王春林，胡紅福，榮新明，劉桂武，奎智斌，杜 勛

（中海油田服務(wù)股份有限公司油田生產(chǎn)事業(yè)部，天津 300459）

酸化可以有效解除近井地帶的污染，減小油氣流入井底遇到的阻力，是被國(guó)內(nèi)外油田廣泛應(yīng)用的一項(xiàng)增產(chǎn)技術(shù)[1]。酸化措施增產(chǎn)效果顯著，但酸化后返排液處理卻成為困擾各大油田的難題[2]。見油前返排液具有低含油、低pH、高礦化度、高濁度、高色度的特點(diǎn)，不能夠直接排放或直接注入地層；而見油后返排液含有大量游離水、乳化水、泥質(zhì)以及各種離子，在電脫水器中會(huì)引起跳閘，使整個(gè)處理流程難以進(jìn)行[3]。為了確定酸化返排液的基本特性，本文選取兩口稠油井及兩口稀油井酸化后返排初期、中期、后期的返排液樣品，通過對(duì)不同時(shí)期返排液的水相pH值、無機(jī)離子含量、懸浮物含量、濁度、電導(dǎo)率、表面張力等參數(shù)進(jìn)行表征分析，研究整個(gè)返排過程中返排液物理性質(zhì)的變化。

1 返排液水相pH值測(cè)定

隨著返排過程的進(jìn)行（見表1，表2），從返排前期到返排后期返排液的水相pH值呈較為明顯的遞增趨勢(shì)。這是由于前期返排液為酸化施工后期存在于井筒以及近井地帶中的酸性工作液返出，致使液體中含有大量殘余酸，故前期返排液的pH值較低。返排后期，返排液水相pH值逐漸趨近于中性，甚至堿性。

2 返排液懸浮物、電導(dǎo)率及水相濁度測(cè)定

從表1、表2可以看出，不論稀油井還是稠油井，前期酸化返排液中的懸浮物含量均較中期、后期低。這是由于前期返排液中主要為酸化施工收尾階段存在于井筒及近井地帶中的強(qiáng)酸性工作液。較為純凈的酸性工作液幾乎不含有懸浮的固相物質(zhì)，較強(qiáng)的酸性能夠讓易發(fā)生水解的高價(jià)金屬鹽類以離子態(tài)較為穩(wěn)定的存在，使得前期返排液較為澄清。

返排液樣品的水相濁度值從前期到后期逐漸增大，且這種變化趨勢(shì)與返排液中的懸浮物含量的變化趨勢(shì)具有明顯的一致性。樣品的濁度與其電導(dǎo)率、pH值存在以下關(guān)系：電導(dǎo)率值越低，pH值則越接近堿性，相應(yīng)返排液水相的濁度值越高。

表1 稀油井返排液樣品基本物性分析測(cè)試結(jié)果

表2 稠油井返排液樣品基本物性分析測(cè)試結(jié)果

3 油水界面張力測(cè)定

海上酸化作業(yè)所用的酸主要是鹽酸和土酸，酸化返排液的pH值很低，經(jīng)過四口井的返排液中前期的返排液pH值測(cè)定，pH值一般在4以下。海上平臺(tái)油井酸化返排液處理，由于平臺(tái)空間小等條件限制，常規(guī)做法是從井口注入碳酸鈉溶液（或其他中和液）中和返排酸液，提高其pH值。pH值的升高會(huì)降低油水界面張力，增大油水乳狀液的穩(wěn)定性，這是導(dǎo)致酸化期間原油脫水困難的主要因素之一[4]。

研究顯示，pH值在6～8時(shí)界面張力出現(xiàn)極大值，在低pH值區(qū)，pH值越低則油水界面張力越小，在高pH值區(qū)，隨著pH值的增大，界面張力迅速降低[5]。pH值為酸性或堿性時(shí)都能有效降低油水界面張力、增加乳狀液穩(wěn)定性并使其化學(xué)破乳脫水變得困難[6]。當(dāng)pH＜7時(shí)，原油中瀝青質(zhì)穩(wěn)定乳狀液的能力強(qiáng)，而膠質(zhì)穩(wěn)定乳狀液的能力較弱；當(dāng)pH＞7時(shí)，原油中瀝青質(zhì)穩(wěn)定乳狀液的能力變?nèi)?，而膠質(zhì)穩(wěn)定乳狀液的能力增強(qiáng)。電脫裝置的跳電現(xiàn)象與瀝青質(zhì)、膠質(zhì)穩(wěn)定乳狀液的能力變化相關(guān)。因此在生產(chǎn)平臺(tái)現(xiàn)場(chǎng)返排液進(jìn)入電脫裝置前如能盡量減少前期返排液的混入，或?qū)⑺嵝暂^強(qiáng)的前期返排液進(jìn)行中和，控制在適當(dāng)?shù)膒H范圍內(nèi)，降低油水界面張力，能有效地降低乳化程度，使油、水更容易發(fā)生分離。

4 返排液無機(jī)離子測(cè)定

將返排液樣品的水相進(jìn)行蒸干、灼燒后，將樣品進(jìn)行XRF（X射線熒光光譜）全元素掃描，對(duì)返排液水相中的元素種類進(jìn)行分析[7，8]，結(jié)果（見表3）。所有返排液樣品中均能夠看到在前期、中期返排液中存在含量較為可觀的F、B等元素，這是由于返排前期的液體中所含有的殘余HF以及HBF4所致。所以返排液中F元素的含量會(huì)隨著返排過程的進(jìn)行而逐漸降低。

表3中四口井取樣顯示前期返排液中Fe等易水解離子的含量均明顯高于其他各時(shí)期的返排液，這是因?yàn)樵诜蹬徘捌?，水相的pH值相對(duì)較低，易水解金屬離子能夠以較為穩(wěn)定的游離態(tài)存在于水相當(dāng)中。不同時(shí)期返排液中Fe等高價(jià)離子含量的變化規(guī)律也能從側(cè)面說明中期、后期返排液中的固相懸浮物可能為高價(jià)金屬的氧化物或氫氧化物沉淀。返排液中含有的其他次高價(jià)元素如Ca、Mg、Al等在后期返排液中的含量明顯高于前期、中期返排液、這與Fe等元素含量在返排液中所表現(xiàn)出的規(guī)律一致。

5 結(jié)論及建議

（1）隨著返排的進(jìn)行，不同時(shí)期返排液物性特征差異明顯。

（2）返排液的水相pH值呈較為明顯的遞增趨勢(shì)。濁度與電導(dǎo)率、pH值存在以下關(guān)系：pH值越接近堿性，電導(dǎo)率值越低，相應(yīng)返排液水相的濁度值越高。

表3 返排液樣品的元素種類測(cè)試結(jié)果

（3）返排液樣品的水相濁度值從前期到后期逐漸顯著增大，且這種變化趨勢(shì)與返排液中的懸浮物含量的變化趨勢(shì)具有明顯的一致性。

（4）隨著pH值逐漸升高，樣品返排液的油、水界面張力逐漸升高，更不容易發(fā)生乳化現(xiàn)象。

（5）不同時(shí)期返排液中Fe等高價(jià)離子含量的變化規(guī)律也說明中期、后期返排液中的固相懸浮物可能為高價(jià)金屬的氧化物或氫氧化物沉淀。