【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 大慶石油學(xué)院華瑞學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 9 項(xiàng)目 《碎屑巖油藏注水水質(zhì)推薦指標(biāo)及分析方法》標(biāo)準(zhǔn) 勝利油田 華北油田 大慶長(zhǎng)恒 大慶外圍 長(zhǎng)慶油田 含油量 mg/L K≤ K≤ 5～ 20 ≤ 30 ≤ 20 ≤ 10 ≤ 15 K K≤ 總鐵 mg/L 5 ≤ ≤ ≤ － 三價(jià)鐵 mg/L － － － － － ≤ 懸浮固體 mg/L K≤ K≤ K≤ K≤ K≤ K≤ 地下水 K≤ 地下水 K≤ ≤ K=～ K≤ K≤ K≤ K≤ K≤ 地下水 K≤ 其他水 ≤ － K0. 6 K≤ － － 污染水 K≤ － － 懸浮固體 直徑 mg/L K≤ K≤ p≥ 80% K≤ K≤ p≥ 80% ≤ p≥ 70% ≤ p≥ 70% － K=～ K≤ p≥ 80% K K≤ p≥ 90% K K≤ p≥ 80% 溶解氧 mg/L 總礦化度 5000mg/L ≤ 密閉流程≤ 總礦化度 1000mg/L ≤ 含油污水≤ ≤ ≤ 總礦化度 5000mg/L ≤ 開(kāi)式流程≤ 0. 5 總礦化度 1000mg/ ≤ 其他水≤ 硫化物 mg/L ≤ 10 ≤ 14 － ≤ 50 ≤ 50 ≤ 5 游離二氧化碳 mg/L ≤ 10 － － － － ≤ 30 細(xì)菌總數(shù) 個(gè) /mL K102 K 10 ≤ 104 ≤ 104 ≤ 103 ≤ 103 K=～ K≤ 103 K 10 K K104 硫酸鹽還原菌個(gè) /mL K K102 102 ≤ 10 ≤ 103 ≤ 102 ≤ 102 K=～ , 102 K, 102 平均腐蝕率 ≤ ≤ ≤ ≤ ≤ ≤ 膜濾系數(shù) （ MF） K≤ K≥ 20 － － － － 20 K=～ K≥ 15 K K10 大慶石油學(xué)院華瑞學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 10 第 3 章含聚污水注水井化學(xué)解堵技術(shù) 注水 井注入現(xiàn)狀分析 國(guó)內(nèi)、國(guó)外技術(shù)現(xiàn)狀 我國(guó)大部分油田已進(jìn)入中后期開(kāi)采階段，采出液含水量逐年遞增，多數(shù)油田達(dá) 90％以上，導(dǎo)致采油污水處理量增加較快，并且處理難度越來(lái)越大。采油污水中含有原油、各種鹽類(lèi)、有機(jī)物、無(wú)機(jī)物及微生物等。具有如下特點(diǎn)： (1)水溫較高； (2)礦化度較高： (2)含有大量的細(xì)菌； (4)表面張力大，殘存有化學(xué)藥劑及其他的雜質(zhì)。主要污染物由浮油、分散油、乳化油及微量的溶解油所組成，以乳化油的處理難度較大。采油污水經(jīng)處理后大部分作為回注水注入地層用于二次采油，部分排放或者作為蒸汽采油的鍋爐用水，不同用途的水，處理要求不同，采用 的方法也有區(qū)別。通過(guò)對(duì)油田污水處理現(xiàn)狀詳細(xì)的分析，總結(jié)了當(dāng)前油田普遍采用的幾種回注水處理方法： (1)傳統(tǒng)的處理方法 含油污水經(jīng)預(yù)處理，在沉降罐中經(jīng)自然沉降，除去浮油及顆粒大的雜質(zhì)，再經(jīng)粗粒化，二次沉降除去微小油滴及未沉降的懸浮物，從而達(dá)到注水標(biāo)準(zhǔn)。 (2)傳統(tǒng)方法的改進(jìn)方法 在傳統(tǒng)處理法的基礎(chǔ)上，通過(guò)使用新技術(shù)、新設(shè)備替換原有流程中的單元處理法，使含油污水處理效率得到較大的提高。具有高效聚油性能的高分子材料的橫向流聚結(jié)除油器是在斜板分離除油器的基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的設(shè)備。通過(guò)改變 填料板或填料區(qū)的空間結(jié)構(gòu)，使含油污水在流速和流向發(fā)生了改變，使得油粒獲得了較大的能量，大大增加了油滴之間的聚結(jié)。 (3)浮選法和旋流分離法 浮選法在石油、化工等工業(yè)廢水中處理一些與水密度相差不大的細(xì)小顆粒中得到了廣泛的應(yīng)用。該法是通過(guò)在污水中產(chǎn)生大量的氣泡，使油滴及小顆粒物質(zhì)結(jié)合在一起上浮至水面上，達(dá)到分離的目的。水力旋流器是一種能實(shí)現(xiàn)油水分離的高效處理設(shè)備，能有效的提高含油污水的處理效果。使油田采油污水的處理效率提高，但還不完善，需根據(jù)各種設(shè)備的功效，合理地配置新的設(shè)備，以達(dá)到高效、簡(jiǎn)便、 運(yùn)行費(fèi)用低的處理工藝流程。 (4)膜處理法 膜處理法是一種新的高效油田污水處理工藝。它具有耗能低，不產(chǎn)生二次污染，簡(jiǎn)單易行的優(yōu)點(diǎn)。膜處理法有微濾和超濾，國(guó)內(nèi)外已經(jīng)對(duì)膜法處理油田污水做了研究，效果較好。 大慶石油學(xué)院華瑞學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 11 聚合物驅(qū)產(chǎn)出水回注油層的污染物確定近年來(lái)，中國(guó)東部人多數(shù)油田的開(kāi)發(fā)基本上進(jìn)入高含水后期。為了提高原油采收李，各油田廠(chǎng)泛采用了聚合物驅(qū)三次采油新技術(shù)，取得了良好的效果．但隨之泡采出大量含有一定濃度聚合物(PAM)的污水。聚合物驅(qū)產(chǎn)出水回注地層是三次采油常用的處理方法，共原因是產(chǎn)出水直接徘放到地面會(huì)造成環(huán)境污染， 處理產(chǎn)出水達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)經(jīng)濟(jì)上不合算。目前，大慶袖田對(duì)聚合物驅(qū)產(chǎn)出水進(jìn)行了常規(guī)處理 ,但注入水仍術(shù)達(dá)到正常水驅(qū)油用水的指標(biāo)，仍然會(huì)使 fm 層受到污染 (損害 )．這是影響油田采收率的重要問(wèn)聚合物驅(qū)產(chǎn)出水組成及主要特征資料表明．聚合物驅(qū)產(chǎn)出水是一種含有固體雜質(zhì)、液體雜質(zhì)、溶解氣體、可溶性欽類(lèi)等較為復(fù)雜的多相體系。為了研究和確定聚合物驅(qū)產(chǎn)出水回注時(shí)損害油層的污染物質(zhì)，必須首先分析聚合物驅(qū)產(chǎn)出水的組成成分、含量及其主要特征。 1．水樣 兩個(gè)水樣均取白大慶油田南三區(qū)東部含聚合物污水回注試驗(yàn)區(qū)，即未經(jīng)任何處理和 經(jīng)過(guò)常規(guī)污水處理后的聚合物驅(qū)產(chǎn)出污水。 2．產(chǎn)出水組成成分和合量 在目前試驗(yàn)室儀器和分析手段的條件下，筆者對(duì)處理前后聚合物驅(qū)產(chǎn)出污水中的原油、 PAM、固體懸浮物、無(wú)機(jī)離子和細(xì)菌等成分進(jìn)行了分析和含量測(cè)定，同時(shí)測(cè)定了 pH 值和電導(dǎo)率。 由此 可以看出，除了 OH－ 、 CO3 CN— 、總磷和醇含量為 o 或未檢出．處理前后聚合物驅(qū)產(chǎn)出污水中均含合原油 PAM、固體懸浮物、無(wú)機(jī)離子〔 Ca?2 、 Mg?2 、k+、 Na+、 HCO3－ 、 Cl－ 、總鐵 )、酚、硫酸鹽還原茵和腐牛茵。其中處理前后聚合物驅(qū)產(chǎn)出污水中亡述無(wú)機(jī)離子的含量及 PH值、電導(dǎo)率值基本一致，其中 Na+、 HCO3－ 和 Cl－ 含量及 PH 值、電導(dǎo)率值較高、其它成分含量較少，而且處理后的聚合物驅(qū)產(chǎn)出污水中原油、 PAM、固體懸俘物的含量比處理前要低，尤以原油含量的下降最為顯著，說(shuō)明這種現(xiàn)場(chǎng)常規(guī)處理方法對(duì)于聚合物驅(qū)產(chǎn)出污水中的原油的處理效果最好，即粒徑大于 100 181。m 的浮油和粒徑為 10181。m 一 100181。m 的分散油絕大部分已被過(guò)濾掉，處理后的污水中原油主要以粒徑為 — 10181。m 系統(tǒng)分析了大慶油田南三區(qū)東部聚合物驅(qū)產(chǎn)出水處理前后原油、聚合物、固體懸浮物、無(wú)機(jī)離子和細(xì)菌等成分的含量及其固體懸浮物顆粒粒徑大小與分布。根據(jù)油層損害機(jī)理并結(jié)合該區(qū)油層的孔隙特征，研究和確定了污染物質(zhì)，即：聚合物產(chǎn)出水中硫酸鹽還原菌是主要污染物質(zhì)；向薩爾圖和葡萄花的中低滲透層高臺(tái)子油層回注時(shí)，原油和固體懸浮物也是主要污染物質(zhì)，而聚合物僅對(duì)地滲透層造成損害。 另外，目前油田污水回注處理還存在如下一些工藝方面問(wèn)題： (1)污水處理過(guò)程中水質(zhì)調(diào)節(jié)劑、絮凝劑、殺菌劑等水處理劑的投加量大，污泥的產(chǎn)量高，增加了污泥 排放以及處理、處置的難度。 (2)管線(xiàn)、設(shè)備的腐蝕現(xiàn)象嚴(yán)重，藥劑的緩蝕率只能暫緩藥劑投放段的腐蝕，并不能從根本上降低整體的腐蝕水平。 (3)大慶石油學(xué)院華瑞學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 12 藥劑投加量大，使生產(chǎn)成本過(guò)高，有時(shí)為了降低運(yùn)行成本，不得不減少或暫停藥劑的投加，造成出水水質(zhì)不穩(wěn)定，為注水帶來(lái)很多麻煩。 (4)站內(nèi)藥劑投加的操作及維護(hù)往往不能按設(shè)計(jì)實(shí)施，使得設(shè)計(jì)思路的綜合效應(yīng)無(wú)法實(shí)現(xiàn)，這是水處理站運(yùn)行效率不高的原因之一。 (5)油田水處理站的自動(dòng)化程度不高，手動(dòng)操作多，工人勞動(dòng)強(qiáng)度大，而且一般比較笨重，不易操作管理，生產(chǎn)效益低。 垢形成機(jī)理 垢的形成是滲流流體由地層流到井底時(shí)，由于外部條件變化，滲流流體所發(fā)生的相態(tài)變化引起的。滲流流體的組成為垢形成的內(nèi)在因素，壓力、溫度變化為其外在條件。 無(wú)機(jī)沉淀 (1)無(wú)機(jī)沉淀的生成 常見(jiàn)的無(wú)機(jī)沉淀有碳酸鈣 (CaCO3)、碳酸鍶 (SrCO3)、硫酸鋇 (BaSO4) 、硫酸鈣 (CaSO4)、硫酸鍶 (SrSO4)等。產(chǎn)生無(wú)機(jī)沉淀的主要原因有兩個(gè)： 第一是 外來(lái)流體與地層流體不配伍； 第二是 隨著生產(chǎn)過(guò)程中外界條件的變化，地層水中原有的一些化學(xué)平衡會(huì)遭到破壞，平衡發(fā)生移動(dòng)而產(chǎn)生沉淀。通常會(huì)發(fā)生以下反應(yīng)： HCO3→ H++CO32↓ Ca2+CO32+→ CaCO3↓ Ca2++ SO42+→ CaSO4↓ Sr2++CO32+→ SrCO3↓ Fe2++ CO32+→ FeCO3↓ Ca2++ SO42+→ CaSO4↓ Sr2++SO32+→ SrSO4↓ Ba2++ SO42+→ BaSO4↓ 這些沉淀可吸附在巖石表面成垢，縮小孔道，或隨液流運(yùn)移在孔喉處堵塞流動(dòng)通道，使注入能力及產(chǎn)量下降。 (2)影響無(wú)機(jī)沉淀生成的因素 CaCO CaSO4,的沉淀反應(yīng)，溫度升高促使平衡向生成沉淀方向移動(dòng)，因此，這 類(lèi)沉淀的生成是地溫越高，沉淀反應(yīng)越易發(fā)生。對(duì)于放熱沉淀反應(yīng)，如生成BaSO4 的反應(yīng)，則正好相反，隨著溫度的影響；不同的無(wú)機(jī)沉淀受溫度的影響情況不一樣。對(duì)于吸熱沉淀反應(yīng)，如生成 CaSO4的反應(yīng)，溫度升高生成沉淀的趨勢(shì)減小。溫度的降低還可使高礦化度的地層水溶液過(guò)飽和而形成結(jié)晶，堵塞儲(chǔ)層滲流通道。 pH 值的影響：外來(lái)液體的 pH 值升高，會(huì)促使 HCO解離成 H和 CO32+,使 CO32濃度增加，促使碳酸鹽沉淀的生成。 接觸時(shí)間：不配伍的流體相互接觸時(shí)間越長(zhǎng)，生成的沉淀顆粒越大，沉淀的大慶石油學(xué)院華瑞學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 13 數(shù)量越多，沉淀引 起的損害越嚴(yán)重。 總礦化度的影響：相混液體的總礦化度升高，會(huì)降低可沉淀離子的活度，或增加沉淀物的溶解度沉淀的趨勢(shì)相對(duì)于低礦化度情況有所降低。例如， ,在 Mg2+濃度為 24400～ 36600ppn 的溶液中的溶解度是蒸餾水中溶解度的幾倍；又例，77℃時(shí)， BaSO4在蒸餾水中的溶解度為 ，而在 100000ppmNaCl 的溶解度為 。 壓力降低的影響：油井生產(chǎn)過(guò)程中，井眼周?chē)牧鲃?dòng)壓力一般都低于地層的原始飽和壓力，由于壓力的下降，地層流體中氣體會(huì)不斷脫出，氣體的脫出對(duì)CaCO3沉淀的生成影響很大，因?yàn)樵诿摎庵?，油層中?CO2以一定比例分配在油、水兩相之中，脫氣之后，就分配在油、氣、水三相中，使得 CO2水相中的量大大減少， CO2的減少可使地層水的 pH值升高，有時(shí) pH 值甚至高于 10，這將有利于地層水中 HCO3離子的解離平衡向 CO32離子濃度增加的方向移動(dòng)， CO32濃度的增加，促使更多沉淀 CaCO3生成。 有機(jī)沉淀 這些污泥主要由瀝青質(zhì)、樹(shù)脂、蠟及其它碳?xì)浠衔锝M成，這種污泥很難溶解，一旦生成，清洗是很困難的。據(jù)報(bào)導(dǎo)美國(guó)有 30％以上的原油與酸作用可形成這類(lèi) 污泥外來(lái)液體引起原油 PH值改變而導(dǎo)致沉淀。高 PH 值的鉆井液和水泥漿濾液侵入地層，可沉淀。促使瀝青絮凝、沉積。酸化時(shí)，一些含瀝青的原油與酸接觸時(shí)，會(huì)形成膠狀污泥。 (1)氣體進(jìn)入儲(chǔ)層引起有機(jī)沉淀 外來(lái)氣體進(jìn)入儲(chǔ)層可促使有機(jī)沉淀生成。例如，空氣中的氧氣與儲(chǔ)層中的原油接觸，與原油發(fā)生氧化作用，使原油中的不溶性烴類(lèi)衍生物增多，而析出沉淀；又如，二氧化碳溶于含瀝青質(zhì)原油中也會(huì)引起瀝青質(zhì)沉淀。低表面張力流體促使有機(jī)沉淀生成。在完井、修井過(guò)程中，一些低表面張力的流體進(jìn)入油層會(huì)促使瀝青質(zhì)沉積。 (2)平衡條件改變導(dǎo)致有機(jī)沉淀的生成 油井生產(chǎn)之前，石蠟和瀝青質(zhì)都以溶解狀態(tài)存在于原油之中，一旦油層被打開(kāi)，原有的平衡狀態(tài)就會(huì)被破壞，平衡的移動(dòng)使有機(jī)沉淀易于生成，導(dǎo)致有機(jī)沉淀生成的因素有以下幾方面： ①溫度降低 原油溫度的降低是導(dǎo)致有機(jī)沉淀生成的一個(gè)重要原因。當(dāng)原油溫度低于石蠟的始凝點(diǎn)時(shí)，石蠟將在地層孔喉中沉積，而堵塞流動(dòng)通道，導(dǎo)致原油溫度降低的因素有以下三方面： a進(jìn)入儲(chǔ)層的外來(lái)液體溫度一般低于儲(chǔ)層溫度而使原油溫度降低； b原油流動(dòng)過(guò)程中不斷向周?chē)慕橘|(zhì)散熱； c原油中的氣體脫出，需要吸收一部 分熱量，使原油本身溫度降低。 大慶石油學(xué)院華瑞學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 14 ② 原油中輕質(zhì)組分和溶解氣脫出。 原油中輕質(zhì)組分越多，蠟的始凝點(diǎn)越低；原油中溶解氣量越多，溶解蠟的能力越強(qiáng)。生產(chǎn)過(guò)程中，近井地帶的流體壓力常低于地層平衡壓力，這就導(dǎo)致原油中的輕質(zhì)組分和溶解氣揮發(fā)，使蠟在原油中的溶解能力減弱，始凝點(diǎn)下降而析出。 ③ 晶核量的增加。 與其它結(jié)晶一樣，蠟的析出也必須要有結(jié)晶中心一晶核。生產(chǎn)過(guò)程中，若油濕微粒量增加或外來(lái)固相的侵入，都會(huì)增加蠟的結(jié)晶中心，為蠟的析出提供條件。 微粒的產(chǎn)生 儲(chǔ)層本身的微粒也叫地層微 粒，是指小于 37um(能通過(guò) 400 目篩 )的礦