馬琦 賈亞東 馬富玲 許嶺峰

克拉瑪依博達(dá)生態(tài)環(huán)?？萍加邢挢?zé)任公司 新疆 克拉瑪依 834000

我國環(huán)保法在近幾年已經(jīng)將含油污泥列入到危險(xiǎn)廢棄物當(dāng)中，若要處理與轉(zhuǎn)運(yùn)含油污泥都需要環(huán)保部門的控制，但是油田在生產(chǎn)過程中含油污泥的處理限制了油田正常生產(chǎn)。含油污泥主要是油田原油生產(chǎn)過程中出現(xiàn)的廢棄物，其中的主要成分是來自與地層深部的油層中泥沙、瀝青、膠紙以及石蠟等等方面的石油重類物質(zhì)，該類物質(zhì)若是沒有經(jīng)過細(xì)心處理，對(duì)自然環(huán)境會(huì)造成一定程度的污染，正確處理的話能夠?qū)崿F(xiàn)二次資源的利用。有組織的收集并且研發(fā)出含油污泥的經(jīng)濟(jì)實(shí)用無害化處理或者二次利用技術(shù)，不但能夠獲得經(jīng)濟(jì)效益，還能夠降低原油生產(chǎn)過程中造成的環(huán)境污染。在這個(gè)資源越來越匱乏的時(shí)代，安全環(huán)保綜合治理以及應(yīng)用技術(shù)已經(jīng)逐漸引起重視[1]。本文主要針對(duì)江漢油區(qū)鐘市油田和馬王廟油田的含油污泥調(diào)剖技術(shù)進(jìn)行探討，以促進(jìn)含油污泥的再次利用。

1 含油污泥調(diào)剖劑的研制

1.1 含油污泥組成與物化性質(zhì)

含油污泥外觀為黑色黏稠狀，并且可流動(dòng)。通過蒸餾法來測定其中的含水率；蒸餾之后殘留物通過有機(jī)溶劑萃取、蒸發(fā)以及稱量來測定其中的含油量；萃取之后留下的殘?jiān)ㄟ^過濾、烘干、洗鹽以及稱鹽來測定固含量和可溶性。

通過相關(guān)數(shù)據(jù)分析可知含油污泥中的含水量最高，都高于50%，其中的水易處理且易泵送；鐘市含油污泥的含油量與固含量相較于馬王廟偏低，需要在其中添加一些固相堵劑；由于江漢油田開采出來的原油水礦化程度較高，這就導(dǎo)致鐘市開采出來的含油污泥具有較高的可溶性鹽含量。

表1為含油污泥水的分析結(jié)果。其中鐘市分離出來的污水礦化度比馬王廟更高，鐘市開采出來的含油污泥與實(shí)驗(yàn)地區(qū)的油田具有更好的配伍性。此外，由于含油污泥中的含油量較低，并且其中的油組大多都是呈現(xiàn)膠質(zhì)的瀝青狀為主要形態(tài)，這也是含油污泥在水基的調(diào)剖劑中保持懸浮穩(wěn)定形態(tài)的重要原因。

表1 含油污泥水分析結(jié)果

含油污泥經(jīng)過洗油以及洗鹽之后殘留的顆粒狀固體，經(jīng)過電鏡掃描后觀察分析得出，其中主要是方解石、少量石英、少量含鐵化合物以及泥質(zhì)[2]。借助激光粒度分析儀準(zhǔn)確測量出含油污泥當(dāng)中的顆粒粒徑實(shí)際分布情況，結(jié)果見表2。

表2 含油污泥中固相顆粒及固相添加劑的粒徑分布

從表2中不難看出：鐘市的含油污泥固相多以中小顆粒為主，并且分布比較均勻；而馬王廟的含油污泥固相顆粒多數(shù)以中大顆粒為主，馬王廟與鐘市的污泥具有的共有特點(diǎn)是在10～20μm的顆粒量基本一致，最大的顆粒粒徑也都控制在60μm之內(nèi)。

1.2 含油污泥調(diào)剖劑簡介

在本次的試驗(yàn)中研究的含油污泥調(diào)剖劑后期會(huì)用于克拉瑪依的油田注水井當(dāng)中。高滲透層的孔隙直徑是11.532μm，但是低滲透的平均孔隙直徑是3.978μm。在這樣的狀況下需要選擇高效的封堵高滲透層，能夠降低對(duì)低滲透層的傷害，這也是研制出有效的含油污泥調(diào)剖劑的主要原因[3]。堵劑粒徑與地層孔徑之間的比值限制在1/3～1/7之間，能夠起到更加有效的封堵效果。并且根據(jù)克拉瑪依油田注水井的現(xiàn)實(shí)狀況比較分析所得，調(diào)剖的顆粒堵劑粒徑應(yīng)當(dāng)選擇1.6～3.8μm即可。所以，可以選取鐘市的含油污泥來當(dāng)作研制調(diào)剖劑的主劑，并且在里面適當(dāng)加入超細(xì)碳酸鈣粉來充當(dāng)固相添加劑，借此來緩解鐘市污泥中固相含量不足的問題。要提高含油污泥調(diào)剖劑的黏度，可以在其中加入篩選的高分子稠化劑；若是要降低含油污泥的沉降速度、提升含油污泥的懸砂能力、增強(qiáng)含油污泥的穩(wěn)定性能，以此更好地滿足礦場的現(xiàn)場施工要求，在里面可以適當(dāng)?shù)靥砑右恍┖Y選之后的懸浮劑，這樣可以使得顆粒的沉降時(shí)間變成4～5h。

2 含油污泥調(diào)剖劑室內(nèi)物理實(shí)驗(yàn)?zāi)M

2.1 巖心封堵

此次實(shí)驗(yàn)主要采用的是滲透級(jí)差為10的平行雙巖心組。在開始封堵實(shí)驗(yàn)之前要先切一小段下來主要用在掃描電鏡、壓汞還有鑄體薄片中。在實(shí)驗(yàn)中加入適當(dāng)量的含油污泥調(diào)剖劑，關(guān)閉之后，放置不同時(shí)間，計(jì)算出封堵率。圖1主要是雙巖心組最后呈現(xiàn)出來的封堵實(shí)驗(yàn)曲線，其中不難看出研制的調(diào)剖劑產(chǎn)生了較好的封堵效果，并且對(duì)低滲透巖心的傷害較小。

圖1 含油污泥調(diào)剖劑平行雙巖心組封堵實(shí)驗(yàn)曲線

從分析封堵前后產(chǎn)生的壓汞實(shí)驗(yàn)的數(shù)據(jù)可以得出，借助含油污泥調(diào)剖劑進(jìn)行封堵之后，高滲透巖心的排驅(qū)壓力逐漸變大，孔吼半徑變小，物性降低，這也反映出調(diào)剖劑起到了良好的封堵效果。

通過觀察高滲透巖心被調(diào)剖劑封堵前后的鑄體薄片，封堵之后高滲透巖心的面孔率稍有下降，平均孔隙直徑也呈現(xiàn)下降的趨勢，孔隙連通性降低，孔吼與吼道中需要外來填充物增加。

根據(jù)掃描電鏡照片來看，在進(jìn)行調(diào)剖之前具有較好的連通性孔道，在進(jìn)行調(diào)剖之后連通孔道大部分都被外來的填充物堵塞。通過分析巖心封堵實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)，研制的含油污泥調(diào)剖劑注入的效果較好的量應(yīng)當(dāng)控制在2 PV，關(guān)閉的時(shí)間為48～72間，具有較好的調(diào)剖效果，產(chǎn)生的封堵效率在九成以上，傷害值減少到20%以內(nèi)[4]。

2.2 注入方式和注入?yún)?shù)優(yōu)化

通過分析不同段塞結(jié)構(gòu)注入巖心封堵實(shí)驗(yàn)曲線得知，加入2PV的含油污泥調(diào)剖劑若是被分成2個(gè)段塞來注入，會(huì)比連續(xù)注入呈現(xiàn)出來的封堵效果更好，分成3個(gè)段塞注入的效果又比分成2個(gè)段塞注入的效果好。由此可以得出，在礦場的實(shí)際應(yīng)用當(dāng)中，含油污泥調(diào)剖劑可以采用多段塞的方法來注入能夠取得更好的效果。

通過分析觀察含油污泥調(diào)剖劑封堵巖心的耐沖刷性的實(shí)驗(yàn)可以得出，封堵之后的巖心在進(jìn)過30 PV注水沖刷后仍然可以保持較好的封堵效果。經(jīng)過一系列的優(yōu)化升級(jí)配方與注入?yún)?shù)的調(diào)整，封堵的強(qiáng)度更加，封堵有效時(shí)間變長，可以下放到礦場試驗(yàn)中[5]。

3 現(xiàn)場調(diào)剖試驗(yàn)

對(duì)廣北油田的注水井使用含油污泥調(diào)剖劑開展調(diào)剖施工，總共注入調(diào)剖劑為2719m3。此外，為了滿足現(xiàn)場施工的實(shí)際要求，開發(fā)了撬裝式污泥調(diào)剖裝置為中心的撬裝式流程以及水泥壓裂車活動(dòng)式流程，形成了適合試驗(yàn)區(qū)的防污解堵技術(shù)[5]。

3.1 選井原則

對(duì)以上研制的含油污泥調(diào)剖劑選擇的注水井要做到以下三點(diǎn)原則：

原則一：有較大的滲透率級(jí)差或者是存在裂縫，并且出現(xiàn)負(fù)壓吸水的狀況；

原則二：注水井對(duì)應(yīng)的油井含水上升速度較快，與油井之間有良好的連通性；

原則三：注水井的井況呈現(xiàn)良好的狀態(tài)，目的層沒有竄槽出現(xiàn)。

3.2 施工工藝流程

含油污泥調(diào)剖劑調(diào)剖施工工藝流程，如圖2所示。

圖2 含油污泥調(diào)剖劑調(diào)剖施工工藝流程

3.3 現(xiàn)場應(yīng)用效果

廣204井，改井田有過2次壓裂，在本次的調(diào)剖施工之前13.5m3/h排量正注水100m3，油、套壓都為0。對(duì)其開展含油污泥調(diào)剖施工之后，恢復(fù)了正常注水，注水的壓力值上升到8～9MPa，持續(xù)穩(wěn)定注水長達(dá)6個(gè)月。與其對(duì)應(yīng)的油井廣43井以及廣205井產(chǎn)油量穩(wěn)定并且上升的趨勢，含水也同樣保持穩(wěn)定。油井的油量產(chǎn)量呈現(xiàn)增加的狀態(tài)[4]。

廣102井。該油田的地層之間有裂縫狀況，在嘗試注水時(shí)會(huì)出現(xiàn)負(fù)壓的狀況。之前嘗試用凍膠與雙液法堵劑去進(jìn)行調(diào)剖，最后取得的效果都不太理想，有效期較短，分別為12d與3d。在采用含油污泥調(diào)剖劑之后，采用多段塞的方式注入，總共擠注含油污泥調(diào)剖劑為50m3，在恢復(fù)正常注水之后，注水的壓力從0上升到6～8MPa，注水的壓力由對(duì)應(yīng)的油井廣208井反應(yīng)較為明顯，平均日產(chǎn)液量由21.5t/d上升到25.7t/d，日產(chǎn)油量由8.3 t/d上升到13.2 t/d，含水由61.3%下降到48.5%[5]。

4 結(jié)束語

綜上所述，經(jīng)過對(duì)含油污泥調(diào)剖劑的實(shí)驗(yàn)研制以及應(yīng)用效果可知，其有利于提高采收效率，綜合治理油田，降低生產(chǎn)成本，對(duì)促進(jìn)油田的環(huán)保與開發(fā)都有較為重要的意義。