浅析孤岛注聚区采出水水质的影响因素
李世花 孙金龙
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李世花 孙金龙,. 浅析孤岛注聚区采出水水质的影响因素[J]. 水资源研究进展,2022.5. DOI:10.12721/ccn.2022.157043.
摘要: 本文介绍了孤岛油区油田采出水特点的基础上,概括了当前油田采出水处理的办法和措施,分析了油田采出水水质含油高的原因,同时提出了解决问题的方法。总结了油田采出水的特性及现场采用的水处理工艺流程,指出目前油田现场采出水处理存在的问题,特别是对孤岛油田聚合物驱和三元复合驱采出水进行了深入分析,阐明了采出水处理难度大的原因,并指出处理该采出水的有效途径。
关键词: 油田采出水水质;油田采出水系统;管理方法
DOI:10.12721/ccn.2022.157043
基金资助:

孤岛油区油田采出水, 水温较高、矿化度较高、含油高;特别是聚合物驱和三元复合驱采出水含有聚合物具有油珠变小,吸附性较强,粘度增加采出水处理难度较大大。通过深入分析油田采出水的特性及现场采用的水处理工艺流程,了解目前油田现场采出水处理存在的问题, 并提出解决问题的方法,控制好每一个可能影响水质好坏的环节,才能有效地改善目前的油田采出水处理现状。

一、胜利油田采出水特点

油田采出水中含有原油、各种盐类、有机物、无机物级微生物等。具有水温较高;矿化度较高;含有大量的细菌;表面张力大;残存有化学药剂及其他的杂质的特点。主要污染物由浮油、分散油、乳化油污、及微量的溶解油组成,以乳化油的处理难度最大。油田采出水经过处理后大部分作为回注水注入地层用于二次采油,部分用于注聚母液的配液回注地层。随着油田开发的不断深入,油田采出液在钻采,集输、脱水等各生产阶段加入了不同的药剂,致使产出油田采出水的成分更加复杂,水中悬浮物颗粒细小,呈现胶体状态,难以聚并,给水处理带来的难度越来越大,现有工艺难以适应水质变化的矛盾更加突出。只要通过对油田采出水处理站进行细致的调查分析,找出影响油田采出水处理效果的因素,并提出相应的解决措施,才能使注入水水质合格率不断提高。

二、油田采出水系统现状

(一) 油田采出水系统简介

油田的各类采出水处理站中,按流程中除油段设备选型不同,基本上可归纳为五类:重力流程,浮选流程、压力流程、旋流器流程及组合流程。各采油厂联合站采用的水处理设备和工艺也各不相同。孤岛采油厂采出水处理站,基本采用两级重力沉降流程及化学药剂添加辅助工艺。其缓释剂添加点选在采出水一次沉降罐进口,杀菌剂添加点在缓冲罐的出口,预脱剂添加点在油气分水器的进口。

(二) 注聚用采出水现状

通过分析导致油田采出水水质不合格主要存在以下几方面原因。

1、油田采出水量大

随着油田开发进入三次采油阶段,油井综合含水增高,采出液量过大,外输水量很大,油田采出水进入两级沉降罐时,没有足够的时间进行沉降分离,使得油田滤后采出水中的含油量较高。

2、油田采出水处理能力小

油田采出水进入缓冲罐,液面波动剧烈,油水不能及时分离。无法达到收油液位或液位不能持续稳定在收油液位,导致污油无法进行回收,从而影响油田采出水水质。

3、排泥系统处理能力差

排泥系统由于污泥无处外运,从而无法正常运行导致沉降罐底部油泥过厚,影响油田采出水水质。

4、回收系统运行能力差

回收水池长期没有清理,内部存在大量污油和油泥,导致回收水池严重污染,在回收水时这些污染物再次回到系统中,形成二次污染。

5、总来水水质差,

由于脱水系统油田采出水沉降罐运行多年,目前底部沉积大量油泥,从而导致总来水水质变差。这种严重超标的油田采出水给油田采出水系带来了极大的负荷,并最终使油田采出水系统处理能力降低。

6、聚合物对采出水处理的影响

聚合物驱采出液水与水驱采油采出液水的最大差别是其中含有聚合物。由于聚合物的存在,使得这种采出液具有一些独特的性质。

①采出水中含有聚合物,会使含油采出水的粘度增加。45℃时水驱采出水的粘度一般为0.6mPa•s,而聚合物驱采出水的粘度随聚合物含量的增加而增加,一般为0.8-1.lmPa•s;粘度的增加会增大水中胶体颗粒的稳定性,使采出水处理所需的自然沉降时间增长。

②采出水的油珠变小了。粒径测试发现聚合物采出水中油珠粒径小于10μm的占90%以上,油珠粒径中值为3~5μm;微观测试结果表明聚合物使油水界面水膜强度增大,界面电荷增强,导致采出水中小油珠稳定地存在于水体中。因而增加了处理难度,使处理后的采出水中油含量较高。

③由于阴离子型聚合物的存在,严重干扰了絮凝剂的使用效果,使絮凝作用变差,大大增加了药剂的用量。同时,处理后的水质达不到原有水质标准,油含量、悬浮固体含量严重超标。

④由于聚合物吸附性较强,携带的泥沙量较大,大大缩短了反冲洗周期,增加了反冲洗的工作量。同时由于泥沙量增大,要求处理各工艺环节排泥设施必须得当,必要时需增加污泥处理环节。

(三)采出水水质管理方法

为了确保油田采出水水质,我们从整个系统入手,包括脱水系统、分离系统和油田采出水系统,首先分离系统要为脱水系统服好务,即从游离水脱除器和直流电脱水器脱出来的要保证有较好的水质。为此我们建立了脱水岗加药制度、液位控制制度,其次脱水系统要为油田采出水系统服好务,即从油田采出水沉降罐中出来的水要具有较好的水质,为此我们建立了油田采出水沉降罐液位控制制度收油制度,最后油田采出水系统本身也应保持很好的处理能力,为此我们建立了加药制度、收油制度、化验制度排泥制度,并严格执行。

三、改善油田采出水水质的方法

(一)加强油田采出水系统的定期清理

判断油田采出水系统是否已受到严重的污染,是否还能起到作用,主要是看一次沉降罐出来的水质指标是否比总来水低如果不是说明一次沉降罐已失去作用。再看二次沉降罐出口水质指标是否比一次沉降罐出口低,如果不是,说明二次沉降罐已失去作用。针对这一问题,一是要严格执行收油制度,二是对两级沉降罐进行清砂处理。

(二) 加强原油处理系统定期清理

通过对总来水水质进行监测,我们便可以清晰地了解到总来水的变化情况,一但正常情况下总来水水质变差达到不到所要求的指标,我们就该清理脱水系统的一次沉降罐了,目前总来水含油在 380mg/l左右,已严重地超过了要求的 150mg/l 以下,从总来水水质变化可知,油田采出水沉降罐底部已经沉积了大量污泥,因此必须进行清理,这样才可以减轻油田采出水系统的处理负荷。应该及时处理清砂池和油站一次沉降罐。

(三) 加强原油分离系统的定期清理

通过对游离水脱除器看窗的监测,我们可以直观地看到游离水脱除器放水水质的变化情况,在正常的生产情况下,如果连续发现游离脱除器放水看窗水质变混甚至变黑,这就说明应对分离系统的游离水脱除器进行清理了,而定期对游离水脱除器进行清理,以保证其处于最佳的处理状态,目前游离水脱除器运行多年来从未清理过,底部存有大量油泥,对放水水质产生了一定的影响。

(四) 建立科学合理的水质管理方法

从分析对水质影响的各各环节中,我们可以把影响油田采出水水质因素分为三个大的系统和若干个环节,即分离系统、脱水系统、油田采出水系统。我们再分别对这三个环节加以研究,最终形成各个关键点,只要我们对这些关键点加以控制,那么就一定能使油田采出水水质达标,这就要求我们建立一整套行之有效的管理办法,及相应的管理制度加以束,只有这样,我们才能长期保持油田采出水水质的合格。

结束语

首先确保油田采出水系统的正常连续运行,是油田采出水合格的前提。

建立科学合理的管理方法,是延长油田采出水合格周期的基础。

定期清理油水处理系统的沉积物,及时回收油田采出水处理后的原油,是油田采出水合格的必要手段。

合理添加适量的油田水处理剂和油水分离破乳药剂,是提高油田采出水的有效方法。

采用先进的油田采出水工艺和设备,提高油田采出水处理过程的自动化程度,是今后油田采出水处理的发展方向。

严格控制好每一个可能影响水质好坏的环节,才能更好地改善目前的油田采出水处理现状。

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