CN109113696B - 一种化学驱油地面注入方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种化学驱油地面注入方法，属于石油工业驱油技术领域。所述方法包括：步骤1、通过控制单元开启供水单元，使预设量的水进入熟化单元；步骤2、通过控制单元开启物料添加单元，使预设量的物料进入熟化单元；步骤3、经过预设的熟化时间后，通过控制单元开启注入单元，将所述熟化单元中熟化完成的化学驱溶液注入井内。本发明通过利用控制单元使预设量的水和预设量的物料进入熟化单元，并通过控制单元将熟化完成的化学驱溶液注入井内，该过程不需要通过技术人员进行设备开启、参数控制等，解决了现有技术无法实现精确计量和控制，费时费力的问题。

Description

一种化学驱油地面注入方法

技术领域

本发明涉及石油工业驱油技术领域，特别涉及一种化学驱油地面注入方法。

背景技术

随着油田开采的不断深入，通过地层自身的能量进行开采的一次采油效率已经非常低，因此通过往井内注水的方法进行二次采油来提升原油采油率，在技术的不断更新下，在二次采油(水驱)的基础上发展出了三次采油(包括化学驱、气驱、微生物驱等)，其中化学驱是指通过在注入水中添加各种化学剂后将其注入井内，以改善水的驱油及波及性能，从而提高原油采收率的采油方法。

目前采用的化学驱油地面注入方法为现场组装罐体、管线、进料泵、出液泵等装置，利用罐体进行化学驱溶液的配制，液体原料的进液通过与罐体连接的进料泵进入罐体，并通过调整进料泵的泵速进行控制进液，固体原料通过称量重量后直接加入罐体，配制好的化学驱溶液通过与出液泵将其注入井内，注入的速度通过泵速进行控制。整个化学驱的配制溶液以及化学驱的注入过程中的参数控制，例如原料的比例，原料的进液量，化学驱溶液的注入量等均需通过技术人员进行记录，调整。

在实现本发明的过程中，发明人发现现有技术至少存在以下问题：

化学驱油地面注入系统为在需要使用时现场进行组装，并且在化学驱的配制溶液以及化学驱的注入过程中的参数控制、设备开启等均需技术人员进行，无法实现精确计量和控制，费时费力。

发明内容

为了解决现有技术上述的问题，本发明实施例提供了一种化学驱油地面注入方法。技术方案如下：

一种化学驱油地面注入方法，所述方法包括：

步骤1、通过控制单元开启供水单元，使预设量的水进入熟化单元；

步骤2、通过控制单元开启物料添加单元，使预设量的物料进入熟化单元；

步骤3、经过预设的熟化时间后，通过控制单元开启注入单元，将所述熟化单元中熟化完成的化学驱溶液注入井内。

可选地，所述步骤1包括：

所述供水单元为储水罐，获取储水罐的第一液位下限值，当所述储水罐中液位低于所述第一液位下限值时，通过控制单元开启与储水罐入口连接的供水控制阀，

所述熟化单元为熟化罐，获取熟化罐的第二液位下限值，当所述熟化罐中液位低于所述第二液位下限值时，通过控制单元开启供水泵以及与所述熟化罐进液口连接的供水控制阀门，使所述储水罐中水通过供水控制阀门进入所述熟化罐。

可选地，所述步骤2包括：当(1/3-1/2)预设量的水进入熟化单元时，通过控制单元开启物料添加单元。

可选地，所述当(1/3-1/2)预设量的水进入熟化单元时，包括获取熟化罐中(1/3-1/2)预设量的水所对应的第一液位值，判断熟化罐中液位是否达到所述第一液位值，若是，则为当(1/3-1/2)预设量的水进入熟化单元时。

可选地，所述通过控制单元开启物料添加单元包括：

当熟化单元中熟化罐为多个时，判断进入熟化单元的水所进入的熟化罐，开启与所述水所进入的熟化罐相连通的加料阀门，使物料添加单元中的物料进入所述熟化罐。

可选地，所述判断进入熟化单元的水所进入的熟化罐，具体包括：

判断与熟化罐进液口连接的供水控制阀门是否打开，若是，则进入熟化单元的水进入所述熟化罐。

可选地，在所述步骤3之前包括：获取向熟化罐中添加预设量的水和预设量的物料时所对应的所述熟化罐的第二液位值，当所述熟化罐中液位达到所述第二液位值时，通过控制单元关闭与所述熟化罐连接的供水控制阀门。

可选地，所述步骤3中所述通过控制单元开启注入单元包括：

当熟化单元中熟化罐为多个时，通过控制单元交替开启与熟化罐连接的注入阀门，将所述熟化单元中熟化完成的化学驱溶液注入井内。

本发明实施例提供的技术方案带来的有益效果是：

通过利用控制单元使预设量的水和预设量的物料进入熟化单元，并通过控制单元将熟化完成的化学驱溶液注入井内，该过程不需要通过技术人员进行设备开启、参数控制等，实现了全自动化的化学驱溶液注入井内工艺，解决了现有技术无法实现精确计量和控制，费时费力的问题。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明实施例提供的化学驱注入方法流程示意图，

图2是本发明实施例提供的化学驱注入方法中所利用的装置示意图。

其中，附图标记为：

1、储水罐；2、熟化罐；3、来水控制阀；4、来水流量计；5、第一供水控制阀；6、第二供水控制阀；7、供水泵；8、第三供水控制阀；9、第四供水控制阀；10、物料添加箱；11、第一加料控制阀；12、第二加料控制阀；13、第一注入控制阀；14、第二注入控制阀；15、注入流量计；16、注入泵；101、；201、第一熟化罐；202、第二熟化罐；201a、第一压力液位计；202a、第二压力液位计；10a、电子计量器。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明实施方式作进一步地详细描述。

本发明实施例提供了一种化学驱油地面注入方法，参见图1，所述方法包括：

步骤1、通过控制单元开启供水单元，使预设量的水进入熟化单元；

步骤2、通过控制单元开启物料添加单元，使预设量的物料进入熟化单元；

步骤3、经过预设的熟化时间后，通过控制单元开启注入单元，将所述熟化单元中熟化完成的化学驱溶液注入井内。

可以看出，通过上述化学驱油地面注入方法，利用控制单元使预设量的水和预设量的物料进入熟化单元，并通过控制单元将熟化完成的化学驱溶液注入井内，该过程不需要通过技术人员进行设备开启、参数控制等，解决了现有技术无法实现精确计量和控制，费时费力的问题。

需要说明的是，所述控制单元的具体形式可以为多种，例如电脑等终端设备以及安装于该终端设备中的各种可实现的软件，例如可编程逻辑控制器、人机交互软件(Intouch)、数据处理软件(InSQL)等。通过电缆将供水单元、物料添加单元、熟化单元、注入单元均与电脑进行连接，实现通过控制单元对供水单元、物料添加单元、熟化单元、注入单元的控制以及数据记录。

其中，所述步骤1包括：

所述供水单元为储水罐1，获取储水罐1的第一液位下限值，当所述储水罐1中液位低于所述第一液位下限值时，通过控制单元开启与储水罐1入口连接的供水控制阀，通过先将水供应到储水罐1中进行存储，可较为稳定地使储水罐1中的水进入熟化单元，通过储水罐1形成缓冲，避免了由于现场的配水站和复杂管线造成的供水流量不稳定、供水速度不能控制的问题。

所述熟化单元为熟化罐2，获取熟化罐2的第二液位下限值，当所述熟化罐2中液位低于所述第二液位下限值时，通过控制单元开启供水泵7以及与所述熟化罐2进液口连接的供水控制阀门，使所述储水罐1中水通过供水控制阀门进入所述熟化罐2。为了保证进入熟化罐2中的水通过供水泵7平稳地进入熟化罐2，即不会由于储水罐1中液位较低而出现中断供水等情况，在向熟化罐2中供水之前，可以先获取储水罐1的液位上限值，或者能够满足一次向熟化罐2中提供预设量的水所对应的储水罐1的供水液位预设值，此处的液位上限值大于所述供水液位预设值，当储水罐1中液位达到所述液位上限值或者所述供水液位预设值时，说明此时向熟化罐2中供水可以平稳地进行。

在上文所述的实施例中，所述步骤2包括：当(1/3-1/2)预设量的水进入熟化单元时，通过控制单元开启物料添加单元。化学驱的主剂主要有三种：聚合物、碱和表面活性剂，其中以聚合物为主剂的化学驱在配制过程中，需要进行熟化，熟化是指聚合物在水中的水解，当聚合物为干粉状态时，水解过程需要首先使聚合物充分溶解。因此需要在有部分的水先进入熟化罐2后，再将聚合物添加进入熟化罐2。例如当(1/3-1/2)预设量的水进入熟化罐2后，通过开启物料添加单元将聚合物与剩余部分的水一起加入熟化罐2，并充分搅拌，避免聚合物溶解不均匀，出现鱼眼、结块等现象。

所述当(1/3-1/2)预设量的水进入熟化单元时，包括获取熟化罐2中(1/3-1/2)预设量的水所对应的第一液位值，判断熟化罐2中液位是否达到所述第一液位值，若是，则为当(1/3-1/2)预设量的水进入熟化单元时。即通过判断进入熟化罐2中的水是否达到第一液位值作为条件，来确定是否有(1/3-1/2)预设量的水进入熟化罐2，若是，此时可以通过控制单元开启物料添加单元进行物料添加。当所添加的物料为聚合物干粉时，物料添加单元可以包括物料添加箱10、电子计量器10a，物料添加箱10的加料管线可以与供水单元中进入熟化罐2的管线连通，通过开启供水单元中供水泵7进行供水时，若加料管线处于完全连通的状态，水在经过进入熟化罐2的管线与物料添加箱10的加料管线连通处时会在该连通处形成真空负压，将物料添加箱10中的干粉物料吸入加料管线中，随着水流进入熟化罐2，然后通过电子计量器10a测量物料添加箱中的重量减少量，当该重量减少量等于进入熟化单元所需的预设量的物料的重量时，通过控制单元关闭物料添加单元，停止物料添加。本领域技术人员可以理解的是，当所添加的物料为液体状态时，物料添加单元可以还包括物料添加泵，通过物料添加泵将物料添加箱10中的物料添加进入熟化罐2。

值得注意的是，熟化罐2的数量可以为多个，当熟化罐2为多个时，所述通过控制单元开启物料添加单元包括：判断进入熟化单元的水所进入的熟化罐2，开启与所述水所进入的熟化罐2相连通的加料阀门，使物料添加单元中的物料进入所述熟化罐2。本发明实施例对熟化罐2以及物料添加箱10的个数不作具体限定，例如，当熟化罐2为多个，物料添加箱10为多个，两者的个数一致时，并且每个熟化罐2与和其对应的物料添加箱10单独进行连接时，在判断出供水单元的水进入的熟化罐2后，可通过与该熟化罐2连接的，相对应的物料添加箱10进行物料添加，并通过与该物料添加箱10连接的电子计量器10a进行计量物料的添加量，在此种情况下，可以同时进行多个熟化罐2的供水和物料添加过程。再例如，当熟化单元有多个熟化罐2，而物料添加单元只有一个物料添加箱10时，则需要每次只为一个熟化罐2进行供水和物料添加。

其中，上文所述判断进入熟化单元的水所进入的熟化罐2，具体包括：判断与熟化罐2进液口连接的供水控制阀门是否打开，若是，则进入熟化单元的水进入所述熟化罐2。当所添加的物料为聚合物干粉时，物料添加箱10的加料管线与从供水单元进入熟化罐2的管线的连通处可以位于与熟化罐2进液口连接的供水控制阀门和所述熟化罐2之间。

在所述步骤3之前包括：获取取向熟化罐2中添加预设量的水和预设量的物料时所对应的所述熟化罐2的第二液位值，当所述熟化罐2中液位达到所述第二液位值时，通过控制单元关闭与所述熟化罐2连接的供水控制阀门。物料添加箱10可以通过电子计量器10a测量的数据形成关闭物料添加箱10的条件，当电子计量器10a测量的物料添加箱10的重量减少量进入熟化单元所需的预设量的物料的重量时，通过控制单元关闭物料添加单元。而供水单元则可以通过熟化罐2中的第二液位值形成关闭供水单元向熟化罐2供水的条件，当熟化罐2中液位达到所述第二液位值时，可以停止向熟化罐2供水，此时，熟化罐2中物料与水的配比满足步骤1中预设量的水和步骤2中预设量的物料所对应的配比。

所述步骤3中所述通过控制单元开启注入单元包括：当熟化罐2为多个时，通过控制单元交替开启注入单元中与熟化罐2连接的注入阀门，将所述熟化单元中熟化完成的化学驱溶液注入井内。以交替开启的方式可以形成连续将化学驱溶液通过注入泵注入井内的过程，当一个熟化罐2中的化学驱溶液注入完成，可以切换至另一个熟化罐2进行注入，而上一个注入完成的熟化罐2可以再次进行物料添加以及供水过程。

步骤3中的熟化时间指从物料添加箱10开始添加物料进入熟化单元开始至熟化单元中的化学驱溶液熟化完成的时间。

另外，本领域技术人员可以理解的是，在上文所述的供水单元、物料添加单元、熟化单元、注入单元之间通过管线进行连接，在这些用于连接的管线上可以设置多个流量计，用于记录流体在管线中的流量，从而通过控制单元进行数据存储和记录，并根据该数据可进行适应性地调整供水泵以及化学驱溶液的注入泵的泵速，并且在管线或者具体装置上还可以设置压力传感器、温度传感器、声光报警器等，其中压力传感器和温度传感器获取的数据可以用于监测工艺，声光报警器具体可以在储水罐1、熟化罐2等装置上安装，当储水罐1、熟化罐2中的液位达到预设值时，可以触发声光报警器。

下面通过一个具体实施例的应用对本发明的方法进行详细说明。

请参见图2，首先说明本实施例中化学驱注入方法中所利用的装置：熟化单元2包括第一熟化罐201和第二熟化罐202，每个熟化罐中带有搅拌器。供水单元为储水罐1，物料添加单元为物料添加箱10，注入单元为注入泵16，控制单元包括可编程逻辑控制器、人机交互软件(Intouch)、数据处理软件(InSQL)。

该装置还包括与储水罐1进口连接的第一供水控制阀5、与储水罐1出口连接的第二供水控制阀6和供水泵7、位于供水泵7和第一熟化罐201之间的第三供水控制阀8、位于供水泵7和第二熟化罐202之间的第四供水控制阀9、以及位于第一供水控制阀5之前的来水流量计4和来水控制阀3。

该装置还包括位于物料添加箱10底部的电子计量器10a，位于物料添加箱10和第一熟化罐201之间的第一加料控制阀11、位于物料添加箱10和第二熟化罐202之间的第二加料控制阀12，其中，物料添加箱10的加料管线连接于第三供水控制阀8与第一熟化罐201之间的管线上，物料添加箱10的加料管线还连接于第四供水控制阀9与第二熟化罐202之间的管线上。

该装置还包括位于第一熟化罐201和注入泵16之间的第一注入控制阀13、位于第二熟化罐202和注入泵16之间的第二注入控制阀14、以及位于注入泵16和第一注入控制阀13、第二注入控制阀14之间的注入流量计15。

在第一熟化罐201、第二熟化罐202以及储水罐1中分别设置第一压力液位计201a、第二压力液位计202a、第三压力液位计101。

然后根据上述的装置说明本实施例中化学驱注入方法，本实施例中化学驱的主剂为聚合物，物料添加箱10中的聚合物为干粉。物料添加箱10的体积足够使添加的物料满足完成完整的化学驱溶液的井内注入过程。

获取储水罐1的第一液位上限值和第一液位下限值，初始状态时，所述储水罐1中液位低于第一液位下限值，通过控制单元开启来水控制阀3和第一供水控制阀5，并关闭第二供水控制阀6；当所述储水罐1中液位达到所述第一液位上限值时，通过控制单元关闭第一供水控制阀5，并开启第二供水控制阀6；通过来水流量计4测量的数据，可以控制来水控制阀3和第一供水控制阀5的阀门大小来调节水流进入储水罐1的速度。

首先选择先往第一熟化罐201中供水以及添加物料。获取第一熟化罐201的第二液位下限值，第一熟化罐201中液位低于第二液位下限值，此时通过控制单元开启供水泵7以及与第一熟化罐201进液口连接的第三供水控制阀门8，使储水罐1中水进入第一熟化罐201。获取第一熟化罐201中(1/3-1/2)预设量的水所对应的第一液位值，当第一熟化罐201中液位达到所述第一液位值时，通过控制单元开启物料添加单元中第一加料控制阀11以及第一熟化罐201中的搅拌器，物料添加箱10中聚合物干粉在供水管道中水流产生的真空负压作用下被吸入第一熟化罐201。此时还需获取化学驱溶液原料的配比，根据所述原料的配比确定物料添加箱10的重量减少预设值，当物料添加箱10减少的重量达到该重量减少预设值时，关闭第一加料控制阀11，停止聚合物干粉的添加。获取向第一熟化罐201中添加预设量的水和预设量的物料时所对应的所述第一熟化罐201的第二液位值，当第一熟化罐201中液位达到所述第二液位值时，通过控制单元关闭第三供水控制阀门8、供水泵7和第二供水控制阀6。由于上述装置中只设置一个物料添加箱10，因此一次只进行一个熟化罐2的物料添加和供水。

然后经过预设的熟化时间之后，例如40分钟，通过控制单元开启与第一熟化罐201连接的第一注入控制阀13和注入泵16，将第一熟化罐201中化学驱溶液注入井17内。

本实施例中第一熟化罐201与第二熟化罐202大小、形状均相同，上述的第二液位下限值、第一液位值、第二液位值均适用于第二熟化罐202。

在第一熟化罐201中化学驱溶液注入井内的过程中时，由于第二熟化罐202中液位低于所述第二液位下限值，通过控制单元开启第二供水控制阀6，供水泵7以及与第二熟化罐202进液口连接的第四供水控制阀门9，将储液罐1中水添加进入第二熟化罐202。本实施例中储液罐1的大小足够在为第一熟化罐201供水之后再为第二熟化罐202供水。

往第二熟化罐202中通过物料添加箱10添加物料的过程与上述往第一熟化罐201中添加物料的过程不一样的地方在于在通过控制单元进行物料添加之前，先判断第三供水控制阀门8和第四供水控制阀门9的开启状态，此时第四供水控制阀门9为开启，而第三供水控制阀门8为关闭，因此通过控制单元开启物料添加单元中与第四供水控制阀门9以及第二熟化罐202相连通的加料阀门，即开启第二加料控制阀12，物料添加箱10中聚合物干粉在供水管道中水流产生的真空负压作用下被吸入第二熟化罐202。

待往第二熟化罐202中供水以及添加物料的过程完成之后，储水罐1达到第一液位下限值，通过控制单元开启来水控制阀3和第一供水控制阀5，并关闭第二供水控制阀6，重复将储水罐1加满。

待第一熟化罐201中化学驱溶液全部注入井内，并且第二熟化罐202中化学驱溶液完成熟化时，关闭第一注入控制阀13，打开第二注入控制阀14。

重复往储水罐1、第一熟化罐201、第二熟化罐202中添加所需原料，并且交替使用第一熟化罐201、第二熟化罐202进行熟化化学驱溶液和将化学驱溶液注入井内，实现了连续将化学驱溶液注入井内的过程。

上述所有可选技术方案，可以采用任意结合形成本公开的可选实施例，在此不再一一赘述。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种化学驱油地面注入方法，其特征在于，所述方法包括：

步骤1、通过控制单元开启供水单元，使预设量的水进入熟化单元；

步骤2、当(1/3-1/2)预设量的水进入熟化单元时，通过控制单元开启物料添加单元，使预设量的物料与剩余部分的水进入熟化单元，其中所述物料添加单元的加料管线与所述供水单元中进入所述熟化单元的管线连通，当所述加料管线处于完全连通的状态并且所述物料添加单元添加的物料为聚合物干粉时，所述剩余部分的水经过所述加料管线和所述供水单元的管线的连通处时形成真空负压，以将所述聚合物干粉吸入所述加料管线；

步骤3、经过预设的熟化时间后，通过控制单元开启注入单元，将所述熟化单元中熟化完成的化学驱溶液注入井内；

所述步骤1包括：所述供水单元为储水罐(1)，获取储水罐(1)的第一液位下限值，当所述储水罐(1)中液位低于所述第一液位下限值时，通过控制单元开启与储水罐(1)入口连接的供水控制阀门；所述熟化单元为熟化罐(2)，获取所述储水罐(1)的液位上限值或供水液位预设值，所述供水液位预设值为能够满足一次向所述熟化罐(2)中提供预设水量的水所对应的所述储水罐(1)的液位，所述液位上限值大于所述供水液位预设值；

当所述储水罐(1)的液位达到所述液位上限值或所述供水液位预设值时，获取熟化罐(2)的第二液位下限值，当所述熟化罐(2)中液位低于所述第二液位下限值时，通过控制单元开启供水泵(7)以及与所述熟化罐(2)进液口连接的供水控制阀门，使所述储水罐(1)中水通过供水控制阀门进入所述熟化罐(2)。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述当(1/3-1/2)预设量的水进入熟化单元时，包括获取熟化罐(2)中(1/3-1/2)预设量的水所对应的第一液位值，判断熟化罐(2)中液位是否达到所述第一液位值，若是，则为当(1/3-1/2)预设量的水进入熟化单元时。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述通过控制单元开启物料添加单元包括：

当熟化罐(2)为多个时，判断进入熟化单元的水所进入的熟化罐(2)，开启与所述水所进入的熟化罐(2)相连通的加料阀门，使物料添加单元中的物料进入所述熟化罐(2)。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述判断进入熟化单元的水所进入的熟化罐(2)，具体包括：

判断与熟化罐(2)进液口连接的供水控制阀门是否打开，若是，则进入熟化单元的水进入所述熟化罐(2)。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述步骤3之前包括：获取向熟化罐(2)中添加预设量的水和预设量的物料时所对应的所述熟化罐(2)的第二液位值，当所述熟化罐(2)中液位达到所述第二液位值时，通过控制单元关闭与所述熟化罐(2)连接的供水控制阀门。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤3中所述通过控制单元开启注入单元包括：

当熟化罐(2)为多个时，通过控制单元交替开启与熟化罐(2)连接的注入阀门，将所述熟化单元中熟化完成的化学驱溶液注入井内。

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