油田注水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)

油田注水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn) 一 油田注水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn) 不同的行業(yè) 不同的應(yīng)用領(lǐng)域 對(duì)所用水源水質(zhì)有相應(yīng)的要求 油田注水的目的是通過(guò) 一系列注水管網(wǎng) 注水設(shè)備及注水井將水注入進(jìn)層 使地層保持能量 提高采油速度和原 油采收率 因此 油田注水的水質(zhì)要求有其特殊性 在水質(zhì)指標(biāo)方面 與其他行業(yè)的側(cè)重 點(diǎn)不同 根據(jù)油田注水的特殊用途 對(duì)油田注水水質(zhì)的要求或油田注水水質(zhì)處理應(yīng)達(dá)到的 指標(biāo)主要包括以下三個(gè)方面 1 注入性 油田注入水的注入性是指注入注入進(jìn)層 儲(chǔ)層 的難易程度 在儲(chǔ)層物性 如滲透率 孔隙結(jié)構(gòu)等 相同的條件下 懸浮固體含量低 固相顆粒粒徑小 含油量低 膠體含量少 的注入水易注入地層 其注入性好 2 腐蝕性 油田注水的實(shí)施經(jīng)歷以下過(guò)程 注水水源 污水處理站 注水站 注水井 在油田注水的實(shí)施過(guò)程中 在地面 涉及到注水設(shè)備 如注水泵 注水裝置 如沉降罐 過(guò)濾罐等 注水管網(wǎng) 在地下 涉及到注水井油套管等 這些設(shè)備 管網(wǎng) 裝置等大多是 金屬材質(zhì) 因此 注入水的腐蝕性不僅會(huì)影響注水開(kāi)發(fā)的正常運(yùn)行 而且還會(huì)影響油田注 水開(kāi)發(fā)的生產(chǎn)成本 影響注入水腐蝕性的主要因素有 PH 值 含鹽量 溶解氧 CO2 H2S 細(xì)菌和水溫 3 配伍性 油田注入水注入地層 儲(chǔ)層 后 如果作用結(jié)果不影響注水效果或不使儲(chǔ)層的物理性 質(zhì)如滲透率變差 則稱(chēng)油田注入水與儲(chǔ)層的配伍性好 否則 油田注入水與儲(chǔ)層的配伍性 差 油田注入水與儲(chǔ)層的配伍性 主要表現(xiàn)為結(jié)垢和礦物敏感性?xún)蓚€(gè)方面 它們都會(huì)造成 儲(chǔ)層傷害 影響注水量 原油產(chǎn)量及原油采收率 二 油田注水水質(zhì)指標(biāo) 1 懸浮物 一方面 注入水中的懸浮物會(huì)沉積在注水井井底 造成細(xì)菌大量繁殖 腐蝕注水井油 套管 縮短注水井使用壽命 另一方面 造成注水地層堵塞 使注水壓力上升 注水量下 降 甚至注不進(jìn)水 從理論上講 注入水中懸浮物 固體 的含量越低 粒徑越小 其注入性就越好 但 其處理難度就越大 處理成本也就大增加 所以 注入水中懸浮物 固體 的含量以及粒 徑大小指標(biāo)應(yīng)從儲(chǔ)層實(shí)際需要 技術(shù)可行性與經(jīng)濟(jì)可行性三方面來(lái)綜合考濾 2 油分 注入水中的油分產(chǎn)生的危害與懸浮固體類(lèi)似 主要是堵塞地層 降低水的注入性 油 田污水中的油分按油珠粒徑大小可分為四類(lèi) 浮油 分散油 乳化油 溶解油 3 平均腐蝕率 注水開(kāi)發(fā)過(guò)程是一個(gè)龐大的系統(tǒng)工程 涉及到的金屬材質(zhì)的設(shè)備 管網(wǎng) 油套管等數(shù) 量眾多 投資巨大 國(guó)內(nèi)外注水開(kāi)發(fā)油田實(shí)踐表明 減緩注入水的腐蝕性 對(duì)于提高油田 注水開(kāi)發(fā)的經(jīng)濟(jì)效益意義重大 4 膜濾系數(shù) 注入水膜濾系數(shù)的大小與許多因素有關(guān) 如懸浮物 固體 的含量以及粒徑大小 含 油量 膠體與高分子化合物濃度等 膜濾系數(shù)越大 注入水的注入性就越好 5 溶解氧 在油田產(chǎn)出水中本來(lái)僅含微量的氧 但在后來(lái)的處理過(guò)程中 與空氣接觸而含氧 淺 井中的清水 地表水含有較高的溶解氧 6 二氧化碳 在大多數(shù)天然水中都含有溶解的 CO2 氣體 油田采出水中 CO2 主要來(lái)自三個(gè)方面 1 由地層中地質(zhì)化學(xué)過(guò)程產(chǎn)生 2 為提高原油采收率而注入 CO2 氣體 3 采出 水中 HCO3 減壓 升溫分解 7 硫化氫 在油田水中往往含有硫化氫 它一方面來(lái)自含硫油田伴生氣在水中的溶解 另一方面 來(lái)自硫酸還原菌分解 8 細(xì)菌 在適宜的條件下 大多數(shù)細(xì)菌在污水系統(tǒng)中都可以生長(zhǎng)繁殖 其中危害最大的為硫酸 還原菌 粘泥形成菌 也稱(chēng)腐生菌或細(xì)菌總數(shù) 以及鐵細(xì)菌 注入水的基本要求及水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn) 油藏注水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn) 1 水中總鐵含量要求不大于 0 5mg l 2 固體懸浮物濃度及顆粒直徑指標(biāo)見(jiàn)表 1 1 注入滲透率 m2 固體懸浮物濃度 mg l 顆粒直徑 m 0 1 1 2 0 1 0 6 3 3 0 6 5 5 3 要求注入水中游離二氧化碳不大于 10mg l 4 注入水含油指標(biāo)見(jiàn)表 1 2 注入層滲透率 m2 含油濃度 mg l 0 1 5 0 1 10 5 對(duì)生產(chǎn)及處理設(shè)備流程的腐蝕率不大于 0 076mm a 6 注入水溶解氧控制指標(biāo) 總礦化度 mg l 溶解氧濃度 mg l 5000 0 05 5000 0 5 7 二價(jià)硫含量不大于 10mg l 8 腐生菌 TGB 和硫酸鹽還原菌 SRB 控制指標(biāo)見(jiàn)表 1 4 注入層滲透率 m2 TGB 個(gè) mg l SRB 個(gè) mg l 0 1 102 102 0 1 0 6 103 102 0 6 104 102 9 堵在管壁設(shè)備中的沉淀結(jié)垢要求不大于 0 5mm d 10 濾膜系數(shù)指標(biāo)見(jiàn)表 1 5 注入層滲透率 m2 MF 值 0 1 20 0 1 0 6 15 0 6 10 一 地層水 油 氣田水的化學(xué)成分非常復(fù)雜 所含的離子種類(lèi)甚多 其中最常見(jiàn)的離子有 陽(yáng)離子 Na K Ca2 Mg2 陰離子 CI HCO3 CO32 SO42 其中以 CI Na 最多 SO42 較少 在淡水中 HCO3 和 Ca2 占優(yōu)勢(shì) 在鹽水中 CI Na 居首位 在油 氣田水中以 NaCI 含量最為豐富 其次為 Na2CO3 和 NaHCO3 MgCI2 和 CaCI2 等 油 氣田水中還常含有 Br I Sr2 Li 等微量元素以及環(huán)烷酸 酚及氮 硫的有機(jī) 化合物等有機(jī)質(zhì) 二 油田污水 油 氣 田水與石油 天然氣一同被開(kāi)采出來(lái)后 經(jīng)過(guò)原油脫水工藝進(jìn)行油水分離形 成原油脫出水 天然氣開(kāi)采過(guò)程分離出游離水 這兩部分共稱(chēng)為產(chǎn)出水 產(chǎn)出水保持了油 氣 田水的主要特征 由于其具有高含鹽 高含油的特性 直接外排將會(huì)造成環(huán)境污染 因此 產(chǎn)出水通常又叫油田污水 實(shí)際上 油田污水不僅僅是油田產(chǎn)出水 還包括了石油 天然氣勘探 開(kāi)發(fā) 集輸?shù)壬a(chǎn)作業(yè)過(guò)程中形成的各類(lèi)污水 如鉆井污水 油田酸化 壓 裂等作業(yè)污水以及注水管線(xiàn) 注水井清洗水等 但油田污水以產(chǎn)出水為主 1 采油污水 1 來(lái)源 在油田開(kāi)發(fā)過(guò)程中 為了保持地層壓力 提高原油采收率 普遍采用注水開(kāi)發(fā) 工藝 即注入的高壓水驅(qū)動(dòng)原油并將其從油井中開(kāi)采出來(lái) 經(jīng)過(guò)一段時(shí)間注水后 注入的 水將和與原油天然半生的地層水一起隨原油被帶出 隨著注水時(shí)間的延長(zhǎng) 采出流體含油 率在不斷下降 而含水率不斷上升 這樣變產(chǎn)生了大量的采油污水 2 特點(diǎn) 由于采油污水是隨著原油一起從油層中被開(kāi)采出來(lái)的 又經(jīng)過(guò)原油收集及出 加工整個(gè)過(guò)程 因此 采油污水中雜質(zhì)種類(lèi)及性質(zhì)都和原油地質(zhì)條件 注入水性質(zhì) 原油 集輸條件等因素有關(guān) 這種水是 含有固體雜質(zhì) 容解氣體 溶解鹽類(lèi)等多種雜質(zhì)的廢水 這種廢水有以下特點(diǎn) 水溫高 一般污水溫度在 50 度左右 個(gè)別油田有所差異 如北方油田為 60 70 度 西 北油田為 30 度左右 礦化度高 不同油田及同一油田不同的污水處理站其礦化度有很大差異 低的僅有數(shù)百 毫克 升 高的達(dá)數(shù)十萬(wàn)毫克 升 酸堿度在中性左右 一般都偏堿性 但有的油田偏酸性 如中原油田采油污水的 pH 值 一般在 5 5 6 5 溶解有一定量的氣體 如容解氧 二氧化碳 硫化氫等以及容有一些環(huán)烷酸類(lèi)等有機(jī)質(zhì) 含有一定量的懸浮固體 如泥砂 包括黏土 粉沙和細(xì)紗 各種腐蝕產(chǎn)物及垢 包括 Fe2O3 CaO FeS CaCO3 CaSO4 等 細(xì)菌 包括硫酸鹽還原菌 腐生菌及鐵細(xì)菌 硫細(xì) 菌 有機(jī)物 包括膠質(zhì)瀝青質(zhì)類(lèi)和石蠟類(lèi)等 含有一定量的原油 殘存一定數(shù)量的破乳劑 2 采氣污水 1 來(lái)源 在天然氣開(kāi)采過(guò)程中隨天然氣一起被采出的地層水稱(chēng)為采氣污水 2 特點(diǎn) 與采油污水相比 采氣污水較為 潔凈 量也較少 3 鉆井污水 1 來(lái)源 在鉆井作業(yè)中 泥漿廢液 起下鉆作業(yè)產(chǎn)生的污水 沖洗地面設(shè)備及鉆井工具 而產(chǎn)生的污水和設(shè)備冷卻水等統(tǒng)稱(chēng)鉆井污水 2 特點(diǎn) 鉆井污水所含雜質(zhì)和性質(zhì)與鉆井泥漿有密切關(guān)系 即不同的油氣田 不同的鉆 探區(qū) 不同的井深 不同的泥漿材料 在鉆井過(guò)程形成的污水性質(zhì)就不盡相同 一般鉆井 污水中的主要有害物質(zhì)為懸浮物 油 酚等 4 洗井污水 1 來(lái)源 專(zhuān)向油層注水的注水井 經(jīng)過(guò)一段時(shí)間運(yùn)行后 由于注入水中攜帶有未除凈的 或在注水管網(wǎng)輸送過(guò)程中產(chǎn)生的懸浮固體 腐蝕產(chǎn)物 結(jié)垢物 黏土等 油分 膠體物質(zhì) 以及細(xì)菌等雜物 在注水井吸水端面或注水井井底近井地帶形成 堵塞墻 從而造成注水 井注水壓力上升 注水量下降 需通過(guò)定期反沖洗 以清除 濾網(wǎng) 上沉積的固體及生物膜 等堵塞物 使注水井恢復(fù)正常運(yùn)行 從而便產(chǎn)生了洗井污水 2 特點(diǎn) 洗井污水是一種水質(zhì)及其惡化的污水 表現(xiàn)為懸浮物濃度高 鐵含量高 細(xì)菌 含量高 顏色深 而且含有一定量的原油和硫化氫 5 油田作業(yè)廢水 1 來(lái)源 在原油 天然氣的生產(chǎn)過(guò)程中 為提高原油 天然氣的產(chǎn)量 通常要采用酸化 壓裂等油田作業(yè)措施 在這過(guò)程中也會(huì)形成一定量的廢液或污水 2 特點(diǎn) 這類(lèi)廢液或污水在油田污水中所占的比例不是很大 但由于其水質(zhì)極為特殊 惡化 因而 處理起來(lái)十分棘手 這類(lèi)廢液具有以下特點(diǎn) 懸浮物含量高 顏色深 含有一定量的殘酸 水體呈酸性 鐵含量高 膠體含量高 油分含量高 含有多 種化學(xué)添加劑 污水中的五種機(jī)雜 一 懸浮固體 其顆粒直徑范圍取 1 100 m 因?yàn)榇笥?100 m 的固體顆粒在處理過(guò)程中很容易被沉降 下來(lái) 此部分雜質(zhì)主要包括 1 泥沙 0 05 4 m 的黏土 4 60 m 的粉沙和大于 60 m 的細(xì)紗 2 腐蝕產(chǎn)物及垢 CaO MgO FeS 等 3 細(xì)菌 硫酸鹽還原菌 SRB 5 10 m 腐生菌 TGB 10 30 m 4 有機(jī)質(zhì) 膠質(zhì)瀝青類(lèi)和石蠟等重質(zhì)石油 二 膠體 膠體粒徑為 1 10 3 1 m 主要由泥沙 腐蝕結(jié)垢產(chǎn)物和微細(xì)有機(jī)物構(gòu)成 物質(zhì)組 成與懸浮固體基本相似 三 分散油及浮油 油田污水中一般含有 2000 5000 L 的原油 其中 90 左右為 10 100 m 的分散 油和大于 100 m 的浮油 四 乳化油 油田污水中有 10 左右的 1 10 3 m 的乳化油 五 溶解物質(zhì) 1 無(wú)機(jī)鹽類(lèi) 基本上以陽(yáng)離子或陰離子的形式存在 其粒徑都在 1 10 3 m 以下 主要包括 Na K CI CO32 SO42 Mg2 等 此外還包括環(huán)烷酸類(lèi)等有機(jī)溶解物 2 溶解氣體 如溶解氧 二氧化碳 硫化氫等 其粒徑一般為 3 10 4 5 10 4 m 油田污水由于含有上述有害物質(zhì) 如不進(jìn)行治理就排放出去將會(huì)對(duì)環(huán)境產(chǎn)生嚴(yán)重的影 響 漂浮在水面上的原油將隔絕空氣 降低水中的溶解氧 并