勝利油田回注水沿程水質變化因素分析及對策措施

周海剛

中國石化勝利油田分公司技術檢測中心，山東 東營 257000

勝利油田回注水沿程水質變化因素分析及對策措施

周海剛

中國石化勝利油田分公司技術檢測中心，山東 東營 257000

根據(jù)勝利油田含油污水水性和處理工藝的不同選擇了30條沿程檢測線，通過檢測分析，確定“懸浮固體含量”和“SRB菌含量”沿程有明顯變化，水質變化的拐點一般位置出現(xiàn)在注水站。采用常規(guī)工藝的強腐蝕性水，水質變化較為明顯，水質改性和預氧化處理工藝的污水站沿程水質保持穩(wěn)定。分析認為管理因素和水性因素是造成沿程水質變化的兩個主要原因。保持沿程水質穩(wěn)定達標應從技術和管理兩方面入手，遵循“源頭治理，沿程控制”的原則。

注水；水質變化；沿程；含油量；懸浮固體含量；SRB菌含量；平均腐蝕率

多年來的開發(fā)實踐證明：要實現(xiàn)低滲油田的高效能開發(fā)，必須注足水、注好水。近幾年來分公司對油田注入水水質進行了專項治理，水質有了明顯的改善，有效地提高了低滲油田的開發(fā)效果。污水處理回注是一項系統(tǒng)工程，每個環(huán)節(jié)對最終的結果都會產(chǎn)生很大的影響，污水處理的前端固然是重要的，但真正決定注入地層的水是否符合油層開發(fā)要求取決于是井口水質的指標，從檢測數(shù)據(jù)來看，盡管污水在經(jīng)過過濾裝置后已經(jīng)取得了較好的效果，主要指標能夠滿足所屬地層滲透率的要求。但是，配水間和井口后水質有明顯惡化。對于出現(xiàn)這種現(xiàn)象的原因急需進行分析，確定主要影響因素，從而制定科學的對策解決井口水質變差的現(xiàn)象。從2009年起，通過對沿程水質的跟蹤監(jiān)測，掌握了水質變化現(xiàn)狀，摸清了水質變化影響因素，提出了治理措施，并對治理措施進行了驗證，得出了結論。

1 勝利油田沿程水質變化現(xiàn)狀

勝利油田目前的水處理工藝流程主要有常規(guī)重力流程、水質改性工藝流程、電化學預氧化工藝流程等。通過對各工藝不同節(jié)點水質進行連續(xù)跟蹤檢測結果來看，沿程水質與污水站外輸水相比，水質狀況有明顯惡化，達標率降低7到10個百分點，其中降低幅度較大的指標是懸浮固體含量和SRB菌含量。

按不同處理工藝對各指標情況進行綜合分析，沿程水質存在如下特點：

①改性及預氧化工藝沿程水質各項指標基本保持穩(wěn)定；

②常規(guī)處理工藝沿程懸浮固體含量和SRB菌升高較普遍；

③凈化指標中，含油量沿程基本穩(wěn)定，懸浮固體含量指標則明顯變差；穩(wěn)定指標中，SRB菌含量沿程升高明顯，腐蝕率僅有個別站存在升高現(xiàn)象；

④水質變化的拐點一般位置是在注水站，水質在配水間和井口進一步惡化。

2 水質沿程變化影響因素分析

從連續(xù)監(jiān)測數(shù)據(jù)分析，回注水的四個主要指標中，“懸浮固體含量”和“SRB菌”沿程變化現(xiàn)象最為突出，而“含油量”和“平均腐蝕率”的變化不突出，下面將對各指標變化原因進行分析，其中重點對“SRB菌”和“懸浮固體含量”的變化進行剖析。

2.1 含油量變化影響因素分析

（1）沿程設施管道存在污染，油粘附于管道內(nèi)壁或腐蝕產(chǎn)物及污垢上，形成油泥，在達標水流經(jīng)時隨水逐漸沖走。

（2）注水站注水罐排泥不及時，大量含油污泥沉積在注水罐底部，達標水流經(jīng)時把部分油再次攜帶走，導致后面流程中含油量增加。

（3）污水站前端水處理本身不穩(wěn)定，造成不同時間所取水樣含油量波動。

2.2 SRB菌變化影響因素分析

沿程SRB菌的增加主要是因為源頭控制不到位和過程控制缺陷造成的。

（1）源頭控制不到位

這里的源頭控制指的是污水站外輸水的控制。由于藥劑投加量不足及投加方式不適應，當外輸水中的SRB菌未被有效殺滅時，在沿程后端流程中適宜的溫度環(huán)境下SRB菌又會大量滋生。源頭控制不到位的主要原因是殺菌劑投加費用不足引起的，藥劑技術水平的局限性也是造成SRB菌沿程增加的因素之一。

（2）過程控制存缺陷

所謂的過程控制缺陷，這里指的是在源頭水質處理以后，在后端沿程沒有采取有效的連續(xù)控制措施，藥劑投加斷流，藥效無法連續(xù)發(fā)揮作用，使SRB菌得以喘息的機會。當然，究其根源這種現(xiàn)象也是由于藥劑量的投加費用不足造成的。由于沿程管壁、構筑物內(nèi)壁上本身黏附有大量菌落，在內(nèi)壁未被清理干凈的情況下，SRB菌會長期存在。菌落中的SRB菌單體會隨水流沖走，進入下一級流程中，導致后端檢測中SRB含量升高的情況發(fā)生。

2.3 懸浮固體含量變化影響因素分析

沿程水質懸浮固體含量的變化在常規(guī)處理工藝下較普遍存在，起影響因素可分為管理因素和水性因素兩個方面。

(1) 管理因素

因認識不到位及成本制約，管路長期不清洗，管道及構筑物中腐蝕產(chǎn)物、垢以及污泥的存在，使得水在運移過程中可能攜帶部分顆粒物，使得后端流程中懸浮物含量增加。水在管網(wǎng)流動過程中，由于化學、電化學及微生物的腐蝕以及水質的穩(wěn)定性差，往往形成管內(nèi)腐蝕、沉淀及結垢的情況。結垢層成分非常復雜，有混凝劑鋁鹽的沉淀粘垢、有機基質生物膜層和鐵銹瘤等，其厚度不但與水溫、pH 值、殘留有機物含量有關，而且和管道的使用年限有關，隨著時間的推移而增厚。管道的有效截面積縮小，污垢會在流速變化的情況下產(chǎn)生脫落，易造成“渾水”。

(2) 水性因素

①鐵離子和溶解氧的影響

現(xiàn)河和東辛的幾條沿線水質出現(xiàn)了懸浮固體含量明顯升高的現(xiàn)象。這幾條線的來水具有類似的性質，即二價鐵含量較高，均達到10mg/L左右。油田采出水中的鐵在水中不含溶解氧時，一般以二價鐵離子形式存在于水中。在沿線水質檢測中存在一個較普遍的現(xiàn)象，即在注水罐出口處溶解氧含量升高，變化范圍0.5mg/L～2mg/L；一旦水暴氧，水中的二價鐵會迅速轉變?yōu)槿齼r鐵，三價鐵又極易水解生成氫氧化鐵沉淀，使水中懸浮物含量明顯增加。

②SRB菌的影響

通過對濱南的利津和濱五沿線檢測結果發(fā)現(xiàn)，流程后端的水質呈現(xiàn)黑水現(xiàn)象，沿程SRB菌有明顯增長，黑水現(xiàn)象在配水間后表現(xiàn)明顯。利津污在經(jīng)過連續(xù)大劑量的殺菌劑投加后，SRB菌得到了較好的控制，后端的水質也有了明顯改善，由此也可以佐證SRB菌對后端水質的影響。

3 沿程水質變化控制措施建議

對于沿程水質穩(wěn)定存在的問題，應從源頭治理和過程控制兩方面入手。源頭治理是解決水質穩(wěn)定的基礎，過程控制是水質穩(wěn)定的保障。對于因管道構筑物內(nèi)部污染原因引起的水質變差，可在管理上采取定期排泥、清洗管壁等措施進行解決。而對于因水質本身性質變化引起的井口水質變差問題，則應從源頭控制，解決影響因素。

通過分析研究表明，只要控制或者減少兩對影響因素中的某個因素，就可以實現(xiàn)水質的穩(wěn)定。目前采出水的水質穩(wěn)定控制工藝除注重系統(tǒng)的防腐、防垢外，在采出水性質的調(diào)整方面進行了一些研究和實踐應用，取得了較好的效果。歸納起來有兩方面的做法。在采出水的水質穩(wěn)定控制中，對于原水中含鐵離子和硫離子的情況，應采用源頭控制的方式，采取適當?shù)墓に嚧胧┰谒|處理過程中去除，對于腐蝕性較強，SRB菌孳生嚴重的沿程注水流程中易次生鐵離子和硫離子的采出水，應加強過程控制，通過投加“三防”藥劑、密閉隔氧、采用非金屬管道或涂敷防腐涂層等方式控制鐵離子和硫離子的次生。

4 結語

1 ）勝利油田回注水沿程水質狀況有明顯惡化，水質變化的拐點一般位置是在注水站，水質在配水間和井口進一步惡化。

2 ）回注水沿程水質的變化因水性、水處理工藝的不同而存在差異。采用常規(guī)工藝的強腐蝕性水，水質變化較為明顯，水質改性和預氧化處理工藝的污水站沿程水質保持穩(wěn)定。

3 ）水性是沿程水質穩(wěn)定的決定因素，亞鐵離子含量高和SRB菌的滋生是影響水質變化的重要因素。

4 ）保持沿程水質穩(wěn)定達標應遵循“源頭治理，沿程控制”的原則。從源頭上消除不穩(wěn)定離子，可保證水質長期穩(wěn)定。注水罐罐底污泥和沿程管線污垢造成了水質的二次污染，定期清污是從管理上保證水質穩(wěn)定的有效措施，科學的藥劑投加方案是技術上保證水質沿程穩(wěn)定的關鍵。

10.3969/j.issn.1001-8972.2012.20.028