含油污水深度處理技術(shù)（陰離子交換法去硫酸根技術(shù)）.的知識(shí)

二〇〇八年十二月27井集油站結(jié)垢趨勢(shì)分析及污水深度處理技術(shù)

西區(qū)27井集油站結(jié)垢趨勢(shì)分析及污水深度處理技術(shù)

編寫人：程紅印寧珍巨全義審核：史勇審定：方植西安三林能源科技工程有限公司西區(qū)27井集油站結(jié)垢趨勢(shì)分析及

污水深度處理技術(shù)前言一、油田水質(zhì)及結(jié)垢趨勢(shì)分析

二、污水深度處理技術(shù)三、處理后水質(zhì)評(píng)價(jià)四、三廢的有效處置與環(huán)境保護(hù)五、認(rèn)識(shí)與建議前言

油田注水，是提高驅(qū)油效率、保持油層產(chǎn)量、穩(wěn)定油井生產(chǎn)能力的重要措施。隨著油田注水開采的日益發(fā)展，建立完善的水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)和配套的測(cè)試方法、使用經(jīng)濟(jì)有效的化學(xué)處理劑、改善水質(zhì)，提高水處理工藝技術(shù)尤為重要。在油田水處理過(guò)程中，正確選擇和應(yīng)用水處理技術(shù)和工藝也是穩(wěn)定注水、保護(hù)油層的一項(xiàng)重要工作。

油田進(jìn)入含水期開發(fā)后，由于水的熱力學(xué)不穩(wěn)定性和化學(xué)不相容性，往往造成油井井筒、地面系統(tǒng)及注水地層的結(jié)垢問(wèn)題，給生產(chǎn)帶來(lái)極大的危害。由于結(jié)垢等影響，可能造成油井產(chǎn)液量下降，管線及集輸設(shè)備的堵塞，同時(shí)結(jié)垢也增加了油井的起下作業(yè)，嚴(yán)重者造成油井停產(chǎn)或報(bào)廢，從而影響油田的開發(fā)效果與經(jīng)濟(jì)效益。延長(zhǎng)油田公司西區(qū)27井集油站由于采出水來(lái)至不同的層位，在生產(chǎn)運(yùn)行過(guò)程中已經(jīng)發(fā)生結(jié)垢問(wèn)題。

前言注入水水質(zhì)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)（SY/T5329—94）①指標(biāo)

地層滲透率,μm2

＜0.10.1—0.6＞0.6懸浮固體濃度，mg/L

粒徑，μm≤1.0≤3.0≤5.0≤2.0≤3.0≤5.0含油量，mg/L≤5.0

≤10.0溶解氧，mg/L

礦化度＜5000

（mg/L）＞5000

≤0.5

≤0.05

腐蝕率，mm/a≤0.076總鐵，mg/L≤0.5二氧化碳，mg/L＜10SRB，個(gè)/ml＜102TGB，個(gè)/ml＜102＜103＜104二價(jià)硫，mg/L＜10.0膜濾系數(shù)＞20＞15＞10與地層流體配伍性配伍水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)注入層平均空氣滲透率（μm2)＜0.100.1-0.6＞0.6標(biāo)準(zhǔn)分級(jí)A1A2A3B1B2B3C1C2C3控制指標(biāo)懸浮物固體含量，mg/l＜1.0＜2.0＜3.0＜3.0＜4.0＜5.0＜5.0＜7.0＜10懸浮物顆粒中值，μm＜1.0＜1.5＜2.0＜2.0＜2.5＜3.0＜3.0＜3.5＜4.0含油量，mg/l＜5.0＜6.0＜8.0＜8.0＜10＜15＜15＜20＜30平均腐蝕速率，mm/a＜0.076點(diǎn)腐蝕A1,B1,C1:試片各面都無(wú)點(diǎn)腐蝕；A2,B2,C2:試片有輕微點(diǎn)蝕;A3,B3,C3:試片有明顯點(diǎn)蝕SRB細(xì)菌，個(gè)/ml0＜10＜250＜10＜250＜10＜25鐵細(xì)菌，個(gè)/mln×102n×103n×104TGB細(xì)菌，個(gè)/mln×102n×103n×104水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)注入水水質(zhì)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)（SY/T5329—94）②油田污水回注推薦指標(biāo)項(xiàng)目控制指標(biāo)控制指標(biāo)滲透率（md）≤11.0—1010—100100—200＞200

懸浮物（mg/L）≤2≤5≤10≤15≤25

粒徑（μm)≤5≤5≤5≤10≤10

含油（mg/L）≤10≤10≤15≤20≤30

腐蝕率（mm/a）≤0.076

SRB（個(gè)/ml）≤101

TGB（個(gè)/ml）≤102輔助指標(biāo)總鐵（mg/L)≤0.5

pH6—9

溶解氧（mg/L）≤0.05

二價(jià)硫（mg/L）≤2

CO2（mg/L）≤1水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)一、油田水質(zhì)、結(jié)垢趨勢(shì)的分析

延長(zhǎng)油田西區(qū)采油廠第27井集油站，油井采出液含水45—55%，污水來(lái)自不同水型的油層，所轄油井采出液80%含Ba2+，其它20%含SO42-。

▲侏羅紀(jì)是Na2SO4型和NaHCO3型，SO42-含量較高，個(gè)別井高達(dá)9450㎎／L。▲三疊紀(jì)延長(zhǎng)組油層為CaCl2型，普遍含有Ba2+

，有的井Ba2+含量達(dá)2870㎎／L。井號(hào)層位離子含量（mg/l)總礦化度(g/l)水型K++Na+Ca2+Mg2+Ba2+Cl-SO42-CO32-HCO3-清水23032.353.50214319161601.00Na2SO44134-5混層1460274017186228200019346.8CaCl25391-2長(zhǎng)635800554088826406870000167114CaCl24093長(zhǎng)6、長(zhǎng)7混41600767077228708120000180134CaCl25230-10延安組370048.237.90417011010008309.90NaHCO3正221-4延安組9030467141076109450096527.7Na2SO45023長(zhǎng)380022227.4016102501412.80CaCl2原始污水14000161033702500013301341043CaCl2表1延長(zhǎng)西區(qū)水質(zhì)分析數(shù)據(jù)表水質(zhì)資料表2西區(qū)結(jié)垢物分析數(shù)據(jù)表井（站）號(hào)取樣部位結(jié)垢物成分（%)備注CaSO4CaCO3BaSO4FeCO3（FeS)MgCO3Fe2O3FeO水分及有機(jī)物酸不溶物西區(qū)27井集油站管線8.710.894.796.6675.82007.6西區(qū)27井集油站管線13.91.28.9811.561.8結(jié)垢物資料

這兩種水相混后會(huì)形成不溶于酸的硫酸鈣、鋇鹽，在采油井井底、管道、容器內(nèi)嚴(yán)重結(jié)垢，使抽油泵卡泵、輸油管堵塞、除油罐底結(jié)垢，更嚴(yán)重的是回注油層時(shí)在油層內(nèi)結(jié)垢，堵塞儲(chǔ)層孔隙喉道。

西區(qū)集油站結(jié)垢物成分：

●

硫酸鈣8.71-13.9﹪

●酸不溶物61.8-75.8﹪

●三氧化二鐵4.79-8.98﹪

●有機(jī)物和水分6.66-11.5﹪結(jié)垢物資料2008年資料【引用資料】結(jié)垢的形成過(guò)程是個(gè)復(fù)雜過(guò)程，一般可分成第一步：水中離子結(jié)合形成溶解度很小的鹽類分子：

Ca2++S042-→CaS04Ba2++S042-→BaS04Ca2++C032-→CaC03第二步：結(jié)晶作用，分子結(jié)合和排列形成微晶體然后產(chǎn)生晶?；^(guò)程。第三步：大量晶體堆積長(zhǎng)大，沉積成垢。第四步：由于不同的條件，形成不同產(chǎn)狀的結(jié)垢結(jié)垢機(jī)理

對(duì)于CaS04垢，在38℃以下時(shí)，生成物主要是石膏CaS04·2H20，超過(guò)這個(gè)溫度主要生成硬石膏CaS04，有時(shí)還伴有半水硫酸鈣CaS04·l/2H20。由于油田地層水中Ba2+較Sr2+高，所以生成的鋇垢(重晶石)較鍶垢(天青石)為常見(jiàn)。

Ba(Sr)S04垢一般在油井中并不多見(jiàn)，一些生產(chǎn)井產(chǎn)出水含Ba2+，且含量很高，但這些井卻并不結(jié)垢。Ba(Sr)S04垢絕大多數(shù)出現(xiàn)在地面集輸(計(jì)量)站。

結(jié)垢機(jī)理

硫酸鹽垢形成主要由于兩種不相容水的混合，即在富含成垢陽(yáng)離子的油層中注入含S042-的注入水，致使在油層，近井地帶或井筒生成硫酸鹽垢。有時(shí)同一口油井，采出不同層位的產(chǎn)出液，或不同水型的油井產(chǎn)出液在計(jì)量(集油)站混合，都可能產(chǎn)生硫酸鹽結(jié)垢。

結(jié)垢機(jī)理

西區(qū)27井集油站日處理水量按1200m3計(jì):

○

污水含SO42-1450mg/l

○

4093井Ba2+2870㎎／L

這兩種水相混合，日產(chǎn)生的BaS04可高達(dá)4.42t。而BaS04的溶解度很小，20℃時(shí)僅為2.4mg/L，相對(duì)沉淀作用是微不足道的。依此也可以看出結(jié)垢對(duì)集油站和油層存在潛在的危險(xiǎn)。下面結(jié)垢趨勢(shì)圖為高含SO42-

地層水、集油站污水與高含Ba2+的地層水相混合后的結(jié)垢趨勢(shì)?？梢钥闯?，結(jié)垢量最高可達(dá)4.3g/L,即每立方米水中產(chǎn)生4.3kg的結(jié)垢物。結(jié)垢趨勢(shì)圖1硫酸鋇（鍶）結(jié)垢趨勢(shì)圖

（水質(zhì)資料見(jiàn)表1）結(jié)垢趨勢(shì)4093高鋇水→←正221-4高硫酸根水5/5結(jié)垢趨勢(shì)圖2原始污水與高鋇地層水配伍性試驗(yàn)結(jié)果4093高鋇水→←污水

依據(jù)室內(nèi)水驅(qū)模擬試驗(yàn)、結(jié)垢機(jī)理研究、現(xiàn)場(chǎng)防垢試驗(yàn)、巖礦鑒定、掃描電鏡及CT掃描資料，已有充分論據(jù)說(shuō)明注水地層結(jié)垢是存在的。結(jié)垢的分布規(guī)律與過(guò)去僅以熱力學(xué)理論為基礎(chǔ)所進(jìn)行的物理模擬和數(shù)值模擬不盡相同，地層中發(fā)現(xiàn)有大量與粘土伴生的新生硫酸鈣、硫酸鋇垢。

這種含Sr的重晶石垢主要出現(xiàn)在大孔隙的石英和高嶺土表面上，部分堵塞在喉道處及以微粒形式大量出現(xiàn)在長(zhǎng)石溶蝕部分的表面。結(jié)垢部位一般距油井井筒50～330m的近井地層。【引用資料】結(jié)垢趨勢(shì)結(jié)垢趨勢(shì)以不平整的石英砂表面為生長(zhǎng)基底的晶簇狀重晶石垢（SEM)含鍶重晶石的組分分析（EDAX)結(jié)垢趨勢(shì)以孔隙中原生粘土為基底的微粒狀重晶石垢（SEM)生長(zhǎng)在高嶺土表面的重晶石垢（SEM)混雜于粘土團(tuán)中的板狀石膏垢(SEM)

西安三林能源工程有限公司在延長(zhǎng)油田公司和西區(qū)采油廠大力支持下，對(duì)西區(qū)采油廠在注水開發(fā)中所存在的不同層位采出水在綜合處理回注時(shí)所遇到的管線、地層結(jié)垢問(wèn)題做了前期的項(xiàng)目準(zhǔn)備和較深入研究，從現(xiàn)場(chǎng)調(diào)研、理論探索到試驗(yàn)操作共歷時(shí)一年余，取得到了一定的技術(shù)成果與認(rèn)識(shí)。二、油田污水深度處理技術(shù)污水深度處理技術(shù)是綜合利用多相流體力學(xué)中的高效分離技術(shù)除油、以多種新型過(guò)濾分離技術(shù)組合，形成高效、完善的油田污水處理系統(tǒng)。同時(shí)，利用本公司研發(fā)的特種陰離子交換樹脂去除油田污水中硫酸根離子，徹底解決了特低滲透油田在注水開發(fā)中管線、設(shè)備、地層存在的結(jié)垢難題。含油/懸浮物濃度在線檢測(cè)儀能夠在線即時(shí)檢測(cè)油田污水處理系統(tǒng)中含油及懸浮物濃度，中央控制系統(tǒng)進(jìn)行全自動(dòng)運(yùn)行，使整個(gè)系統(tǒng)達(dá)到智能化管理。處理流程處理流程★污水經(jīng)沉降除油罐除去大部分污油后，進(jìn)入高效氮?dú)鈿飧〕剡M(jìn)一步除去乳化油和分散油，使含油濃度降到20㎎／L，懸浮物濃度10㎎／L以下。★再經(jīng)核桃殼過(guò)濾器、二級(jí)雙濾料過(guò)濾器，三級(jí)改性纖維球過(guò)濾器后使出水水質(zhì)含油濃度≤5㎎／L，懸浮物濃度≤3㎎／L，顆粒中值≤1μ

m?！镞M(jìn)入離子交換系統(tǒng)后保證出水SO42-≤30㎎／L以下。

Ⅰ

污水處理流程圖3-1污水處理流程圖處理流程處理流程圖3-2污水深度處理流程圖

渦凹?xì)飧。–AF）是利用渦凹曝氣機(jī)葉輪在池內(nèi)高速旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生負(fù)壓吸入空氣，高速旋轉(zhuǎn)的葉輪將吸入的空氣切割成小氣泡，微氣泡上升過(guò)程中將油、懸浮物帶到水面，從而實(shí)現(xiàn)氣浮的目的?，F(xiàn)有的渦凹?xì)飧〖夹g(shù)，都為開放式氣浮設(shè)備，即與大氣連通，使用空氣作為氣源，而空氣中的氧氣會(huì)對(duì)水處理系統(tǒng)產(chǎn)生腐蝕。為了滿足油田污水的無(wú)氧處理要求，為此，我們研制成功以氮?dú)鉃闅庠吹臍飧〕脱b置，并獲得國(guó)家發(fā)明專利。

處理流程氮?dú)鉁u凹?xì)飧√幚砹鞒虉D4渦凹曝氣機(jī)圖5核桃殼過(guò)濾器處理流程圖6雙濾料過(guò)濾器處理流程■來(lái)水水質(zhì)：

含油濃度：0-300mg／L

懸浮物含量：0-200mg／L■出水水質(zhì)：

含油濃度：1-5mg／L

懸浮物含量：1-3mg／L

懸浮物顆粒中值：1μｍ處理流程處理系統(tǒng)工藝參數(shù)含油/懸浮物濃度在線檢測(cè)儀：

YH-500含油/懸浮物濃度在線檢測(cè)儀是屬國(guó)內(nèi)首創(chuàng)，利用光電傳感系統(tǒng)能夠在線即時(shí)檢測(cè)油田污水處理中含油及懸浮物濃度。整個(gè)系統(tǒng)通過(guò)在線含油濃度、懸浮物濃度、硫酸根離子濃度監(jiān)測(cè)及中央控制系統(tǒng)進(jìn)行全自動(dòng)運(yùn)行，達(dá)到均衡全面處理，避免了人為操作失誤所造成的事故。

處理流程

Ⅱ在線監(jiān)測(cè)處理流程圖7在線監(jiān)測(cè)儀

三林公司首次提出使用陰離子交換法去除含油污水中的硫酸根離子，對(duì)污水進(jìn)行深度處理，這一方法經(jīng)多次試驗(yàn)驗(yàn)證是切實(shí)可行的。它從現(xiàn)行工程技術(shù)層面上徹底解決了特低滲透油田在注水開發(fā)中管線、設(shè)備、地層存在的結(jié)垢難題。

樹脂交換原理：

R-N（CH3）3Cl+SO42-

→R-N（CH3）3SO42-+Cl-離子交換Ⅲ離子交換技術(shù)

西安三林能源公司專門研發(fā)了SL300型、SL301型特種離子交換樹脂。該樹脂特點(diǎn)⊙高交換容量⊙高強(qiáng)度⊙大孔隙⊙超強(qiáng)吸附交換SO42-

特別值得一提的是這種樹脂和以往的樹脂相比，耐油性大大提高，解除了專家們對(duì)此問(wèn)題的疑慮。經(jīng)試驗(yàn)證明，交換倍數(shù)達(dá)到了40BV以上,其交換效果達(dá)到了預(yù)期目的。離子交換

圖8運(yùn)行周期與交換容量關(guān)系圖注：原水SO42-含量小于2000ppm；原樹脂交換容量10.01mmol/g。其中：30周期交換容量9.78mmol/g（實(shí)測(cè)值）；50周期交換容量9.69mmol/g離子交換1、運(yùn)行周期與交換容量的關(guān)系2、污水含油量與交換倍數(shù)的關(guān)系離子交換

圖9原始污水含油量與處理倍數(shù)的關(guān)系

▲A交換柱試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)水濃度SO42-（mg/l）8000700060005000400030002000出水濃度SO42-（mg/l）＞100＞100＞10078.1067.26未檢出未檢出去除率(﹪)---98.498.3//▲

B交換柱試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)水濃度SO42-（mg/l）8000700060005000400030002000出水濃度SO42-（mg/l）＞100＞100＞10085.1053.25//去除率(﹪)---98.398.7//離子交換3、離子交換樹脂交換強(qiáng)度試驗(yàn)結(jié)果表3離子交換原水SO42-1258mg/L試驗(yàn)充入樹脂1.5L4、交換倍數(shù)與SO42-去除率的關(guān)系圖10交換倍數(shù)與剩余SO42-的關(guān)系

污水深度處理項(xiàng)目前期研究工作曾進(jìn)行過(guò)專家評(píng)審，專家組認(rèn)為“其應(yīng)用了目前油田污水處理最有效的技術(shù)，并針對(duì)西區(qū)采油廠的特定條件研發(fā)了專門的，獨(dú)創(chuàng)的新技術(shù)。通過(guò)室內(nèi)試驗(yàn)結(jié)果，認(rèn)為該項(xiàng)研究技術(shù)方案可行、研究方法正確。該項(xiàng)目適合不同油層、不配伍污水的混合處理，達(dá)到最大限度在油層內(nèi)形成不結(jié)垢的目的?？梢越档屯顿Y規(guī)模，使各種水源相配伍并提高采收率。該項(xiàng)目研究中應(yīng)用了多種新技術(shù)、新方法對(duì)油田污水進(jìn)行綜合處理，具有一定的推廣前景?！?/p>

深度處理技術(shù)專家評(píng)審意見(jiàn)主要技術(shù)特點(diǎn)◆

采用密閉隔氧氮?dú)鈿飧＠夹g(shù)

◆

全自動(dòng)在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)

◆首創(chuàng)離子交換法可有效去除SO42-

◆

運(yùn)行費(fèi)用低，噸水處理費(fèi)不超過(guò)6.50元

◆

處理后無(wú)SO42-水驅(qū)油效果明顯

◆

樹脂對(duì)油類的耐性可達(dá)到10㎎／L以上

深度處理技術(shù)三、處理后水質(zhì)評(píng)價(jià)1、處理前后水質(zhì)測(cè)試資料

表4-1

污水處理前后水質(zhì)數(shù)據(jù)表井號(hào)層位離子含量（mg/l)總礦化度(g/l)水型K++Na+Ca2+Mg2+Ba2+Cl-SO42-CO32-HCO3-清水23032.353.50214319161601.00Na2SO4原始污水14000161033702500013301341043.0CaCl2凈化水1200012503130221000—4802636.0CaCl2序號(hào)水樣類別含油量mg/L懸浮固體含量mg/L顆粒中值μm

備注1原始污水103034940.232氣浮后水30—3635—513三級(jí)過(guò)濾（第1周期）1124三級(jí)過(guò)濾（第2周期）10115三級(jí)過(guò)濾（第3周期）1096.三級(jí)過(guò)濾（第4周期）1367過(guò)濾水2.863.028離子交換后凈化水2.0—5.711.0—2.400.126表4-2污水水樣檢測(cè)結(jié)果水質(zhì)評(píng)價(jià)污水經(jīng)沉降除油罐除去大部分污油后，進(jìn)入高效氣浮池進(jìn)一步除去乳化油和分散油，再經(jīng)核桃殼過(guò)濾器、二級(jí)雙濾料過(guò)濾器，三級(jí)改性纖維球過(guò)濾器后使出水水質(zhì)大大提高。從測(cè)試資料可以看出:

●

含油從1000㎎／L

降到2—2.86㎎／L

●

懸浮物從349

㎎／L降到1.0—3.02㎎／L

通過(guò)離子交換后

●含油2—5㎎／L，懸浮物1—2.4㎎／L，顆粒中值從40.23μm下降到0.126μm。

●

出水SO42-

從1333㎎／L降到0—48㎎／L?！馠CO3-從410

㎎／L降到26㎎／L以下。水質(zhì)評(píng)價(jià)圖11污水處理前后水樣對(duì)比1234注：1—三級(jí)過(guò)濾后水2—離子交換后水3、4—?dú)飧『笏绊懰g的因素較多，如溶解氧、SRB、H2S、CO2、pH及含鹽量等。本試驗(yàn)用掛片失重法對(duì)水質(zhì)腐蝕進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)。參照SY/T5329-1994《碎屑巖油藏注水水質(zhì)推薦指標(biāo)及分析方法》。試前精確測(cè)量試驗(yàn)鋼片的長(zhǎng)、寬、厚，計(jì)算其表面積，同時(shí)準(zhǔn)確進(jìn)行稱重,測(cè)得不同介質(zhì)的腐蝕速率。從腐蝕測(cè)試結(jié)果我們能夠得出這樣的結(jié)論:西區(qū)采油廠27井集油站無(wú)論是原始污水，還是氣浮后水、三級(jí)過(guò)濾后水和離子交換后凈化水，腐蝕速率都遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于中石油行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，是一種理想的回注水質(zhì)。2、腐蝕試驗(yàn)水質(zhì)評(píng)價(jià)序號(hào)試驗(yàn)介質(zhì)腐蝕情況描述腐蝕速率mm/a行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)mm/a標(biāo)準(zhǔn)符合情況備注1集油站污水試片基本光亮，無(wú)明顯蝕痕0.000530.076符合行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)設(shè)定指標(biāo)2氣浮后水試片有局部蝕痕、蝕斑0.00320.076符合行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)設(shè)定指標(biāo)3三級(jí)過(guò)濾后水試片表面變暗，無(wú)明顯蝕痕0.00458-0.005370.076符合行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)設(shè)定指標(biāo)4離子交換后凈化水1試片表面變暗，無(wú)明顯蝕痕0.00491—0.007390.076符合行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)設(shè)定指標(biāo)5離子交換后凈化水2試片有局部蝕痕、蝕斑0.00984—0.009710.076符合行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)設(shè)定指標(biāo)表5污水腐蝕試驗(yàn)結(jié)果水質(zhì)評(píng)價(jià)油田注入水、地層水中都含有大量的成垢離子，它們相混后可能產(chǎn)生地層結(jié)垢問(wèn)題。本試驗(yàn)用油田污水、經(jīng)處理后的凈化水、油井采出水進(jìn)行其配伍性試驗(yàn)。水質(zhì)資料及配伍性試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)后。從試驗(yàn)結(jié)果可以看出，高硫酸根正221-4地層水和高鋇離子4093井地層水是嚴(yán)重的不相容的，結(jié)垢潛量高達(dá)4kg/m3,原始污水次之,約為其50%，經(jīng)離子交換后的凈化水與高鋇4093井地層水配伍性好，回注油層，不會(huì)造成有害的影響。水質(zhì)評(píng)價(jià)3、配伍性試驗(yàn)

表7原始污水、凈化水、高硫酸根水和4093井地層水配伍性試驗(yàn)硫酸鋇結(jié)垢潛量對(duì)比（50℃）污水/長(zhǎng)6長(zhǎng)7水原始污水和4093井地層水凈化水和4093井地層水正221-4高SO42-水和4093井地層水V/VBa(Sr)SO4mg/LBa(Sr)SO4mg/LBa(Sr)SO4mg/L0/100.000.000.00

1/9323.2611.672296.84

2/8646.5223.333901.01

3/7969.7835.003413.38

4/61293.0446.672925.76

5/51616.3058.332438.13

6/41939.5670.001950.50

7/31462.8881.671462.88

8/2975.2593.33975.25

9/1487.63105.00487.63

10/00.000.000.00分析項(xiàng)目mg/l正221-4延安組27集油站原始污水處理后凈化水4093長(zhǎng)6長(zhǎng)7混水K++Na+9030.0140001200041600Ca2+467.0161012507670.0Mg2+141.0337313772.0Ba2+0.0002870.0Cl-7610.0250002210081200HCO3-965.041026180.0CO32-0.01300.0SO42-9450.01330480.0pH6.46.56.55.9總礦276634300036000134292水型Na2SO4CaCl2CaCl2CaCl2表6配伍性試驗(yàn)水質(zhì)分析資料水質(zhì)評(píng)價(jià)水質(zhì)評(píng)價(jià)

圖12原始污水、凈化水、高硫酸根水和4093井地層硫酸鋇結(jié)垢潛量對(duì)比（50℃）←高鋇地層水注入水→水質(zhì)評(píng)價(jià)

對(duì)油田原始污水和經(jīng)處理后的凈化水進(jìn)行巖心流動(dòng)試驗(yàn)，比較處理前后水對(duì)地層滲透率的影響情況。同時(shí)進(jìn)行用高含Ba2+地層水和高含SO42-地層水進(jìn)行巖心驅(qū)替時(shí)的結(jié)垢狀態(tài)試驗(yàn)，以直觀了解地層結(jié)垢的存在和對(duì)油層的損害程度。同時(shí)進(jìn)行了巖芯驅(qū)油試驗(yàn)，證明通過(guò)離子交換的去SO42-水較原始污水驅(qū)油效果明顯。

4、巖芯流動(dòng)試驗(yàn)

巖芯傷害試驗(yàn)?zāi)M地層溫度、壓力、流體粘度、離子強(qiáng)度等條件◆

Ba2+水飽和巖芯，Ba2+水驅(qū)測(cè)k1，Ba2+/SO42-

水以1：1的比例同時(shí)注入巖芯，測(cè)k2，計(jì)算滲透率的變化及傷害率?！?/p>

Ba2+水飽和巖芯，Ba2+水驅(qū)測(cè)k1,分別用SO42-

水、污水、凈化水驅(qū)，測(cè)k2，計(jì)算滲透率的變化及傷害率。從試驗(yàn)結(jié)果可以看出，BaSO4結(jié)垢對(duì)長(zhǎng)6、長(zhǎng)4+5油層巖芯產(chǎn)生明顯的傷害，此時(shí)，新生的BaSO4晶體微小（＜0.1μｍ）容易進(jìn)入巖芯，在孔隙、喉道里結(jié)晶、發(fā)育、堆集（＞4μｍ），造成滲透率的下降。水質(zhì)評(píng)價(jià)

用高含SO42-的地層水進(jìn)行巖心驅(qū)替，當(dāng)注入倍數(shù)PV=3時(shí)，對(duì)巖心產(chǎn)生的傷害就達(dá)到26.37%，PV到20倍，傷害率為50%，最終PV=71，傷害率達(dá)到66%以上。說(shuō)明這兩種水嚴(yán)重不相容的。巖心：正363井，長(zhǎng)6；空氣滲透率0.163×10-3μ㎡

，孔隙度6.991%；水測(cè)滲透率0.0268×10-3μ㎡;試驗(yàn)溫度：45℃水質(zhì)評(píng)價(jià)圖13-1巖心滲透率傷害曲線地層水SO42-水地層水

西區(qū)27井集油站站內(nèi)原始污水，含SO42-1300mg/l。進(jìn)行巖心驅(qū)替，當(dāng)注入倍數(shù)PV=5時(shí)，對(duì)巖心產(chǎn)生的傷害就達(dá)到22.57%，PV到20倍，傷害率為47.62%，最終PV=85，傷害率達(dá)到80%以上。說(shuō)明這兩種水嚴(yán)重不相容的，該水注入地層，會(huì)產(chǎn)生嚴(yán)重的堵塞傷害。污水巖心：正363井，長(zhǎng)6；空氣滲透率0.163×10-3μ㎡

，孔隙度6.991%；水測(cè)滲透率0.0424×10-3μ㎡;試驗(yàn)溫度：45℃圖13-2巖心滲透率傷害曲線水質(zhì)評(píng)價(jià)

高含SO42-的地層水與高含Ba2+地層水按1：1（V/V）同時(shí)注入巖心，當(dāng)注入倍數(shù)PV=3時(shí)，對(duì)巖心產(chǎn)生的傷害12.16%，PV到20倍，傷害率為70.39%，最終PV為90時(shí)，傷害率達(dá)到83.70%。說(shuō)明這兩種水嚴(yán)重不相容的。水質(zhì)評(píng)價(jià)地層水地層水/SO42-水1：1巖心：正363井，長(zhǎng)6；空氣滲透率0.190×10-3μ㎡

，孔隙度7.199%；水測(cè)滲透率0.0810×10-3μ㎡;試驗(yàn)溫度：45℃圖13-3巖心滲透率傷害曲線經(jīng)氣浮、三級(jí)過(guò)濾及離子交換除去SO42-的凈化水，進(jìn)行巖心驅(qū)替，當(dāng)注入倍數(shù)PV從5到25倍，產(chǎn)生的巖心滲透率傷害很低，僅為2.66%—11.71%，說(shuō)明這兩種水相容性很好。該水注入地層，不會(huì)產(chǎn)生有害的影響。從而證明處理后的水是一種良好的注入水。巖心：正363井，長(zhǎng)4+5；空氣滲透率0.124×10-3μ㎡

，孔隙度5.141%；水測(cè)滲透率0.0043×10-3μ㎡;試驗(yàn)溫度：45℃圖13-4巖心滲透率傷害曲線水質(zhì)評(píng)價(jià)井號(hào)層位常規(guī)孔隙度%常規(guī)滲透率×10-3μ㎡注水驅(qū)動(dòng)方式地層水滲透率×10-3μ㎡注入倍數(shù)PV水驅(qū)后滲透率×10-3μ㎡滲透率降低值%正363長(zhǎng)66.9910.163高SO42-地層水驅(qū)0.026830.019826.37100.015243.40200.013749.09700.009166.06正363長(zhǎng)66.9910.163站內(nèi)原始污水驅(qū)0.042450.032922.57100.028333.29200.013747.62850.008582.02正363長(zhǎng)4+55.1410.124處理后凈化水驅(qū)0.004350.00405.91100.00405.63200.00405.46正363長(zhǎng)67.1990.190高SO42-地層水/地層水（1：1）同時(shí)驅(qū)0.08130.071112.1650.051336.67100.032360.17200.023970.39700.014582.12表8巖芯滲透率傷害試驗(yàn)綜合分析表水質(zhì)評(píng)價(jià)水質(zhì)評(píng)價(jià)圖14注入不相容水對(duì)巖芯傷害試驗(yàn)結(jié)果試驗(yàn)溫度：45℃，流速：0.5ml/min，巖芯滲透率：0.501×10-3μｍ2水質(zhì)評(píng)價(jià)井號(hào)巖心號(hào)層位氣體滲透率×10-3μm2孔隙度﹪長(zhǎng)度cm直徑cm原始含油飽和度﹪試驗(yàn)溫度℃無(wú)水驅(qū)油效率﹪最終驅(qū)油效率﹪備注正395正395-1侏羅系409.13818.376.6282.54256.63403838.86原水驅(qū)油31863186-2長(zhǎng)31.13811.873.2682.54244.164057.4774.71去SO42-水驅(qū)S23S23-1長(zhǎng)20.78713.387.0462.54250.214032.539.58

表9水驅(qū)油試驗(yàn)結(jié)果5、高壓壓汞試驗(yàn)水質(zhì)評(píng)價(jià)井號(hào)：正363層位：長(zhǎng)6巖心驅(qū)替方式：高含Ba2+地層水飽和巖心，驅(qū)替至穩(wěn)定,

然后用油田污水驅(qū)替。圖15—1試驗(yàn)前壓汞曲線圖15—2試驗(yàn)后壓汞曲線

滲透率×10-3μ㎡孔隙度%最大驅(qū)替壓力MPa中值壓力MPa中值半徑μ㎡最大SHg%退汞效率%試驗(yàn)前0.1146.9049.902.190.33583.8325.18試驗(yàn)后49.825.860.12577.9324.80

從壓汞曲線和試驗(yàn)資料分析可以看出，巖心經(jīng)污水驅(qū)后，中值壓力提高，在相同的驅(qū)替壓力下，最大SHg及退汞效率均明顯下降，說(shuō)明在巖心孔隙中有BaSO4沉淀物生成，對(duì)巖心造成了一定的傷害。高壓壓汞試驗(yàn)分析資料水質(zhì)評(píng)價(jià)水質(zhì)評(píng)價(jià)□

懸浮物對(duì)巖芯的堵塞與其濃度密切相關(guān)?！?/p>

顆粒直徑對(duì)巖芯堵塞的影響

①顆粒的直徑為孔隙直徑1/3以上，形成外部濾餅，堵塞作用小；②顆粒的直徑為孔隙直徑的1/3-1/7，顆粒容易進(jìn)入孔道內(nèi)部，形成內(nèi)部濾餅，堵塞作用最大；③顆粒的直徑為孔隙直徑的1/7以下，無(wú)濾餅形成，堵塞作用??；□

含油含量越大，對(duì)油層的堵塞越嚴(yán)重。地層堵塞因素討論水質(zhì)評(píng)價(jià)【引用資料】1沉降與過(guò)濾充分沉降—精細(xì)過(guò)濾，保證懸浮物與油含量達(dá)標(biāo)2密閉全系統(tǒng)密閉，防止曝氧3除氧注水站設(shè)機(jī)械除氧裝置，并投加化學(xué)除氧劑4防腐沉降罐采用涂料和陰極保護(hù)；管線采用內(nèi)防腐及投加緩蝕劑5殺菌流程清洗，投加殺菌劑6防垢投加防垢劑和粘土穩(wěn)定劑，防止地層損害7投藥及監(jiān)測(cè)投藥前產(chǎn)品檢驗(yàn)；減少加藥時(shí)曝氧；加藥后水的過(guò)濾；藥劑使用后效果檢測(cè)8設(shè)備的管理與維修注水設(shè)備管理規(guī)范化、標(biāo)準(zhǔn)化，特別是精細(xì)過(guò)濾、離子交換設(shè)備9水質(zhì)檢測(cè)定時(shí)檢測(cè)流程中各點(diǎn)的水質(zhì)，保證合格10崗位培訓(xùn)提高工作人員素質(zhì)，執(zhí)行崗位責(zé)任制表11油田注水水質(zhì)保障體系水質(zhì)評(píng)價(jià)四、三廢的有效處置與環(huán)境保護(hù)

污水處理過(guò)程中三廢的有效處置和循環(huán)使用是人們十分關(guān)注的問(wèn)題，也是專家組評(píng)議時(shí)多次提及的敏感話題。該工藝采用循環(huán)密閉流程，中間產(chǎn)物主要有以下幾種：廢再生液、沖洗水、污油、污泥。對(duì)此公司進(jìn)行了大量的試驗(yàn)研究工作，均做到了有效處置，無(wú)污物外排。達(dá)到了綠色環(huán)護(hù)的要求。

環(huán)境保護(hù)?沖洗水

主要來(lái)自過(guò)濾器反沖洗和樹脂再生時(shí)的漂洗水，其成分中含少量的油類、懸浮物，其組分與原水類似，可使其進(jìn)入污水池澄清后進(jìn)入系統(tǒng)