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長(zhǎng)慶油田水處理技術(shù)研究

文檔作者：謝從武1 ,郭強(qiáng)1 ,郭艷2 ,譚旭杲3 ,李萍3 文檔來(lái)源： 1. 廣東省肇慶市公安消防支隊(duì) 2. 長(zhǎng)江大學(xué)化學(xué)與環(huán)境工程學(xué)院;3. 河南油田分公司第二采油廠		點(diǎn) 擊數(shù)：	更新時(shí)間： 2025年09月22日
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2004 年11 月　　　　　　　　　　　　　　　　
河　南　石　油
Henan Petroleum
　　　　　　　　　　　　　　第18 卷　第6 期
文章編號(hào):1006 - 4095 (2004) 06 - 0058 - 02
長(zhǎng)慶油田水處理技術(shù)研究
謝從武1 ,郭強(qiáng)1 ,郭艷2 ,譚旭杲3 ,李萍3
(1. 廣東省肇慶市公安消防支隊(duì),廣東肇慶526040 ;2. 長(zhǎng)江大學(xué)化學(xué)與環(huán)境工程學(xué)院;3. 河南油田分公司第二采油廠)
摘要:長(zhǎng)慶油房莊油田水經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)流程處理后,具有較高的礦化度和懸浮物,存在殘留油,同時(shí)SBR 嚴(yán)重超
標(biāo),現(xiàn)場(chǎng)處理水不穩(wěn)定,進(jìn)行回注時(shí)與地層的配伍性較差。針對(duì)這些情況,研究了新型水處理工藝技術(shù),使
油房莊油田水經(jīng)處理后達(dá)到回注水標(biāo)準(zhǔn),且與地層的配伍性較好,并提出了新型水處理技術(shù)的工藝流程。
關(guān)鍵詞:長(zhǎng)慶油田;污水處理;實(shí)驗(yàn);水質(zhì)凈化劑
中圖分類(lèi)號(hào):TE357 　　　　　　　　文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A
　　長(zhǎng)慶油田油房莊污水經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)殺菌、除濁后,再
經(jīng)三次過(guò)濾,其出水并未完全達(dá)到行業(yè)注水標(biāo)準(zhǔn),
具有較高的礦化度和懸浮物,同時(shí)含有未除干凈
的原油及SRB 嚴(yán)重超標(biāo)。現(xiàn)場(chǎng)處理水穩(wěn)定性較
差,無(wú)論地層水水型與回注水水型是否相同,混合
水體加熱后均有沉淀生成。值得注意的是單一回
注水加熱也有沉淀生成。說(shuō)明按現(xiàn)有水處理流程
所得處理水本身就不穩(wěn)定,具有結(jié)垢傾向,而對(duì)于
相同水型水體混合,加熱前雖較穩(wěn)定,但加熱后水
體結(jié)垢反而更嚴(yán)重。其處理水既不能滿足回注水
水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)要求,又不能保證水質(zhì)穩(wěn)定和與地層配
伍性。注水水質(zhì)達(dá)標(biāo)是注夠水、注好水的重要保
證[1 ] 。針對(duì)油房莊油田污水上述的問(wèn)題,我們?cè)?
室內(nèi)開(kāi)展了油房莊污水水質(zhì)改性新技術(shù)研究。
1 　系統(tǒng)各流程水質(zhì)分析
1. 1 　實(shí)驗(yàn)方法
水體化學(xué)成分、水型與水質(zhì)分析參照石油行
業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《油氣田分析方法》(SY/ T5523 - 92) 和《碎
鹽屑巖油藏注水水質(zhì)推薦指標(biāo)及分析方法》(SY/
T5329 - 94) 進(jìn)行。
1. 2 　各流程水體化學(xué)成分、水型與水質(zhì)分析
表1 數(shù)據(jù)為油房莊水系統(tǒng)各流程水體化學(xué)成
分、水型分析結(jié)果。表1 數(shù)據(jù)顯示,油房莊含油污
水經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)處理流程處理后,除含氧及總鐵達(dá)標(biāo)外,
其余均未達(dá)到行業(yè)注水標(biāo)準(zhǔn)。
表1 　油房莊各流程水化學(xué)成分及水型分析(離子含量/ mg·L - 1 ;細(xì)菌/ 個(gè)·mL - 1)
取樣點(diǎn)pH Na2 + Ca2 + Mg2 + HCO3
- SO4
2 - Cl - CO3
2 - S2 - SRB TGB 水型
沉降罐口8. 3 8913. 7 2366. 9 378. 7 896. 2 1065. 1 17634. 1 75. 0 16. 7 104 102 CaCl2
除油罐口7. 7 8125. 44 2054. 7 354. 3 864. 4 1071. 7 15898. 8 0. 0 - - - CaCl2
注入水7. 7 9905. 18 1097. 9 201. 6 1125. 0 1190. 3 16264. 3 0. 0 - 103 10 CaCl2
　　表中數(shù)據(jù)表明,各流程水體呈弱堿性,pH 均
大于7. 0 ,均屬CaCl2水型。含油污水中成垢離子、
細(xì)菌含量較高,并沿處理流程逐步下降。
2 　油房莊水處理技術(shù)研究
2. 1 　成垢離子的篩選
針對(duì)注入水為CaCl2 水型,主要結(jié)CaCO3 垢,
主要成垢離子為Ca2 + 、HCO3
- 、CO3
2 - 的具體情
況,要保證注入水在地面的水體穩(wěn)定,必須嚴(yán)格控
制注入水中Ca2 + 、HCO3 - 的含量。就注入水與地
層水的配伍性而言,基于產(chǎn)層中Y7 、Y9 為NaH2
CO3水型等特點(diǎn),則控制注入水中Ca2 + 等含量是
重點(diǎn)。我們篩選、研制了4 種成垢離子調(diào)整劑
(A、B、C、D) 。從實(shí)驗(yàn)結(jié)果看,所選4 種成垢離子
調(diào)整劑對(duì)回注污水均具有較好的成垢離子調(diào)整作
用,其中以A 劑效果好。當(dāng)pH 為8. 5 時(shí),投加量
為700mg/ L 時(shí),A 劑較其它3 種調(diào)整劑具有更好
的去除Ca2 + 、HCO3
- 、CO3
2 - 成垢離子的能力。
收稿日期:2004 - 06 - 20
作者簡(jiǎn)介:謝從武,助理工程師,1975 年生,1999 年畢業(yè)于湘
潭大學(xué)應(yīng)用化學(xué)系高分子專(zhuān)業(yè),現(xiàn)在防火監(jiān)督處從事公安消
防技術(shù)工作。電話:13929881387
加A 后大大降低了成垢離子含量,成垢離子含量
Ca2 + 為816. 91 mg/ L , CO3
2 - 為33. 82 mg/ L ,
HCO3
- 為367. 60 mg/ L 。
2. 2 　水質(zhì)凈化劑的篩選
2. 2. 1 　實(shí)驗(yàn)方法
取沉降罐出口水200 mL 加熱至45 ℃,邊攪
邊加入規(guī)定量的成垢離子調(diào)整劑A ,隨后投加實(shí)
驗(yàn)所需水質(zhì)凈化劑,攪拌30～120 s 后,靜置沉降
30 min ,利用分光光度計(jì)測(cè)其上層清夜的透光率
或濁度。實(shí)驗(yàn)中為了加快篩選評(píng)價(jià)速度,以處理
水的透光率作為篩選標(biāo)準(zhǔn)。透光率愈高,則水中
含油、懸浮物等愈少,水處理效果液愈好。當(dāng)處理
水透光率高達(dá)98 %時(shí),則對(duì)其作全面注入水水質(zhì)
分析,最終檢測(cè)處理水的處理效果及達(dá)標(biāo)情況,確
定水質(zhì)凈化劑的最佳配方體系。
2. 2. 2 　水質(zhì)凈化劑的篩選
不同有機(jī)絮凝劑種類(lèi)在相同加量(3 ×10 - 6 )
下與成垢離子調(diào)整劑A 共同作用對(duì)含油污水的
凈化結(jié)果表明:在成垢離子調(diào)整劑加量一定的條
件下,各種有機(jī)絮凝劑的加入,均可使含油污水的
透光率增大;pH 為8. 5 時(shí),以AT9 ,AM1 和AM3 效
果好。AT9 透光率可達(dá)89 % ,AM1 為84 % ,AM3
為88 %。進(jìn)一步研究表明,提高含油污水的濁
度,在其它條件相同下,在AT9 ,AM1 ,AM3 中以
AT9 、AM3 凈水效果更好,而采用AM3 透光率可達(dá)
95 %。但上述結(jié)果仍不能使處理水透光率達(dá)到
98 %以上,需進(jìn)一步復(fù)配其它無(wú)機(jī)絮凝劑。
投加含量80 ×10 - 6無(wú)機(jī)絮凝劑和3 ×10 - 6有
機(jī)絮凝劑對(duì)沉降罐出口水進(jìn)行水質(zhì)凈化,并沉降
30min 后測(cè)量其上清液的透光率。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表
明:AT9 較AM3 與無(wú)機(jī)混凝劑具有更好的協(xié)同效
應(yīng)。無(wú)機(jī)絮凝劑CJ1 與AT9 復(fù)配使用,可使含油
污水經(jīng)水質(zhì)凈化處理后透光率達(dá)98 %。
2. 2. 3 　成垢離子調(diào)整劑與水質(zhì)凈化劑間協(xié)同配
伍性研究
　　為了降低水處理藥劑用量,提高各種藥劑間
的協(xié)同配伍性,我們進(jìn)一步研究了成垢離子調(diào)整
劑A 與水質(zhì)凈化劑間的濃度優(yōu)化與配伍協(xié)調(diào)實(shí)
驗(yàn)。結(jié)果表明:調(diào)整劑A 加量增加(即處理水pH
增高) ,水中Ca2 + 、Mg2 + 、HCO3
- 等離子濃度明顯
下降,則體系的腐蝕結(jié)垢能力響應(yīng)下降。針對(duì)回
注污水本身呈堿性(pH ≥7. 0) ,而地層水中長(zhǎng)2 、
Y10 ,Y7 、Y9 的pH 為8. 5 左右,為了有效去除含油
污水中Ca2 + 和HCO3
- ,并與地層水有較好的配伍
性,建議調(diào)整劑加量以處理水pH 以8. 5 為標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)
行調(diào)控。
3 　油房莊水處理配方確定及效果評(píng)價(jià)
綜上所述,適合油房莊回注水處理的基本配
方體系為:含油污水+ 成垢離子調(diào)整劑A(pH = 8.
5) + 水質(zhì)凈化劑(80 ×10 - 6CJ1 + 3 ×10 - 6AT9) 。
其處理水水質(zhì)評(píng)價(jià)結(jié)果如表2 所示。油房莊含油
污水經(jīng)新型水處理技術(shù)處理后,含油及懸浮物、細(xì)
菌、腐蝕速度等指標(biāo)均已到達(dá)回注標(biāo)準(zhǔn),處理水水
色清亮,與蒸餾水相當(dāng)。
表2 　油房莊新型水處理技術(shù)處理水水質(zhì)評(píng)價(jià)(過(guò)濾水腐蝕速度:0. 04 mm/ a)
水類(lèi)pH
含油/
mg·L - 1
懸浮物/
mg·L - 1
SRB/
個(gè)·mL - 1
TGB/
個(gè)·mL - 1
鐵細(xì)菌個(gè)/
個(gè)·mL - 1 透光率, %
含油污水7. 3 300. 00 46. 89 0 100 0 71. 0
過(guò)濾
水
未過(guò)濾
過(guò)濾
8. 5
8. 3
35. 0
1. 33
11. 10
4. 50
10
0
0
0
0
0
93. 5
98. 0
　　表3 是油房莊含油污水經(jīng)新型水處理技術(shù)
后,其地面穩(wěn)定性測(cè)試結(jié)果。結(jié)果表明,新型水處
理技術(shù)處理水在地面運(yùn)行條件下,即使溫度升高
也不產(chǎn)生結(jié)垢現(xiàn)象。表明該處理水具有良好的地
面穩(wěn)定性,在地面注水系統(tǒng)中不會(huì)產(chǎn)生結(jié)垢現(xiàn)象。
但只采用新型水處理技術(shù)所得處理水與長(zhǎng)2 、Y10
基本配伍,但與Y7 等的配伍性有待進(jìn)一步提高,
故我們向處理水中加入了成垢離子鈍化劑(15 ×
10 - 6～50 ×10 - 6) 。實(shí)驗(yàn)證明,通過(guò)向處理水體中
表3 　油房莊各類(lèi)處理水地面穩(wěn)定性評(píng)價(jià)
水的類(lèi)別
40 ℃時(shí)的
實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象
70 ℃時(shí)的
實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象
油- 聯(lián)現(xiàn)場(chǎng)回注水清亮微量沉淀
模擬現(xiàn)場(chǎng)流程處理水清亮少量沉淀
新型水處理技術(shù)處理水清亮清亮
引入定量成垢離子鈍化劑,可以明顯提高混合水
體的配伍穩(wěn)定性,基本可滿足地下不同水型水體
(下轉(zhuǎn)第62 頁(yè))
謝從武等.長(zhǎng)慶油田水處理技術(shù)研究 　　　　　　　　　　　　　 ·59 ·
4 　三、七區(qū)防砂方法和配套措施探討
4. 1 　立足于采用“增產(chǎn)防砂”技術(shù)
通過(guò)對(duì)井樓油田三、七區(qū)出砂機(jī)理、目前防砂
方法和應(yīng)用效果的研究認(rèn)為,三、七區(qū)油井防砂措
施應(yīng)立足于“增產(chǎn)防砂”(即指高溫敷膜砂、礫石充
填、壓裂充填等既能再造人工井壁,又能提高滲透
率的一類(lèi)防砂技術(shù)) 措施為主,其它方法為輔的防
砂方法選擇思路。雖然有些加密井和上返井剛剛
投產(chǎn),但其產(chǎn)層的出砂性態(tài)卻具有高周期特征: ①
地層壓力保持水平低; ②地層骨架幾乎已遭破壞;
③投產(chǎn)時(shí)間不長(zhǎng),就有可能會(huì)與鄰井氣竄。所以
三、七區(qū)的加密井和上返井都應(yīng)考慮采用“增產(chǎn)防
砂”措施,以及由這些措施與濾砂管組成的復(fù)合防
砂技術(shù)。
4. 2 　防止熱采井出砂的配套措施
(1) 注蒸汽前的地層預(yù)處理:根據(jù)具體井況,
注蒸汽前應(yīng)做好粘土防膨措施和儲(chǔ)層解堵措施,
確保稠油油藏中粘土礦物的穩(wěn)定,同時(shí)還要考慮
對(duì)堵塞嚴(yán)重的油層實(shí)施解堵措施。
(2) 注蒸汽過(guò)程中的油層保護(hù): 根據(jù)具體井
況,應(yīng)在蒸汽中配注一定量的破乳解堵劑,從而不
使流體液珠半徑大于孔隙喉道半徑,而產(chǎn)生乳化
堵塞;同時(shí),應(yīng)嚴(yán)格按照優(yōu)選設(shè)計(jì)的參數(shù)注汽操
作,不要隨意改變,以免過(guò)高的注汽強(qiáng)度和速度極
易破壞油層結(jié)構(gòu)。
(3) 采油過(guò)程中的油層保護(hù):對(duì)有活躍邊底水
的稠油油藏來(lái)說(shuō),雖然水侵、水淹是遲早不可避免
的,但應(yīng)通過(guò)產(chǎn)量調(diào)整和堵水技術(shù),盡量延緩其危
害時(shí)間;另外,應(yīng)采取合理的強(qiáng)采措施、選擇合理
的強(qiáng)采時(shí)機(jī)、確定合理的強(qiáng)采強(qiáng)度,從而達(dá)到既提
高采液量,又使油層結(jié)構(gòu)不受破壞。
5 　結(jié)論
(1) 稠油井出砂機(jī)理模擬實(shí)驗(yàn)及實(shí)際油井出
砂規(guī)律分析表明:井樓油田三、七區(qū)出砂主要因素
在于地層本身疏松;油稠,拖拽力強(qiáng);高強(qiáng)度注汽
和排液的蒸汽吞吐開(kāi)采方式;
(2) 上返新層井和加密井,其油層由于在開(kāi)發(fā)
前受到相鄰層油井及同層油井的長(zhǎng)期熱應(yīng)力影
響,地層的骨架砂已遭破壞,因此該井一投入生
產(chǎn),出砂情況就顯得非常嚴(yán)重;
(3) 三、七區(qū)油井防砂措施應(yīng)立足于“增產(chǎn)防
砂”措施為主,其它方法為輔的選擇思路;
(4) 三、七區(qū)出砂油井應(yīng)做好注汽前的地層預(yù)
處理、注汽中和采油中的油層保護(hù)措施。
編輯:李金華　　
(上接第59 頁(yè))
間的協(xié)同配伍要求。
4 　流程改進(jìn)
原流程為:油井采出液→3 000 m3 沉降罐(油
水分離) →80 ×10 - 6殺菌劑+ 100 ×10 - 6CJT + 4 ×
10 - 6AN - 9 →除油罐→三級(jí)精細(xì)過(guò)濾→分水器(進(jìn)
注水井)
新型水處理技術(shù)的工藝流程為:
　
5 　結(jié)論
(1) 油房莊含油污水呈弱堿性(pH ≥7. 2) ,屬
CaCl2水型,水中含油、Ca2 + 、Mg2 + 、HCO3
- 、SO4
2 - 等
成垢離子,主要是CaCO3垢。
(2) 提出的新的水處理技術(shù)能夠滿足長(zhǎng)慶油
房莊污水處理要求。該技術(shù)也可推廣用于其它油
田污水處理。
參考文獻(xiàn)
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2 　聶臻,姚占力,牛自得,等. 油田注水用殺菌劑在我國(guó)的
應(yīng)用及發(fā)展[J ] . 石油與天然氣化工,2000 ,29 (3) :20～
24
編輯:李金華　　
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