改性回注处理工艺在油田采出水的应用

改性回注处理工艺在油田采出水的应用

张天涯韩笑

第十一采油厂桐川采油作业区甘肃庆阳745000

摘要：当前随着原油使用量的不断增加，油田的开采已经进入到后期，目前我国大部分油田开采出来的原油含水量都比较大，根据相关检测，大部分油田的含水率已经达到了70%以上，有的甚至达到了90%，相应油田采出水量也在持续增加。对油田采出水的处理需要根据油田原油品质、回注应用标准进行确定。改进回注处理工艺是一种比较重要的采出水处理方法，在油田采出水回注处理方面具有较好的效果。

关键词：改性回注处理工艺；油田；采出水；应用

1采出水特点

长庆油田第十二采油厂主要开采长3、长6、长8层位。采出水来源于原油分离后的产水。水温40℃，含油大于200mg/L，悬浮物含量大于150mg/L，SRB含量大于1×104个/L，由于原油脱水加入的有破乳剂，采出水中还含有少量原油破乳剂。综合以上数据，采出水有以下特点：①悬浮物含量、含油量超标现象严重；②结垢和腐蚀共存，SRB等细菌含量超标，硫离子和铁离子共存导致水体发黑；③污水静置后，其悬浮物稳定存在，沉淀量小，外观颜色变化不大。以上几种特征决定了水质差，悬浮物，含油超标以及易结垢的特点。

2我国油田采出水处理回注的现状

2.1油田注水标准

我国在六十年代建立了第一座含油污水处理回注站，发展到至今，各个油田污水处理站已经发展到了一定的规模。但是，随着石油的开采，原油的含水率也逐渐提高，注水量也增加。同时，注水的水质要求也越来越严格。因此，我国颁布了新的行业标准，在新的行业标准中，严格规定了悬浮物粒径、注水系统寿命等指标，比旧标准更加严格，这就对一些老处理站的改造提出了更高的要求。随着注水水质的要求逐渐提高，技术也要愈加复杂，因此，这就需要加大投资。所以，油田的管理者通常会根据本油田的实际情况，对注水技术标准进行适当的调整。

2.2采出水处理回注工艺

根据采出水处理后的用途划分，可以将采出水分为不同的处理工艺。而且，在各个油田中，采出水的物理和化学性质具有较大的差异，在注水时，岩层的性质也存在差异，因此，首先要满足注水的整体性要求，然后适当调整本区块的注水标准。所以，在确定注水处理工艺时，要优先考虑到技术的条件，在费用允许的情况下，采用恰当的工艺。

2.3采出水处理设备和技术

在我国油田回注处理中，包含了大量的设备，在众多的设备中，最常见的应用比较广泛的主要有自然沉降罐、粗粒化罐、重力沉降罐、过滤罐等，通过这些设备，辅之一定的工艺，可以除掉水中的油和悬浮物。

油田采出水的原水在经过脱油程序的处理之后，通常来说，需要进行自然沉降罐的预处理，从而可以除掉水中的悬浮物以及分散油等，当出水之后，需要在进入二次沉降罐，在进入之前，要加入适量的絮凝剂，从而形成小的矾花。在进入二次沉降罐之后，可以将大部分的悬浮物以及乳化油等除去。在出水之后，如果采用直接过滤的方式，则会给过滤器带来极大的负担，而且，过滤器本身的性能也具有一定的限制，因此，出水的质量往往达不到标准的要求，所以在过滤之前，要加入水力旋流器，从而减小出水的含油量，提高过滤的水平。在整个工艺中，滤前水的处理是一个至关重要的环节，由于气浮水力旋流器的停留时间比较短，而且除油的效率比较高，因此，目前在水处理中大受欢迎。在八十年代，气浮引入到我国，而且在水处理中被普遍应用，随着现代科技的发展，高效的浮选剂得到了人们的认可，通过气浮法的处理，得到的油滴的粒径比较小，原油的比重比较大，其除油的效率比水力旋流器的除油效率要高，而且具有较强的适应性。而水力旋流器的占地面积较小，质量较轻，在处理的工程中，化学药剂的用量少，但是，它也有自身的弱势，当油水的密度小于等于0.05g/ml时，若仍然采用旋流器，则除油的效果并不明显，若在这种情况下采用气浮法，则可以提高除油的效率。

3油田采出水改性回注处理工艺分析

3.1改性回注处理工艺基本情况

改性回注处理工艺是近年来发展起来的一种新型的油田采出水回注水处理技术，能够对采出水的水质进行有效改善。这种处理技术是通过对采出水中的pH值和离子进行调整，运用絮凝沉降、金属钝化和抑制SRB、TGB等细菌控制腐蚀和结构，从而对回注水进行处理。目前，改性回注处理工艺已经在中原油田、胜利油田的采出水处理中得到了广泛的应用，并且取得了较好的效果。运用该种方法获得的回注水符合油田回注水水质标准要求，并且能够对水质腐蚀、结构等问题进行有效控制。

3.2某油田采出水水质组成和特点分析

对某油田的采出水进行采样，通过相关的分析发现该油田的采出水的pH值是比较低的，而油的含量、悬浮在职和铁离子的含量、细菌的含量以及水质的矿化度都是比较高的，而且在溶解氧含量方面也是比较少的，其中含油量达到了120mg/L。钙离子、镁离子等导致结垢的离子含量较高。从总体上来说，该油田采出水呈现出弱酸性，细菌含量、矿化度比较高，具有比较强的腐蚀性。

3.3改性处理药剂的选择和应用

改性处理药剂选择是改性回注处理工艺的重要核心内容，根据上述油田采出水的特性，水质改性处理药剂主要有pH调节剂、氧化除铁剂以及絮凝剂的选择。其中，在pH调节剂的选择和应用方面，由于该油田中钙离子和镁离子的含量是比较高的，如果选用常用的碳酸钠或者是生石灰对油田采出水的pH值进行调节，会导致比较大的产泥量，并且生石灰的应用还会进一步水质中钙离子的含量，很容易会引起结构问题，因此，可以考虑用氢氧化钠来作为采出水的pH值调节剂，通过添加氢氧化钠将油田采出水的pH值分别调节到7.0、7.5、8.0和8.5，然后对各个pH值下的絮体沉降现象进行观察和分析，然后确定比较科学的pH值范围，根据上述油田采出水的性质，将采出水的pH值调节到7.5左右是比较适宜的，在这个pH值下，水体中的絮体沉降是比较小的，而且还能够保证pH对水质腐蚀速率的影响。

在氧化除铁剂的选择方面，首先是要对氧化除铁剂的种类进行选择，由于过氧化氢和次氯酸钠都能够被用来处理水质中的铁离子，但是具体的选择哪一种作为氧化除铁剂仍然需要进一步的探讨。在使用氢氧化钠将采出水的pH值调到7.5左右之后，分别在其中加入过氧化氢和次氯酸钠，然后搅拌、沉降、砂滤、观察、测定，发现在相同的条件下，虽然过氧化氢和次氯酸钠处理后的采出水滤液搜狐澄清透亮的，但是在氧化铁的处理效果方面，过氧化氢能够达到100%，而次氯酸钠的处理效果并不理想，因此选用过氧化氢作为氧化铁的处理剂。其次，在过氧化氢的投入量方面，在水中投入不同量的过氧化氢，得到的结果如下图所示。通过上表可知，过氧化氢的投入量保持在0.6%左右是比较适宜的，在这个投入量下，氧化铁会被不断的转化，滤液浊度降到最低，并且除铁率能够达到100%。

在絮凝剂的选择方面，主要包括无机絮凝剂和有机絮凝剂的选择两个方面。首先，在无机絮凝剂的选择方面，常用的无机絮凝剂主要有PAC、XN-90以及PFS，在实际应用过程中要要根据油田采出水的性质进行选择。在该油田的水质条件下，PFS的使用会造成铁离子大量残留，因此建议选择XN-90或者是PAC作为无机絮凝剂。其次，在有机絮凝剂选择方面，PAM的应用能够获得比较好的处理结果，在水中加入2.5mg/L的PAM能够使得油田采出水的上清液清亮，滤液的浊度降低，并且絮凝沉降过程中的絮体颗粒比较大、沉降速度比较快，因此在进行有机絮凝沉降的时候，选用PAM，并且投入量要控制在2.0mg/L到3.0mg/L之间，如果投入量过度，絮体的沉降速度会降低，并且药剂的成本会增加，影响到采出水处理的经济效益。

结论

随着经济的发展，油田注水量日益加大，但是我国水资源日益紧张，因此，这就需要进行油田采出水注水处理。目前，我国很多处理站存在一些不足之处，因此，要从工艺、设备、药剂上进行优化，提高回注处理的效果。

参考文献：

[1]万斌，叶永东，王钦平.油田采出水回注处理的现状与发展[J].广东化工，2012，09：50-51+53.

[2]佟首辉.油田采出水处理技术的现状以及发展趋势[J].建筑与预算，2015，07：43-47.