改性回注處理工藝在油田采出水的應(yīng)用

摘要：當(dāng)前隨著原油使用量的不斷增加，油田的開采已經(jīng)進(jìn)入到后期，目前我國(guó)大部分油田開采出來(lái)的原油含水量都比較大，根據(jù)相關(guān)檢測(cè)，大部分油田的含水率已經(jīng)達(dá)到了70%以上，有的甚至達(dá)到了90%，相應(yīng)油田采出水量也在持續(xù)增加。對(duì)油田采出水的處理需要根據(jù)油田原油品質(zhì)、回注應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行確定。改進(jìn)回注處理工藝是一種比較重要的采出水處理方法，在油田采出水回注處理方面具有較好的效果。關(guān)鍵詞：改性回注處理工藝；油田；采出水；應(yīng)用1采出水特點(diǎn)長(zhǎng)慶油田第十二采油廠主要開采長(zhǎng)3、長(zhǎng)6、長(zhǎng)8層位。采出水來(lái)源于原油分離后的產(chǎn)水。水溫40℃，含油大于200mg/L，懸浮物含量大于150mg/L，SRB含量大于1×104個(gè)/L，由于原油脫水加入的有破乳劑，采出水中還含有少量原油破乳劑。綜合以上數(shù)據(jù)，采出水有以下特點(diǎn)：①懸浮物含量、含油量超標(biāo)現(xiàn)象嚴(yán)重；②結(jié)垢和腐蝕共存，SRB等細(xì)菌含量超標(biāo)，硫離子和鐵離子共存導(dǎo)致水體發(fā)黑；③污水靜置后，其懸浮物穩(wěn)定存在，沉淀量小，外觀顏色變化不大。以上幾種特征決定了水質(zhì)差，懸浮物，含油超標(biāo)以及易結(jié)垢的特點(diǎn)。2我國(guó)油田采出水處理回注的現(xiàn)狀2.1油田注水標(biāo)準(zhǔn)我國(guó)在六十年代建立了第一座含油污水處理回注站，發(fā)展到至今，各個(gè)油田污水處理站已經(jīng)發(fā)展到了一定的規(guī)模。但是，隨著石油的開采，原油的含水率也逐漸提高，注水量也增加。同時(shí)，注水的水質(zhì)要求也越來(lái)越嚴(yán)格。因此，我國(guó)頒布了新的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，在新的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)中，嚴(yán)格規(guī)定了懸浮物粒徑、注水系統(tǒng)壽命等指標(biāo)，比舊標(biāo)準(zhǔn)更加嚴(yán)格，這就對(duì)一些老處理站的改造提出了更高的要求。隨著注水水質(zhì)的要求逐漸提高，技術(shù)也要愈加復(fù)雜，因此，這就需要加大投資。所以，油田的管理者通常會(huì)根據(jù)本油田的實(shí)際情況，對(duì)注水技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)整。2.2采出水處理回注工藝根據(jù)采出水處理后的用途劃分，可以將采出水分為不同的處理工藝。而且，在各個(gè)油田中，采出水的物理和化學(xué)性質(zhì)具有較大的差異，在注水時(shí)，巖層的性質(zhì)也存在差異，因此，首先要滿足注水的整體性要求，然后適當(dāng)調(diào)整本區(qū)塊的注水標(biāo)準(zhǔn)。所以，在確定注水處理工藝時(shí)，要優(yōu)先考慮到技術(shù)的條件，在費(fèi)用允許的情況下，采用恰當(dāng)?shù)墓に嚒?.3采出水處理設(shè)備和技術(shù)在我國(guó)油田回注處理中，包含了大量的設(shè)備，在眾多的設(shè)備中，最常見的應(yīng)用比較廣泛的主要有自然沉降罐、粗粒化罐、重力沉降罐、過(guò)濾罐等，通過(guò)這些設(shè)備，輔之一定的工藝，可以除掉水中的油和懸浮物。油田采出水的原水在經(jīng)過(guò)脫油程序的處理之后，通常來(lái)說(shuō)，需要進(jìn)行自然沉降罐的預(yù)處理，從而可以除掉水中的懸浮物以及分散油等，當(dāng)出水之后，需要在進(jìn)入二次沉降罐，在進(jìn)入之前，要加入適量的絮凝劑，從而形成小的礬花。在進(jìn)入二次沉降罐之后，可以將大部分的懸浮物以及乳化油等除去。在出水之后，如果采用直接過(guò)濾的方式，則會(huì)給過(guò)濾器帶來(lái)極大的負(fù)擔(dān)，而且，過(guò)濾器本身的性能也具有一定的限制，因此，出水的質(zhì)量往往達(dá)不到標(biāo)準(zhǔn)的要求，所以在過(guò)濾之前，要加入水力旋流器，從而減小出水的含油量，提高過(guò)濾的水平。在整個(gè)工藝中，濾前水的處理是一個(gè)至關(guān)重要的環(huán)節(jié)，由于氣浮水力旋流器的停留時(shí)間比較短，而且除油的效率比較高，因此，目前在水處理中大受歡迎。在八十年代，氣浮引入到我國(guó)，而且在水處理中被普遍應(yīng)用，隨著現(xiàn)代科技的發(fā)展，高效的浮選劑得到了人們的認(rèn)可，通過(guò)氣浮法的處理，得到的油滴的粒徑比較小，原油的比重比較大，其除油的效率比水力旋流器的除油效率要高，而且具有較強(qiáng)的適應(yīng)性。而水力旋流器的占地面積較小，質(zhì)量較輕，在處理的工程中，化學(xué)藥劑的用量少，但是，它也有自身的弱勢(shì)，當(dāng)油水的密度小于等于0.05g/ml時(shí)，若仍然采用旋流器，則除油的效果并不明顯，若在這種情況下采用氣浮法，則可以提高除油的效率。3油田采出水改性回注處理工藝分析3.1改性回注處理工藝基本情況改性回注處理工藝是近年來(lái)發(fā)展起來(lái)的一種新型的油田采出水回注水處理技術(shù)，能夠?qū)Σ沙鏊乃|(zhì)進(jìn)行有效改善。這種處理技術(shù)是通過(guò)對(duì)采出水中的pH值和離子進(jìn)行調(diào)整，運(yùn)用絮凝沉降、金屬鈍化和抑制SRB、TGB等細(xì)菌控制腐蝕和結(jié)構(gòu)，從而對(duì)回注水進(jìn)行處理。目前，改性回注處理工藝已經(jīng)在中原油田、勝利油田的采出水處理中得到了廣泛的應(yīng)用，并且取得了較好的效果。運(yùn)用該種方法獲得的回注水符合油田回注水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)要求，并且能夠?qū)λ|(zhì)腐蝕、結(jié)構(gòu)等問(wèn)題進(jìn)行有效控制。3.2某油田采出水水質(zhì)組成和特點(diǎn)分析對(duì)某油田的采出水進(jìn)行采樣，通過(guò)相關(guān)的分析發(fā)現(xiàn)該油田的采出水的pH值是比較低的，而油的含量、懸浮在職和鐵離子的含量、細(xì)菌的含量以及水質(zhì)的礦化度都是比較高的，而且在溶解氧含量方面也是比較少的，其中含油量達(dá)到了120mg/L。鈣離子、鎂離子等導(dǎo)致結(jié)垢的離子含量較高。從總體上來(lái)說(shuō)，該油田采出水呈現(xiàn)出弱酸性，細(xì)菌含量、礦化度比較高，具有比較強(qiáng)的腐蝕性。3.3改性處理藥劑的選擇和應(yīng)用改性處理藥劑選擇是改性回注處理工藝的重要核心內(nèi)容，根據(jù)上述油田采出水的特性，水質(zhì)改性處理藥劑主要有pH調(diào)節(jié)劑、氧化除鐵劑以及絮凝劑的選擇。其中，在pH調(diào)節(jié)劑的選擇和應(yīng)用方面，由于該油田中鈣離子和鎂離子的含量是比較高的，如果選用常用的碳酸鈉或者是生石灰對(duì)油田采出水的pH值進(jìn)行調(diào)節(jié)，會(huì)導(dǎo)致比較大的產(chǎn)泥量，并且生石灰的應(yīng)用還會(huì)進(jìn)一步水質(zhì)中鈣離子的含量，很容易會(huì)引起結(jié)構(gòu)問(wèn)題，因此，可以考慮用氫氧化鈉來(lái)作為采出水的pH值調(diào)節(jié)劑，通過(guò)添加氫氧化鈉將油田采出水的pH值分別調(diào)節(jié)到7.0、7.5、8.0和8.5，然后對(duì)各個(gè)pH值下的絮體沉降現(xiàn)象進(jìn)行觀察和分析，然后確定比較科學(xué)的pH值范圍，根據(jù)上述油田采出水的性質(zhì)，將采出水的pH值調(diào)節(jié)到7.5左右是比較適宜的，在這個(gè)pH值下，水體中的絮體沉降是比較小的，而且還能夠保證pH對(duì)水質(zhì)腐蝕速率的影響。在氧化除鐵劑的選擇方面，首先是要對(duì)氧化除鐵劑的種類進(jìn)行選擇，由于過(guò)氧化氫和次氯酸鈉都能夠被用來(lái)處理水質(zhì)中的鐵離子，但是具體的選擇哪一種作為氧化除鐵劑仍然需要進(jìn)一步的探討。在使用氫氧化鈉將采出水的pH值調(diào)到7.5左右之后，分別在其中加入過(guò)氧化氫和次氯酸鈉，然后攪拌、沉降、砂濾、觀察、測(cè)定，發(fā)現(xiàn)在相同的條件下，雖然過(guò)氧化氫和次氯酸鈉處理后的采出水濾液搜狐澄清透亮的，但是在氧化鐵的處理效果方面，過(guò)氧化氫能夠達(dá)到100%，而次氯酸鈉的處理效果并不理想，因此選用過(guò)氧化氫作為氧化鐵的處理劑。其次，在過(guò)氧化氫的投入量方面，在水中投入不同量的過(guò)氧化氫，得到的結(jié)果如下圖所示。通過(guò)上表可知，過(guò)氧化氫的投入量保持在0.6%左右是比較適宜的，在這個(gè)投入量下，氧化鐵會(huì)被不斷的轉(zhuǎn)化，濾液濁度降到最低，并且除鐵率能夠達(dá)到100%。在絮凝劑的選擇方面，主要包括無(wú)機(jī)絮凝劑和有機(jī)絮凝劑的選擇兩個(gè)方面。首先，在無(wú)機(jī)絮凝劑的選擇方面，常用的無(wú)機(jī)絮凝劑主要有PAC、XN-90以及PFS，在實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中要要根據(jù)油田采出水的性質(zhì)進(jìn)行選擇。在該油田的水質(zhì)條件下，PFS的使用會(huì)造成鐵離子大量殘留，因此建議選擇XN-90或者是PAC作為無(wú)機(jī)絮凝劑。其次，在有機(jī)絮凝劑選擇方面，PAM的應(yīng)用能夠獲得比較好的處理結(jié)果，在水中加入2.5mg/L的PAM能夠使得油田采出水的上清液清亮，濾液的濁度降低，并且絮凝沉降過(guò)程中的絮體顆粒比較大、沉降速度比較快，因此在進(jìn)行有機(jī)絮凝沉降的時(shí)候，選用PAM，并且投入量要控制在2.0mg/L到3.0mg/L之間，如果投入量過(guò)度，絮體的沉降速度會(huì)降低，并且藥劑的成本會(huì)增加，影響到采出水處理的經(jīng)濟(jì)效益。結(jié)論隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，油田注水量日益加大，但是我國(guó)水資源日益緊張，因此，這就需要進(jìn)行油田采出水注水處理。