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        稠油油田凈化水回注稀油井區(qū)的可行性探討

        2021-06-18 07:56:00朱益云聶景娜沙強(qiáng)紅鄭雪京
        當(dāng)代化工研究 2021年11期
        關(guān)鍵詞:凈化水懸浮物結(jié)垢

        *朱益云 聶景娜 沙強(qiáng)紅 鄭雪京

        (新疆科力新技術(shù)發(fā)展股份有限公司 新疆 834000)

        前言

        新疆某稠油油田污水進(jìn)行凈化后回用于鍋爐給水,因回用鍋爐尚有部分剩余水量,該稠油凈化水水質(zhì)較好,懸浮物、含油量均小于5mg/L,硬度較低且水質(zhì)穩(wěn)定。該部分剩余水水質(zhì)較好,水溫較高,為63℃,此部分水量如不能得到有效利用,只能將其處理到排放指標(biāo)后將其排放,將導(dǎo)致大量水資源和熱量浪費(fèi),同時(shí)造成高額的處理費(fèi)用。還可能造成環(huán)境污染,二次衍生廢物產(chǎn)生等問題。將凈化水有效回注于稀油井區(qū),用于稀油油田的開采,可有效解決其去向問題,節(jié)約大量的水資源和熱能,同時(shí)可節(jié)約其相應(yīng)的處理成本。

        1.實(shí)驗(yàn)

        樣品:稠油采出水凈化水,簡(jiǎn)稱“凈化水”;稀油井區(qū)地層水,簡(jiǎn)稱“地層水”;稀油井區(qū)儲(chǔ)層巖心,巖心基本參數(shù):長(zhǎng)度6.6cm、直徑2.5cm,氣滲509.29×10-3μm2,空隙體積8.2cm3,孔隙度25.3%。稀油井區(qū)注水壓力為15MPa,地層壓力11.7MPa,地層溫度42℃。

        儀器:LNB16000G型離心機(jī),上海皓莊儀器有限公司;DHG-9030A干燥箱,上海申賢恒溫設(shè)備廠;AE-260電子天平,日本AND公司;HH-S6型恒溫水浴鍋,江蘇金怡儀器科技有限公司;恒速恒壓驅(qū)替裝置,自制。

        方法:注水指標(biāo)分析參照SY/T 5329-2012《碎屑巖油藏注水水質(zhì)推薦指標(biāo)及分析方法》、污水膨脹性評(píng)價(jià)參照SY/T 5971-94《注水用黏土穩(wěn)定劑性能評(píng)價(jià)方法》、巖心傷害性評(píng)價(jià)參照SY/T 5358-2010《儲(chǔ)層敏感性流動(dòng)實(shí)驗(yàn)評(píng)價(jià)方法》。

        2.結(jié)果與討論

        (1)水質(zhì)及運(yùn)行狀況

        針對(duì)凈化水和地層水進(jìn)行離子組成分析,并進(jìn)行結(jié)垢趨勢(shì)預(yù)測(cè),結(jié)果見表1所示。

        表1 凈化水和地層水離子組成數(shù)據(jù)

        根據(jù)表1數(shù)據(jù),凈化水和地層水均為重碳酸鈉水型,呈弱堿性。根據(jù)SI指數(shù)進(jìn)行結(jié)垢趨勢(shì)分析,凈化水無結(jié)垢趨勢(shì),地層水有明顯結(jié)垢趨勢(shì)。

        根據(jù)凈化水注水指標(biāo)與目的地層注水指標(biāo)對(duì)比分析,凈化水已完全滿足目的地層的注水水質(zhì)要求,不需進(jìn)行額外的處理。

        (2)凈化水與地層水配伍性

        根據(jù)表2水質(zhì)分析結(jié)果,凈化水、地層水均為重碳酸鈉水型,水型相同配伍性相對(duì)較好。從離子組成分析,凈化水鈣、鎂離子、碳酸氫根離子濃度均低于地層水,因此二者混合后成垢離子濃度均有下降趨勢(shì),因此可初步判斷二者配伍,混合后不會(huì)增加結(jié)垢趨勢(shì)[1]。

        表2 凈化水注水指標(biāo)分析

        ①結(jié)垢趨勢(shì)變化

        凈化水與地層水相混,需要考慮污水混合后的結(jié)垢變化情況,針對(duì)凈化水與地層水,按照1∶0、7∶3、5∶5、3∶7、0∶1比例進(jìn)行混合,測(cè)定混合污水不同時(shí)間條件下的鈣離子濃度,計(jì)算失鈣率,依據(jù)污水失鈣率變化趨勢(shì),判斷兩種水的配伍性。實(shí)驗(yàn)溫度為42℃,結(jié)果見圖1所示。

        圖1 稠油凈化水與地層水混合后失鈣率變化趨勢(shì)

        根據(jù)圖1,凈化水自身穩(wěn)定性好,無結(jié)垢趨勢(shì)。地層水自身不穩(wěn)定,結(jié)垢趨勢(shì)嚴(yán)重,在42℃條件下,48h時(shí)其失鈣量達(dá)到30.8mg/L,失鈣率達(dá)到41.9%。由于凈化水鈣離子、碳酸氫根離子濃度均小于地層水,混合后成垢離子濃度呈降低趨勢(shì),因此結(jié)垢趨勢(shì)降低[2]。依此判斷,凈化水與地層水配伍良好,混合不會(huì)增加儲(chǔ)層結(jié)垢問題。

        ②污水混合對(duì)懸浮物的影響

        兩種不同水相混,可能導(dǎo)致懸浮物增加。為避免各水樣懸浮物的濃度對(duì)混合水樣造成影響,為在同一條件下進(jìn)行比較,將各水樣先通過0.45μm孔徑濾膜過濾,濾液懸浮物檢測(cè)值為0,再將水樣進(jìn)行混合,然后定時(shí)測(cè)定混合水樣懸浮物含量。實(shí)驗(yàn)結(jié)果如表3所示。

        表3 不同水樣混合后懸浮物變化

        由表3可以看出,不同比例的混合水樣,在放置一定時(shí)間以后,其懸浮物含量均有一定程度的增加。其中凈化水懸浮物增加趨勢(shì)較小,地層水懸浮物增加相對(duì)較多,混合水樣隨地層水的增加懸浮物略有增加,但24h內(nèi),其懸浮物含量均不超過5mg/L的注水指標(biāo)。因此,凈化水作為注水水源,不會(huì)引起懸浮物增加,導(dǎo)致原油儲(chǔ)層空隙堵塞等問題。

        (3)地層傷害性評(píng)價(jià)

        凈化水作為注水水源,需要考慮注入后對(duì)儲(chǔ)層的損害性。一方面,由于水的離子成分不同和礦化度不同,可能引起粘度膨脹而損害地層;另一方面,可能引起儲(chǔ)層滲透率變化而影響原油采收率。

        凈化水對(duì)粘土膨脹的影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果如表4所示。根據(jù)各比例水樣防膨率測(cè)定結(jié)果,凈化水與地層水防膨率比較接近,水樣混合后防膨率變化很小,因此初步判斷,兩種污水混合后不會(huì)對(duì)儲(chǔ)層粘土引起較大變化,同時(shí)針對(duì)地層傷害性進(jìn)行評(píng)價(jià)實(shí)驗(yàn),并以此進(jìn)一步判斷對(duì)地層的傷害程度。

        表4 不同混合比例水樣防膨率測(cè)定結(jié)果

        地層水滲透率為66×10-3μm2,凈化水滲透率為77×10-3μm2,因此Dw=16.7%,表明凈化水對(duì)巖心的損害程度為弱,凈化水不會(huì)對(duì)地層造成明顯損害。

        (4)討論

        根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析,凈化水的水質(zhì)較好,各項(xiàng)注水指標(biāo)均滿足稀油井區(qū)的注水要求,不用進(jìn)行再處理,節(jié)約了污水處理成本。凈化水無細(xì)菌滋生,不必對(duì)細(xì)菌進(jìn)行控制,同時(shí)減少了細(xì)菌對(duì)注輸管道的腐蝕、堵塞等危害。凈化水水質(zhì)穩(wěn)定性好,并且與地層水的配伍性良好,不會(huì)引起結(jié)垢、懸浮物增加等問題。凈化水與地層水防膨率比較接近,對(duì)地層的傷害性小,因此可作為目的稀油井區(qū)的注水水源。另外,凈化水的水溫較高,高于地層溫度,可有效降低原油的粘度,有利于改善儲(chǔ)層原油的流動(dòng)性,有利于增加原油采收率[3]。

        3.結(jié)論

        (1)稠油凈化水是一種含油污水,不能將其直接排放,但作為鍋爐給水,已經(jīng)過一系列的深度處理,其水質(zhì)較好,其各項(xiàng)指標(biāo)均滿足稀油井區(qū)的注水要求,可進(jìn)行資源化利用。

        (2)稠油凈化水水質(zhì)穩(wěn)定性好,無結(jié)垢趨勢(shì),對(duì)儲(chǔ)層傷害性弱,有利于保護(hù)原油儲(chǔ)層,同時(shí)提高采收率。

        (3)稠油凈化水用于回注油田,減少了大量油田凈化水的排放量,并使其得到資源化利用,減少了污水處理成本,同時(shí)減少了對(duì)環(huán)境的污染。

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