2004年11月 河 南 石 油Henan Petroleum
第18卷 第6期文章编号:1006-4095(2004)06-0058-02
长庆油田水处理技术研究
谢从武1,郭强1,郭艳2,谭旭杲3,李萍3(1.广东省肇庆市公安消防支队,广东肇庆526040;2.长江大学化学与环境工程学院;3.河南油田分公司第二采油厂)
摘要:长庆油房庄油田水经现场流程处理后,具有较高的矿化度和悬浮物,存在残留油,同时S BR 严重超标,现场处理水不稳定,进行回注时与地层的配伍性较差。针对这些情况,研究了新型水处理工艺技术,使油房庄油田水经处理后达到回注水标准,且与地层的配伍性较好,并提出了新型水处理技术的工艺流程。关键词:长庆油田;污水处理;实验;水质净化剂
中图分类号:TE 357 文献标识码:A
长庆油田油房庄污水经现场杀菌、除浊后,再
经三次过滤,其出水并未完全达到行业注水标准,
具有较高的矿化度和悬浮物,同时含有未除干净
的原油及SRB 严重超标。现场处理水稳定性较
差,无论地层水水型与回注水水型是否相同,混合
水体加热后均有沉淀生成。值得注意的是单一回
注水加热也有沉淀生成。说明按现有水处理流程
所得处理水本身就不稳定,具有结垢倾向,而对于
相同水型水体混合,加热前虽较稳定,但加热后水
体结垢反而更严重。其处理水既不能满足回注水
水质标准要求,又不能保证水质稳定和与地层配
伍性。注水水质达标是注够水、注好水的重要保
证[1]。针对油房庄油田污水上述的问题,我们在
室内开展了油房庄污水水质改性新技术研究。1 系统各流程水质分析1.1 实验方法水体化学成分、水型与水质分析参照石油行业标准《油气田分析方法》(SY /T 5523-92)和《碎盐屑岩油藏注水水质推荐指标及分析方法》(SY /T 5329-94)进行。1.2 各流程水体化学成分、水型与水质分析表1数据为油房庄水系统各流程水体化学成分、水型分析结果。表1数据显示,油房庄含油污水经现场处理流程处理后,除含氧及总铁达标外,其余均未达到行业注水标准。表1 油房庄各流程水化学成分及水型分析(离子含量/mg ?L -1;细菌/个?m L -1)取样点
pH Na 2+Ca 2+M g 2+HCO 3-S O 42-Cl -CO 32-S 2-SRB TG B 水型沉降罐口
8.38913.72366.9378.7896.21065.117634.175.016.7104102CaCl 2除油罐口
7.78125.442054.7354.3864.41071.715898.80.0---CaCl 2注入水7.79905.181097.9201.61125.01190.316264.30.0-10310CaCl 2 表中数据表明,各流程水体呈弱碱性,pH 均
大于7.0,均属CaCl 2水型。含油污水中成垢离子、
细菌含量较高,并沿处理流程逐步下降。2 油房庄水处理技术研究2.1 成垢离子的筛选针对注入水为CaCl 2水型,主要结CaC O 3垢,主要成垢离子为Ca 2+、HC O 3-、C O 32-的具体情况,要保证注入水在地面的水体稳定,必须严格控制注入水中Ca 2+、HC O 3-的含量。就注入水与地层水的配伍性而言,基于产层中Y 7、Y 9为NaH 2
C O 3水型等特点,则控制注入水中Ca 2+等含量是重点。我们筛选、研制了4种成垢离子调整剂(A 、B 、C 、
D )。从实验结果看,所选4种成垢离子
调整剂对回注污水均具有较好的成垢离子调整作
用,其中以A 剂效果好。当pH 为8.5时,投加量
为700mg/L 时,A 剂较其它3种调整剂具有更好
的去除Ca 2+、HC O 3-、C O 32-成垢离子的能力。
收稿日期:2004-06-20
作者简介:谢从武,助理工程师,1975年生,1999年毕业于湘
潭大学应用化学系高分子专业,现在防火监督处从事公安消
防技术工作。电话:139********
加A后大大降低了成垢离子含量,成垢离子含量Ca2+为816.91mg/L,C O32-为33.82mg/L, HC O3-为367.60mg/L。
2.2 水质净化剂的筛选
2.2.1 实验方法
取沉降罐出口水200m L加热至45℃,边搅边加入规定量的成垢离子调整剂A,随后投加实验所需水质净化剂,搅拌30～120s后,静置沉降30min,利用分光光度计测其上层清夜的透光率或浊度。实验中为了加快筛选评价速度,以处理水的透光率作为筛选标准。透光率愈高,则水中含油、悬浮物等愈少,水处理效果液愈好。当处理水透光率高达98%时,则对其作全面注入水水质分析,最终检测处理水的处理效果及达标情况,确定水质净化剂的最佳配方体系。
2.2.2 水质净化剂的筛选
不同有机絮凝剂种类在相同加量(3×10-6)下与成垢离子调整剂A共同作用对含油污水的净化结果表明:在成垢离子调整剂加量一定的条件下,各种有机絮凝剂的加入,均可使含油污水的透光率增大;pH为8.5时,以AT9,AM1和AM3效果好。AT9透光率可达89%,AM1为84%,AM3为88%。进一步研究表明,提高含油污水的浊度,在其它条件相同下,在AT9,AM1,AM3中以AT9、AM3净水效果更好,而采用AM3透光率可达95%。但上述结果仍不能使处理水透光率达到98%以上,需进一步复配其它无机絮凝剂。
投加含量80×10-6无机絮凝剂和3×10-6有机絮凝剂对沉降罐出口水进行水质净化,并沉降30min后测量其上清液的透光率。实验结果表明:AT9较AM3与无机混凝剂具有更好的协同效应。无机絮凝剂C J1与AT9复配使用,可使含油污水经水质净化处理后透光率达98%。
2.2.3 成垢离子调整剂与水质净化剂间协同配
伍性研究
为了降低水处理药剂用量,提高各种药剂间的协同配伍性,我们进一步研究了成垢离子调整剂A与水质净化剂间的浓度优化与配伍协调实验。结果表明:调整剂A加量增加(即处理水pH 增高),水中Ca2+、Mg2+、HC O3-等离子浓度明显下降,则体系的腐蚀结垢能力响应下降。针对回注污水本身呈碱性(pH≥7.0),而地层水中长2、Y10,Y7、Y9的pH为8.5左右,为了有效去除含油污水中Ca2+和HC O3-,并与地层水有较好的配伍性,建议调整剂加量以处理水pH以8.5为标准进行调控。
3 油房庄水处理配方确定及效果评价综上所述,适合油房庄回注水处理的基本配方体系为:含油污水+成垢离子调整剂A(pH=8.
5)+水质净化剂(80×10-6C J1+3×10-6AT9)。其处理水水质评价结果如表2所示。油房庄含油污水经新型水处理技术处理后,含油及悬浮物、细菌、腐蚀速度等指标均已到达回注标准,处理水水色清亮,与蒸馏水相当。
表2 油房庄新型水处理技术处理水水质评价(过滤水腐蚀速度:0.04mm/a)
水类pH
含油/
mg?L-1
悬浮物/
mg?L-1
SRB/
个?m L-1
TG B/
个?m L-1
铁细菌个/
个?m L-1
透光率,%
含油污水7.3300.0046.890100071.0
过滤水未过滤
过滤
8.5
8.3
35.0
1.33
11.10
4.50
10
93.5
98.0
表3是油房庄含油污水经新型水处理技术后,其地面稳定性测试结果。结果表明,新型水处理技术处理水在地面运行条件下,即使温度升高也不产生结垢现象。表明该处理水具有良好的地面稳定性,在地面注水系统中不会产生结垢现象。但只采用新型水处理技术所得处理水与长2、Y10基本配伍,但与Y7等的配伍性有待进一步提高,故我们向处理水中加入了成垢离子钝化剂(15×10-6～50×10-6)。实验证明,通过向处理水体中
表3 油房庄各类处理水地面稳定性评价
水的类别
40℃时的
实验现象
70℃时的
实验现象
油-联现场回注水清亮微量沉淀
模拟现场流程处理水清亮少量沉淀
新型水处理技术处理水清亮清亮
引入定量成垢离子钝化剂,可以明显提高混合水体的配伍稳定性,基本可满足地下不同水型水体
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谢从武等.长庆油田水处理技术研究
4 三、七区防砂方法和配套措施探讨
4.1 立足于采用“增产防砂”技术
通过对井楼油田三、七区出砂机理、目前防砂方法和应用效果的研究认为,三、七区油井防砂措施应立足于“增产防砂”(即指高温敷膜砂、砾石充填、压裂充填等既能再造人工井壁,又能提高渗透率的一类防砂技术)措施为主,其它方法为辅的防砂方法选择思路。虽然有些加密井和上返井刚刚投产,但其产层的出砂性态却具有高周期特征:①地层压力保持水平低;②地层骨架几乎已遭破坏;
③投产时间不长,就有可能会与邻井气窜。所以三、七区的加密井和上返井都应考虑采用“增产防砂”措施,以及由这些措施与滤砂管组成的复合防砂技术。
4.2 防止热采井出砂的配套措施
(1):根据具体井况,注蒸汽前应做好粘土防膨措施和储层解堵措施,确保稠油油藏中粘土矿物的稳定,同时还要考虑对堵塞严重的油层实施解堵措施。
(2)注蒸汽过程中的油层保护:根据具体井况,应在蒸汽中配注一定量的破乳解堵剂,从而不使流体液珠半径大于孔隙喉道半径,而产生乳化堵塞;同时,应严格按照优选设计的参数注汽操作,不要随意改变,以免过高的注汽强度和速度极易破坏油层结构。
(3)采油过程中的油层保护:对有活跃边底水的稠油油藏来说,虽然水侵、水淹是迟早不可避免的,但应通过产量调整和堵水技术,尽量延缓其危害时间;另外,应采取合理的强采措施、选择合理的强采时机、确定合理的强采强度,从而达到既提高采液量,又使油层结构不受破坏。
5 结论
(1)稠油井出砂机理模拟实验及实际油井出砂规律分析表明:井楼油田三、七区出砂主要因素在于地层本身疏松;油稠,拖拽力强;高强度注汽和排液的蒸汽吞吐开采方式;
(2)上返新层井和加密井,其油层由于在开发前受到相邻层油井及同层油井的长期热应力影响,地层的骨架砂已遭破坏,因此该井一投入生产,出砂情况就显得非常严重;
(3)三、七区油井防砂措施应立足于“增产防砂”措施为主,其它方法为辅的选择思路;
(4)三、七区出砂油井应做好注汽前的地层预处理、注汽中和采油中的油层保护措施。
编辑:李金华
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间的协同配伍要求。
4 流程改进
原流程为:油井采出液→3000m3沉降罐(油水分离)→80×10-6杀菌剂+100×10-6C J T+4×10-6AN-9→除油罐→三级精细过滤→分水器(进注水井)
新型水处理技术的工艺流程为:
5 结论
(1)油房庄含油污水呈弱碱性(pH≥7.2),属CaCl2水型,水中含油、Ca2+、Mg2+、HC O3-、S O42-等成垢离子,主要是CaC O3垢。
(2)提出的新的水处理技术能够满足长庆油房庄污水处理要求。该技术也可推广用于其它油田污水处理。
参考文献
1 伍家忠,王涛,赵明奎.纯化油田污水处理新技术研究[J].油气田环境保护,2001,11(2):35～37
2 聂臻,姚占力,牛自得,等.油田注水用杀菌剂在我国的应用及发展[J].石油与天然气化工,2000,29(3):20～24
编辑:李金华
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