺中应用了气水反冲洗技术，提高了滤料过滤效果。获得发明专利“聚合物驱采出污水系统处理工艺”，实用新型专利“沉降罐加气浮技术”和“气水反冲洗过滤器”等，满足油田开发后期的实际生产需要。表1为大庆油田在聚合物驱地面工艺方面形成的专利和专有技术列表[5]。

表1 专利和专有技术列表

2 地面工程技术标准化集成，实现科研成果有形化

为了能将聚驱先进适用的成熟技术、产品、经验规律等成果形成可以复制和生产的能力，同时为了利于大庆油田聚驱地面工程技术在国内外宣传推广，对地面工程技术进行标准化集成。采用了技术手册、宣传品、标准规范、标准化图纸等方式，使技术成果显性化，成为“看得见、摸得着”的物化产品。集成后的技术成果在技术推广中发挥了重要作用。

2.1 技术手册

组织专业人员，梳理分析聚驱成熟技术和优势技术，编制技术手册，按专业划分总结特色技术，确定主体工艺流程、主要设备，明确技术原理、技术参数和使用范围，结合工程实际需要，为油田聚合物驱工程设计及生产管理提供准确的决策。

2.1.1 聚合物配注工艺及设备

根据具体的开发方案，灵活的选用工艺流程，配制工艺有熟化储存分开的长流程和熟化储存合一的短流程；外输工艺有一泵多站和一管多站外输流程；注入工艺有单泵单井和多泵多井注入工艺。主要设备包括分散装置、熟化搅拌器、母液过滤器、母液静态混合器4大类9种。聚驱配注工艺相比于普通水驱环节多、流程复杂，可根据油层特点、建设规模和管理方式等要求选择配注工艺，根据适应聚合物范围、指标要求选择主要设备，灵活调整方案，避免油田开发区块周期性注聚合物带来的配制设备闲置或配型不合理问题，保证设备的长期经济使用。表2为聚合物驱配注核心设备列表。

表2 聚合物配注核心工艺设备表

2.1.2 聚合物采出液处理技术及设备

针对聚合物驱采出液性质和原油物性，在工艺流程方面，可以选用一段游离水脱除、二段电化学脱水两段脱水工艺，也可以选用一段游离水脱除、二段热化学脱水两段脱水工艺。二段脱水工艺与三段脱水工艺相比，取消了三段脱水中的一段加热炉、热化学沉降罐和缓冲罐，简化了工艺流程；新式游离水脱除器形成φ2.2×7、φ3×9.6、φ3×15、φ3.6×16、 φ4×14、φ4×16、φ4×18、φ4×20、φ4×22、φ4×24等系列标准化产品；电脱水器形成φ3×9.6、φ3×15.3、φ3.6× 16、φ4×16等系列标准化产品。

2.1.3 聚合物采出水处理技术及设备

针对聚合物驱采出水具有黏度大、乳化严重、悬浮固体较难去除等特点，形成了两级沉降＋两级压力过滤，及横向流聚结除油沉降＋两级过滤工艺技术的采出水处理工艺技术。主要设备有横向流聚结除油装置、核桃壳过滤器等。

2.2 标准规范

标准化是科研、生产和使用之间的桥梁，科研成果只有纳入相应的标准后，才能得到迅速的推广与应用。聚合物驱地面工程配套技术的研究成果，为了更好地应用于产能建设和指导生产管理，形成标准规范14项，主要包括设计规定、设备及站场的管理规定和操作规程等。表3为聚合物驱配注系统形成的标准规范列表。

2.3 标准化设计

标准化设计是针对油气田地面工程建设中同类型的站场、装置和设施，设计出技术先进、通用性强、可重复利用的系列化设计文件，从而实现建设内容、建设标准和建设形式的统一。

表3 聚合物驱配注系统标准规范列表

2.3.1 形成完整标准化设计文件体系

制定标准化管理办法和技术规定43项；完成标准化设计定型图文件1 249套；建立标准化计价体系868项，推行三维绘图设计。

2.3.2 推进规模采购

随着标准化设计工作的全面展开，物资集中采购不断深入。根据技术规格书，依据《大庆油田有限责任公司物资管理办法》，按照“集中市场、集中资源、共同参与、分散操作”的模式集中采购。

2.3.3 提高模块化水平

通过标准化设计，推进工厂模块化预制、现场组装化施工，效率比常规提高12%。以配注工艺模块化为例，将配注站分为母液计量调节装置、组合电器、组合玻璃钢母液储槽、母液增压装置、高压阀组、母液水流量调节装置、液体自动提升装置等工艺模块，不但减少了电缆敷设，减少建筑面积，便于搬迁，提高设备利用率，同时加强和完善了母液流量、压力等运行状态监测和控制。

2.3.4 研发推广一体化集成装置

大庆油田针对聚合物驱油田，研发了一泵多井聚合物注入一体化集成装置、聚合物分散一体化集成装置等装置12大类，形成产业化产品31项。通过一体化集成装置的应用，设计周期平均缩短30%，建设周期平均缩短40%，减少用地11.4×104m2，减少用工335人，同时，降低了工程投资，降低了运行费用，一体化集成装置成为标准化设计不断深入的代表，

2.4 技术有形化产生的经济效益

依靠技术进步和成果有形化，聚合物驱地面工程建设平均单井投资从“九五”末期的165×104元降低到“十五”末期的125×104元左右，降低幅度达24.24%。

通过应用标准化设计，节省工程投资7.79亿元，地面工程建设实现了“两缩短”、“三提高”、“一降低”的预定目标。“两缩短”，平均缩短设计工期15%，缩短建设工期18%；“三提高”，提高规模化采购率达到90%，提高预制化率达到81%，提高新井时率5%；“一降低”，降低地面工程投资及成本3.5%。

3 结论

大庆油田聚合物地面工程技术已经形成了完善的技术系列及特色技术，形成专利和专有技术21项。通过技术标准化、规范化的稳步推进，将具有自主知识产权的创新成果形成了规范的技术资源，形成标准规范14项，完成标准化设计定型图文件1 249套，研发一体化集成装置12大类，形成产业化产品31项，实现了科研成果的有形化。在大庆油田78个聚合物驱工业开发区块中推广应用，进一步提升了大庆油田的竞争能力和创新能力。

[1]姜子昂，肖学兰，王黎明.天然气产业低碳发展模式研究[M].北京：科学出版社，2011.

[2]王德民,程杰成，吴军政，等.聚合物驱油技术在大庆油田的应用[J].石油学报，2005，26（1）：74-78.

[3]胡海波.标准化管理[M].上海∶复旦大学出版社,2013.

[4]胡博仲.聚合物驱采油工程[M].北京∶石油工业出版社, 2004

[5]李杰训.聚合物驱油地面工程技术[M].北京∶石油工业出版社,2008.

According to the principles and requirements of"to do well the visible work of the existing mature advanced technologies,to form integrated solutions to promote internal sharing and external business applications of scientific and technological achievements"of CNPC,the transformation of research achievements is carried out in Daqing Oilfield.14 standards and specifications were formed,1249 sets of standardized design documents are completed,and the 31industrial products are formed through the systematic standardization work,which promotes the transformation of scientific and technologic achievements.The application of the industrial products in 78 polymer flooding blocks of Daqing Oilfield saves the project investment of￥7.79×109.

polymer flooding;surface engineering;research achievement;standardization;visible

路萍

2015-11-17

赵忠山（1973-），男，高级工程师，主要从事油田三次采油地面工程的研究和设计工作。