专利名称：化学驱多元配注工艺及其所用多元静态混流装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及油田三次采油用助剂配制设备和化学驱多元配注工艺，特别涉及一种化学驱多元配注工艺及其所用多元静态混流装置。
背景技术：
目前在油田开采的后期，需要将几种化学助剂按一定比例混配后成为目的液，然后再将目的液注入地层进行驱油，以便获得更高的采收率。其中，各种化学助剂的混配工艺和目的液的注入工艺是确保开发效果的关键，另外，化学助剂的混配设备也直接关系到目的液的质量。
传统的化学助剂的混配工艺和注入工艺，将各种化学驱助剂及配制水，按配方预先按一定比例在贮罐中低压混配成目的液，然后再将目的液用高压泵增压后注入到各注入井中。该工艺的缺点是(1)全系统使用的目的液为统一大配方，目的液不能同时满足不同区块和地层的注入井的个性化地质方案的需求，实现不了个性化注入；(2)助剂集中配置系统占地面积大，设备投资大；(3)原工艺目的液一般选用混合罐罐内配置，然后再储存，需要时，将目的液用高压泵增压后注入到各采油井中，这样对化学助剂的性能产生了不利的影响，致使该化学助剂的粘度降低。
发明内容
针对现有工艺技术的不足，本发明的目的就是要提供一种能够满足油田三次采油注入井个性化需求的化学驱多元配注工艺。
本发明的进一步的目的就是要提供一种实现上述化学驱多元配注工艺的多元静态混流装置。
为实现上述目的，一种化学驱多元配注工艺，包括以下步骤1、将一定浓度的各种化学驱助剂分别储存在相应的化学驱助剂贮罐中；2、根据每个注入井的地质要求，分别选定出对应每个注入井的相应的目的液的个性化配方；3、根据该个性化配方的要求，将各化学驱助剂从相应的化学驱助剂贮罐中输出，再分别通过增压泵增压输出；
4、增压后的各种化学驱助剂分别进行计量；5、利用混配装置将计量后的各种化学驱助剂进行混配首先根据化学驱助剂对分子减切要求不同的特性，将同种特性的化学驱助剂首先进行混配，然后将对分子有减切要求的化学驱助剂的混合液为主流、对分子无减切要求的化学驱助剂的混合液为辅流进入混配，混配后得到个性化配方的目的液；6、将该个性化配方的目的液注入到相应的注入井中。
本发明一种实现化学驱多元配注工艺所用的多元静态混流装置，包括机械混合腔、螺旋混合腔和水力混合腔，其中，机械混合腔设置有至少两个输入口和一个输出口；螺旋混合腔包括套装在一起且密闭相连的内腔和外腔，外腔设置有输入口，内腔腔体通过设置在内腔体上的若干通孔与外腔体相连通，内腔带有输入口和输出口；水力混合腔包括套装在一起且密闭相连的内腔和外腔，外腔设置有输入口，内腔腔体上有连通内外腔体的若干通孔，内腔带有输入口和输出口；机械混合腔的输出口与水力混合腔外腔的输入口通过管道相连，螺旋混合腔内腔的输出口与水力混合腔内腔的输入口通过管道相连。
进一步，还包括带有输入口和输出口的低减切混流腔，腔体内部设置有若干组间隔网，在腔体的截面上该间隔网呈L型，低减切混流腔的输入口通过管道与水力混合腔的输出口相连。
进一步，在所述机械混合腔的腔体内部设置有若干组间隔网，在腔体的截面上该间隔网呈X型。
进一步，在所述机械混合腔的腔体内中部的间隔网之间设置有若干组两两交错的间隔条，在腔体的截面上两间隔条相互垂直。
进一步，所述螺旋混合腔的内腔内部设置有若干组螺旋片。
进一步，所述水力混合腔内腔的腔体中部设置有若干支管，面向内腔的输入口一侧的支管上设置有若干通孔，支管的一端与水力混合腔的外腔相通。
进一步，所述水力混合腔内腔的输出口一侧内设置有若干组间隔网，在腔体的截面上该间隔网呈L型。
进一步，所述水力混合腔的内腔和所述螺旋混合腔内腔均为圆柱形，水力混合腔的内腔的直径大于螺旋混合腔内腔的直径。
与现有技术相比，本发明化学驱多元配注工艺采取高压配制系统，针对每一个注入井的不同地质情况，实现了单井个性化配方注入，各井配方可随意依地质方案调整，能满足不同区块及地层的需求，实现了目的液的实时配制、实时注入及个性化调整，既节省了设备的占地面积又同时降低了投资成本；本发明多元静态混流装置，可以同时混配多种化学助剂，根据化学助剂对减切要求不同的特性，分别使用相应的混配腔体对若干种化学助剂进行有序地混合后，再以有减切要求的化学助剂为主流进入水力混合腔，而无减切要求的化学助剂通过腔体上的通孔进入混合腔内，与主流化学助剂进行混配。这种结构，不仅有效地降低了混合腔对有减切要求的化学助剂的减切影响，防止其粘度下降，而且使多元化学助剂得到充分混合，实现了多元化学助剂的配注，确保了各化学助剂混合后有较高的分散程度和较低的降粘率。
图1是本发明化学驱多元配注工艺的工艺流程图；图2是本发明多元静态混流装置的结构示意图；图3是图2中机械混合腔的结构示意图；图4是图3的左视图；图5是图3的A-A视图；图6是图2中的螺旋混合腔的左视图；图7是图2中的水力混合腔的结构示意图；图8是图7的A向视图；图9是图7中支管的俯视图；图10是图7的B-B视图；图11是图2的C-C视图。
具体实施例方式
图1为化学驱多元配注工艺的工艺流程图，在油田各种化学驱助剂都按照一定的浓度，分别储存在不同的化学驱助剂贮罐中；当需要对某个注入井进行三次开采时，首先根据该注入井的地质要求，选定出该注入井的目的液的配方；按照该配方的要求，从相应的化学驱助剂贮罐中，输出该化学驱助剂，各种化学驱助剂分别进入增压泵增压后，再分别输入到对应的计量计进行计量，计量后的各种化学驱助剂利用混流装置进行充分混配成为目的液，最后将该目的液输送到该注入井中。
在对计量后的各种化学驱助剂进行混配时，可以选用多个混流器，也可以使用一个多元静态混流装置。当选用多个混流器进行混配时，首先根据化学助剂对分子减切要求的不同特点，将对分子有减切要求的化学助剂通过一个混流器混配后得到一种混合助剂，再将对分子无减切要求的化学助剂通过另一个混流器混配后得到另一种混合助剂，再通过控制设备，按照一定的秩序，将不同混流器输出的混合助剂再统一输送到一个混流器中进行混配，从而得到多元化学助剂相混配的目的液。而当选用一个多元静态混流装置进行混配时，该多元静态混流装置将根据分子对减切要求的不同特点，将对分子有减切要求的化学助剂输送到低减切混合腔内混合，对分子无减切要求的化学助剂输送到普通混合腔内混合，然后再将对分子有减切要求的化学驱助剂的混合液为主流、对分子无减切要求的化学驱助剂的混合液为辅流进入一个混合腔进行混配，得到个性化配方的目的液。
图2中，多元静态混流装置包括均为圆柱形的三个腔体I#腔体8、II#腔体5和III#腔体7，1#腔体8内设置有机械混合腔9和螺旋混合腔10，2#腔体5内设置有水力混合腔6，进口1和进口2与机械混合腔9相连，进口3和进口4与螺旋混流腔相连10，III#腔体7通过管道与出口11相连，机械混合腔9与螺旋混合腔10互不相通且相对独立，它们分别与水力混合腔6相连，水力混合腔6的输出端27与III#腔体7相连，需要混合的四种化学助剂分别通过进口1-4进入相应的腔体，配注完的目的液经出口11输送至注入井。
进口1和进口2设置在机械混合腔9的输入端，机械混合腔9另一端设置有输出口22，图3-5中可知，腔体内部设置有若干组间隔网12，在腔体截面上间隔网12为X形，在腔体中部的间隔网12之间，还设置有两两交叉的间隔条13，在腔体的截面上，两两间隔条13相互垂直。
图2和6中可知，螺旋混合腔10包括两个腔体，内腔21设置在I#腔体8内的机械混合腔9的下方，I#腔体8与内腔21密闭连接，进口3与内腔21的输入端相连，进口4与I#腔体8相连，在内腔21的腔体上有若干通孔14，该通孔14使内腔21与I#腔体8内部相通，内腔21内部设置有若干组螺旋片15，内腔21的另一端设置有输出口23。
水力混合腔6也设置有两个腔体，内腔24设置在II#腔体5内的下部，2#腔体5与内腔24密闭连接，机械混合腔9的输出口22通过管道与2#腔体5的上部相通，内腔24的输入口25通过管道26与螺旋混合腔10的输出口23相连，从图7-10中可知，内腔24的腔体表面上有若干通孔16，该通孔16使内腔24与2#腔体5内部相通，在内腔24腔体内的中部设置有若干支管17，支管17的轴线与内腔24的轴线相互垂直，面向内腔24的输入口25一侧的支管17上设置有若干小孔20，支管17的一端与II#腔体5的内部相通，内腔24内的输出口27附近设置有若干组间隔网18，在腔体的截面上该间隔网18呈L型。
III#腔体7为低减切混流腔，它带有输入口28和输出口29，其输入口28与水力混合腔内腔6的输出口27相连，其输出口29通过管道与出口11相连，在腔体内部设置有若干组间隔网19，从图11中可知，在腔体的截面上该间隔网19呈L型。
多元静态混流装置工作时，压力水通过进口1、碱液通过进口2分别进入机械混合腔9，压力水和碱液在腔体流动时，在间隔网12和间隔条13的作用下，得到充分混合，混合后的碱水混合液通过输出口22进入水力混合腔6的外腔即2#腔体5内。聚合物母液通过进口3进入螺旋混合腔10的内腔21，表活剂通过进口4进入螺旋混合腔10的外腔即1#腔体8内，由于1#腔体8与机械混合腔9密闭结合，所以表活剂只能通过螺旋混合腔10内腔21的表面的通孔14进入内腔21内，聚合物母液在内腔21内流动的同时，在腔体内的螺旋片组的作用下，与通孔14内喷入的柱状表活剂充分混合后形成聚合物混合液，经内腔21的输出口23通过管道26进入水力混合腔6的内腔24内。进入2#腔体的碱水混合液通过水力混合腔6内腔24的通孔16，喷入水力混合腔6的内腔24，与聚合物混合液相混合。同时，水力混合腔6内的支管17上设置有与螺旋混合腔5相通的开口进入支管17内，碱水混合液通过的支管17上的小孔20也进入内腔24，小孔20内喷入的碱水混合液的方向与聚合物混合液的流动方向相互垂直，有利于液体间的充分混合，另外，在内腔24内部设置的L型间隔网18，也有利于液体间的混合。为了使四种化学助剂更加充分的混配，从水力混合腔6输出口27输出后，混配后的化学助剂进入III#腔—低减切混合腔7，在化学助剂向前流动时，III#腔体7内部的L型间隔网19，促使化学助剂更加充分混合达到目的液的要求，然后目的液经III#腔体7的输出口29后输出，通过出口11被注入到注入井中。
由于聚合物母液的流速超过一定流速后，容易造成聚合物母液的降解，为了控制其流速，所以水力混合腔6的内腔21的直径大于螺旋混合腔10的内腔21的直径。
当目的液的配方为聚合物配注时，只需要将压力水从进口1、聚合物母液从进口3分别注入多元静态混流装置即可得到需要的聚合物目的液。当需要的目的液为五元或更多化学助剂的配注时，可以在机械混合腔9的输入端，相应设置若干个进口，多种化学助剂分别从进口进入到机械混合腔9内混合，然后再与螺旋混合腔10的聚合物母液混合，即可得到相应的多元化学助剂混配的目的液。
本发明根据化学助剂有序的混合，避免了不同化学助剂由于混合先后而改变其所应该保持的特性，在水力混合过程中最大限度的降低减切对化学助剂的影响，而对于无减切要求的含微粒的化学助剂，采用高减切混合。内部混合是水力混合与机械混合的结合，水力部分采用了外部化学助剂强力进入内部的混合方式，形成多水柱与主流不同间隔混合，并同时从主流化学助剂内部表面同时水柱激射混合。
权利要求
1.一种化学驱多元配注工艺，其特征在于，包括以下步骤(1)将一定浓度的各种化学驱助剂分别储存在相应的化学驱助剂贮罐中；(2)根据每个注入井的地质要求，分别选定出对应每个注入井的相应的目的液的个性化配方；(3)根据该个性化配方的要求，将各化学驱助剂从相应的化学驱助剂贮罐中输出，再分别通过增压泵增压；(4)增压后的各种化学驱助剂分别进行计量；(5)利用混配装置将计量后的各种化学驱助剂进行混配首先根据化学驱助剂对分子减切要求不同的特性，将同种特性的化学驱助剂首先进行混配，然后将对分子有减切要求的化学驱助剂的混合液为主流、对分子无减切要求的化学驱助剂的混合液为辅流进入混配，混配后得到个性化配方的目的液；(6)将该个性化配方的目的液注入到相应的注入井中。
2.一种实现权利要求1所述化学驱多元配注工艺中的多元静态混流装置，其特征在于，包括机械混合腔、螺旋混合腔和水力混合腔，其中，机械混合腔设置有至少两个输入口和一个输出口；螺旋混合腔包括套装在一起且密闭相连的内腔和外腔，外腔设置有输入口，内腔腔体通过设置在内腔体上的若干通孔与外腔体相连通，内腔带有输入口和输出口；水力混合腔包括套装在一起且密闭相连的内腔和外腔，外腔设置有输入口，内腔腔体上有连通内外腔体的若干通孔，内腔带有输入口和输出口；机械混合腔的输出口与水力混合腔外腔的输入口通过管道相连，螺旋混合腔内腔的输出口与水力混合腔内腔的输入口通过管道相连。
3.根据权利要求2所述的多元静态混流装置，其特征在于，还包括带有输入口和输出口的低减切混流腔，腔体内部设置有若干组间隔网，在腔体的截面上该间隔网呈L型，低减切混流腔的输入口通过管道与水力混合腔的输出口相连。
4.根据权利要求2或3任一所述的多元静态混流装置，其特征在于，在所述机械混合腔的腔体内部设置有若干组间隔网，在腔体的截面上该间隔网呈X型。
5.根据权利要求4所述的多元静态混流装置，其特征在于，在所述机械混合腔的腔体内中部的间隔网之间设置有若干组两两交错的间隔条，在腔体的截面上两间隔条相互垂直。
6.根据权利要求5所述的多元静态混流装置，其特征在于，所述螺旋混合腔的内腔内部设置有若干组螺旋片。
7.根据权利要求6所述的多元静态混流装置，其特征在于，所述水力混合腔内腔的腔体中部设置有若干支管，面向内腔的输入口一侧的支管上设置有若干通孔，支管的一端与水力混合腔的外腔相通。
8.根据权利要求7所述的多元静态混流装置，其特征在于，所述水力混合腔内腔的输出口一侧内设置有若干组间隔网，在腔体的截面上该间隔网呈L型。
9.根据权利要求8所述的多元静态混流装置，其特征在于，所述水力混合腔的内腔和所述螺旋混合腔内腔均为圆柱形，水力混合腔的内腔的直径大于螺旋混合腔内腔的直径。
全文摘要
本发明公开了一种化学驱多元配注工艺及其所用的多元静态混流装置，将几种配制好的一定浓度的化学驱助剂，直接供液给各自高压泵增压，然后按一定顺序再经多元静态混流装置混配为目的液注入各井；通过该工艺实现了单井个性化配方注入，各井配方可随意依地质方案调整，能满足不同区块及地层的需求，实现了实时高压依序混配注入，取消传统工艺中设置的集中配置系统，节省占地，节省投资；该工艺中所用的多元静态混流装置，可以同时混配多种化学助剂，且按一定顺序混配，确保了各化学助剂混合后有较高的分散程度和较低的降粘率，在混合过程中不会产生不良反应。
文档编号E21B43/16GK1730903SQ200510098340
公开日2006年2月8日 申请日期2005年9月9日 优先权日2005年9月9日
发明者高雁鸣, 侯华业 申请人:万奥普(北京)石油工程技术开发研究院有限公司