【導讀】通過分析得出了含聚污水注水井堵塞原因是受物理和化學共同作用的。采用儀器逐層剝離的方法進行水井返排物結構分析。外層纏繞著聚丙烯酰胺殘骸。針對地層堵塞原因，開發(fā)了BSJ—1剝離滲透抗吸。兩種不同結構的功能型高分子活性劑，輔以酸性劑、絡合劑、緩蝕劑、氧化劑等，殺菌實驗結果表明：BSJ-1濃度達到100ppm以后，對總菌、腐。當濃度達到10000ppm時，對各種菌的殺菌率均達到100%。沫等技術結合在一起，是一項完善的解堵增注技術。

　　

【正文】 電荷性質(zhì)不同．從而影響重金屑離子因靜電作用而被吸附的過程，以電性效應為主要機制而影響重金屬離子吸附的配位體一般不被吸附 (如 Cl 一 般不被負電表面吸附 )或與吸附表面的結合力較弱．這類配位體不能在吸附表 面和重金員離子之間起橋鍍合作用．絡合物的價數(shù)一般都低于重 金屬離子 原有的價數(shù)甚至帶有負電荷，加二價重金屬離子和 Cl 一 離子可形成 MCl 一 、MCl3一 百等絡臺物．對帶負電的吸財表面 (如大部分的層狀鋁硅酸鹽礦穆表面和有機膠體表面 )． 對于鹽酸來說，酸敏性礦物主要為含鐵高的一類礦物，隨著它們與鹽酸發(fā)生反應，溶液的 PH 值逐漸增大，酸化后析出的 Fe3+和 Si4+會生成 Fe（ OH)3沉淀或SiO2,凝膠體，堵塞喉道。同時，由于穩(wěn)定原油乳化劑的影響及微粒的運移和橋堵，酸化砂巖地層會伴隨釋放出細小的微粒和地層坍塌現(xiàn)象，這對孔喉的疏通也有一定的負面影響。對于氫氟酸來說，酸敏礦物主要為 方解石、白云石、鈣長石、沸石等含鈣高的礦物，它們會與氫氟酸反應生成 CaF2沉淀和 SiO2,凝膠體，也會堵塞喉道。 為有效地控制 Fe(0H)3。的生成，需要在解堵藥劑中加入酸性沉淀抑制劑，該劑與 Fe3+．的絡合能力比 OH與 Fe3+的絡合能力強，優(yōu)先和 Fe3+形成穩(wěn)定絡離子，從而避免了 Fe(0H)3，的沉淀生成。同時因抑制劑呈弱酸性而發(fā)生水解，抑制了 Fe(0H)3，沉淀生成，疏通了喉道，有效地進行解堵增注。 氧化降解有機質(zhì) 由于細菌粘液、始井液體系中的有機物、有機凝凍膠的影響 ，目 前油水井的硬化效果不太理想，因此引進了一種新的油層污染解堵劑 — ClO2體系。通過室內(nèi)試致評價了解諸 ClO2體系對有機聚合物、調(diào)剖大慶石油學院華瑞學院本科生畢業(yè)設計（論文） 21 化堵所用凝凍膠體系的降解、降粘作用和對咖、 SM等的余商效果。在合理選井的基礎上，將該體系投入礦場使用，效果良好，為解除油層污染提供了一條新途徑對上述問題， ClO2解堵體系均可不同程度地解決。 該體系由 ClO穩(wěn)定刑、激化劑、綏蝕劑等多種化學藥劑配制而成。 ClO2氣體分子中臺有奇數(shù)電子，具有很高的化學活潑性，其中的 Cl是 +4價，具有強烈奪取電子的傾向，可以打開分子鏈及苯環(huán)，對有 機物及細菌起降解作用，使其粘度大幅度下降，流動性變好，從而解除油層堵塞；它與陽離子反應生成可 FeS溶性鐵鹽，可防止 Fe3+二次沉淀堵塞地層。 許多氧化劑如二氧化氯、過氧化鈉、高錳酸鉀、過硫酸銨、次氯酸鈉等對聚丙烯酰胺均具有氧化降解作用，但解堵效果不同，為此我們進行了室內(nèi)模擬實驗，實驗結果 表 43 不同氧化劑對聚丙烯酰胺聯(lián)體的溶解情況 氧化劑 ClO2 (NH4)2SO4 Na2O2 KMn04 NaClO 時間 (h) 24 48 48 48 48 現(xiàn)象 全部溶解 大部分溶解 部分溶解 部分溶解 部分 溶解 從以上數(shù)據(jù)看出，二氧化氯的解堵效果最好，對聚丙烯酰胺的溶解能力較強，所以我們選擇了該劑作為解堵主劑進行解堵。由于鹽酸可以大大的加快溶解速度，所以二氧化氯與鹽酸一起協(xié)同作用，可以有效的提高解堵能力。 二氧化氯降解聚丙烯酰胺的機理是： ClO2具有很強的氧化性， 解除地層中的聚合物污染 （ 它可氧化聚丙烯酰胺殘體使之成為小分子聚丙烯酰胺） 、殺滅微生物、清除硫化亞鐵垢等不同的地層污染；酸液主要處理地層礦物等無機堵塞物。兩種藥劑協(xié)同作用，優(yōu)勢互補，從而全面徹底的解除地層中的多種污染，全面的提高了酸化的綜合效 果 PAM+ClO2→ sPAM 5FeS+9ClO2+2H2O→ 5Fe3++5SO42++9Cl+4H+ PAM、 FeS一旦被氧化生成可溶性的鹽類，污垢或堵塞物中的其它成分就失去了在管道或巖石上的附著能力而很容易被帶出。 優(yōu)點： 13小時硫化亞鐵垢的溶蝕率為 %%，有助于清除硫化亞鐵沉淀，且無硫化氫氣體生成。 ClO2水溶液可以大幅度的降低聚合物溶液的粘度（ 60℃ 密封 3小時測試，下降 80%90%），使液體易于排出。 l530分鐘，殺菌率 %100%，并能清除微生物菌體及其 分泌物形成的粘稠物，在相當長的時間內(nèi)破壞細菌滋生環(huán)境，徹底清除細菌對地層滲透性的損害。 大慶石油學院華瑞學院本科生畢業(yè)設計（論文） 22 適用性 大量回注污水造成地層細菌含量高、腐蝕結垢產(chǎn)物多造成堵塞的欠注井。 應用實例 該工藝適合由于， 2021年以來應用該項增注工藝 5井次，有效 5井次，有效率100％，平均有效期 204天，累計增注 104m 3，平均單井增注 33400m3。 典型井例： L52井 該井由于長期注入污水，污水中細菌含量嚴重超標，造成地層細菌腐蝕代謝產(chǎn)物結垢堵塞油層孔喉，最終導致地層注不進水，對該井進行分析后，我們于 2021年 1月對該井實施氧化解堵技術，實施過程中泵壓由 18MPa降至 6MPa，從施工中看，壓力下降明顯，地層堵塞得到徹底解除，該井措施后注水壓力下降 ，日增注 330m3，取得了明顯的增注效果。 熱解堵作用 熱解堵作用 是指 該解堵刑體系在反應過程中放出大量約熱，通過熱能在地層中徑向和垂向傳導，加熱并簡和近井地帶，對膠質(zhì)一瀝青質(zhì)、蠟質(zhì)等高粘有機物可降低其粘度，增加其流動性；同時放出大量的高溫氣體可進入油層孔隙．沖散“橋架”物質(zhì)，打破毛綱管壓力造成的油流阻力；在放壓泄流時，地層中的氣體向井簡 運移過程中具有較強的返誹驅(qū)動能力，可將溶解的有機物和殘液隨泡沫擄帶出來。 BSJ— 1解堵體系在反應過程中放出大量的熱能，熱能在儲集層中的徑向和垂向傳導，使溫度大幅度升高，降低膠質(zhì)、瀝青質(zhì)、蠟質(zhì)等高粘有機物的粘度，增加其流動性；反應產(chǎn)生的大量高溫氣體沖散孔隙中橋堵物質(zhì)，有利于解堵劑的深入和殘液的返排，同時具有良好洗油能力和攜帶能力。 增大解堵半徑 該體系自行通過化學反應產(chǎn)生氣化的穩(wěn)定泡沫，其協(xié)同效果增加了活性酸在油層近并地帶的穿透深度和封堵了地層的高滲透層段，這樣就保證該劑沿所有的生產(chǎn)層 更有效和均勻地分布。同時有利于殘液的返排和具有良好的洗油能力和攜帶能力。 該解堵體系反應放出的大量氣體，使含有表面活性劑的酸液產(chǎn)生大量的泡沫，有利于解堵劑的深入和殘液的返排，泡沫封堵高滲透層段，穿透低滲透層段，使注水井的縱向和橫向波及系數(shù)增大，實現(xiàn)解堵增注的目的。 大慶石油學院華瑞學院本科生畢業(yè)設計（論文） 23 殺菌作用 隨著油囚的開發(fā)，原油含水不斷升高。為了保護環(huán)境和維持地層產(chǎn)能，多年來將污水處理后回注已成常規(guī)?；刈⑽鬯仨毻斗艢⒕鷦┻M行處理。這是由于污水中含有多種有害成分如硫酸鹽還原茵 (sRB)、腐生菌 (TGB)、鐵細菌和其它有機 物質(zhì)。硫酸鹽還原菌是 厭氧茵，是一種普遍存在的 細菌，在高礦化度、較高壓力和較高泥度下都能生存，最宜生長溫度為 20℃ 一 40℃，它繁殖時將污水中的硫酸鹽還原成 硫化物和原子態(tài)級。硫酸鹽還原菌 常存在于水流不快處和死水區(qū)如流速低的管線、沖洗罐、原油存儲罐以及罐的結垢沉淀處或有機物殘渣下面。硫酸鹽還原茵在鋼鐵表面繁殖，將加速鋼鐵的局部腐蝕，引起地下、地面生產(chǎn)管線穿孔。硫酸鹽還原茵產(chǎn)生的黑色粘稠殘技會堵塞地層孔道，降 低注水量，對原油生產(chǎn)造成影響。 污水中的有機物和硫菠鹽還原菌繁殖產(chǎn)物對喜氧細菌如腐生茵、鐵細菌的繁 殖創(chuàng)造了有利條件。腐生茵是一種非單群茵落，它產(chǎn)生的致密粘液常附著在管線和設備上，吸附水中的懸浮物、沉淀物，造成注水系統(tǒng)的過濾器堵塞和設備腐蝕，同樣降低注水量，影響原油生沖”。 從表 44實驗結果可以看出，濃度達到 lOOppm以后，對總菌、腐生菌、硫酸鹽還原菌的殺菌效果達到 99％以上，對鐵細菌的殺菌效果較差，但當濃度達到 10000ppm時，對各種菌的殺菌率均達到 100％。因此現(xiàn)場應用時，應保證藥劑的濃度損失最小，保證其良好的殺菌效果。 表 44 BSJ1 復合解堵劑殺菌性能測定結果 濃度 1000 300 100 50 空白 mg／ L 菌數(shù) 個／ mL 殺菌 率％ 菌數(shù) 個／ mL 殺菌 率％ 菌數(shù) 個／ mL 殺菌 率％ 菌數(shù) 個／ mL 殺菌 率％ 菌數(shù) 個／ mL 殺菌 率％ 總菌 0 100 102 99． 9 103 99． 0 104 90． 0 105 ／ 腐生 菌 0 100 102 99． 0 102 99． 0 104 0 104 ／ 硫酸 鹽還 原菌 0 100 0 100 101 99． 0 102 90． 0 103 ／ 鐵細 菌 0 100 103 0 103 0 103 0 103 ／ 大慶石油學院華瑞學院本科生畢業(yè)設計（論文） 24 改變潤濕性（抗吸附） 潤濕反轉(zhuǎn) ， 由于表面活性劑的吸附而造成的巖石潤濕性改變的現(xiàn)象 。 儲層潤濕性的改變 (水濕 — 油濕 ),不影響巖石的絕對滲透率 ,但它是各類油藏油相滲透率降低的主要原因 ,一般會降低 40%左右。產(chǎn)生潤濕改變的來源主要有鉆井濾液及油井增產(chǎn)措施中所用流體含有表面活性劑、防腐劑、殺菌劑、破乳劑 (通常是陽離子表面活性劑 )吸附在巖石表面上 ,使巖石由水濕變?yōu)橛蜐?,減少了地層對油的相對滲透率。一般認為 ,砂巖儲層比灰?guī)r儲層更易遭受油潤濕和乳狀液堵塞。影響潤濕性改變的因素有巖石的礦物 組成、孔隙結構、所含油水的化學組成及溫度、壓力。一般地 ,滲透性越差、含油飽和度越高越易發(fā)生潤濕性改變。生產(chǎn)中表現(xiàn)為產(chǎn)油量下降、水量不變或增加。 采用自吸法測定巖心的潤濕指數(shù)，潤濕性測定實驗結果見表 35 45 復合劑對巖心潤濕性的影響結果 復合解堵挑 0． 0 0． 1 0． 2 0． 3 05 相對潤 親油巖心 0． 57 0． 08 0． 28 0． 38 0． 42 濕指數(shù) 弱親油巖心 0． 25 0． 05 0． 26 0． 35 0． 39 潤濕性 親油巖心 親油 中間潤濕 弱親水 親水 親水 弱親油巖心 弱親油 中間潤濕 弱親水 親水 親水 含聚污水注水井解堵劑研 制 高效有機垢解堵劑：有三部分組成 a:滲透、溶解 b:剝離、脫落 c:溶解、清除 。 a組分活性很高，具有很強的滲透、分散能力，它具有一定的溶解蠟的能力，其親油基極易插入蠟聚集體內(nèi)部，穿透蠟的結構，破壞蠟分子與孔隙表面及蠟分子與蠟分子之間的粘結力，使蠟從巖石孔隙表面剝落下來并分散，在蠟表面結上一層極性水膜，使蠟不易再沉積，由 “ 死蠟 ” 變成了 “ 活蠟 ” 。還可以在一定程度上降低原油粘度，改善其流動性，有利于原油的增產(chǎn)。 b組分含有各種脂肪酸與脂肪醇 ，由于其成分復雜，更能發(fā)揮協(xié)同作用。其中不同碳數(shù)的脂肪酸可與 c組分發(fā)生反應，生成 HLB值在 1518之間的增溶性很強的表面活性劑，同時有機酸在蠟從巖石表面剝落后還有清洗孔道的作用。 大慶石油學院華瑞學院本科生畢業(yè)設計（論文） 25 c組分除了與脂肪酸反應生成表面活性劑之外，還可與瀝青質(zhì)等極性物質(zhì)發(fā)生反應，它們的產(chǎn)物易分散于水，即易于從表面將它們?nèi)コ? 許多 油田聚合物驅(qū)三次采油過程中 ,隨著聚合物注入體積的增加 ,注聚井堵塞問題日益突出 ,主要表現(xiàn)是 :注入壓力高、達不到配注、間歇注入等 ,嚴重影響聚驅(qū)效果 .注聚井解堵增注技術分析了聚驅(qū)注入井注入壓力上升的主要原因及注聚井堵塞規(guī)律 ,并根據(jù)注聚井近井地帶堵塞物的成分分析 ,研制出新型注聚井解堵劑配方 。為減少注聚井解堵后因聚合物的再吸附而重新堵塞 ,研究了注聚井油層保護技術 ,形成了既能防止聚合物在油層孔隙表面的再吸附 ,又能通過競爭吸附將吸附在油層孔隙表面的聚合物驅(qū)替掉的油層保護劑配方 針對地層堵塞原因，開發(fā)出 BSJ— 1剝離滲透抗吸附復合解堵劑。 BSJ— 1剝離滲透抗吸附復合解堵劑是多成份的復合物，其中包含兩種不同結構的功能型高分子活性劑，輔以酸性劑、絡合劑、緩蝕劑、氧化劑等，對原油、瀝青、膠質(zhì)石蠟、聚合物等有機質(zhì)及微生物 粘泥具有極強的滲透性、分散性和剝離性。該產(chǎn)品外觀為淡黃色液體 (A組分 )與青色液體 (B 組分 )， A 組分能有效滲透粘在巖石上的稠油、瀝青、蠟質(zhì)， B組分能有效剝離管壁與地層中的無機鹽垢及粘泥，且能將巖石表面由親油變?yōu)橛H水性，在巖石表面形成保護膜，抑制有機物質(zhì)在巖石表面的吸附。該產(chǎn)品能有效滲透、分散微生物膜形成的粘稠物質(zhì)，抑制微生物的生成，不會對地質(zhì)和環(huán)境造成污染，不會對設備產(chǎn)生腐蝕。 室內(nèi)實驗數(shù)據(jù) (表 4 42)表明； BSJ1 復合解堵劑可以溶解聚合物膠團，濃度不同對聚合物溶液的降解程度不同；把膠團放置于 0。 %的復合解堵劑中， 5小時后，膠團完全溶解。 表 41 不同時間 BSJ1不同時間 BSJ1復合解堵劑對聚合物溶液的降解試 BSJ1 復合解 不同時間 (h)的粘度 (m1)as) 堵劑濃度％ 0． 0 0． 5 1． 0 3． 0 5。 0 7． 0 0． 1 87 34． 2 18． 7 9． 5 5． 2 4．