油田產出水的管理及處理

阮少華

摘 要：近年來我國石油生產能力呈逐年下降的趨勢，為了提高石油的采收率，國內很多油田都步入了二次采油和三次采油階段，高含水率產出水管理成為關鍵任務，油田產出水的特征各異，使得處理過程復雜。本文就常規(guī)的產出水管理方法進行了論述，即診斷、減少、再利用、處理外排?？偨Y了當前正在采用的產出水管理新方法，指出研制開發(fā)新型處理藥劑、技術和工藝是油田發(fā)展的需求，水管理應納入油田整體開發(fā)方案。

關鍵詞：油田產出水 水質評價 管理方法 處理方法

中圖分類號：TE866 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2014）05（b）-0127-01

由于各油田已開發(fā)到中后期，含水率的增加使處理油田產出水成為人們關注的焦點。生產水主要來源于地層水或注入水，它是石油行業(yè)產量最高的液體，隨著石油或天然氣采出。如果油田產出水管理不當，水的相關處理成本會嚴重影響項目的經濟性。然而，正確地管理產出水可顯著地降低成本，提高油氣生產的收入。為了環(huán)境保護和節(jié)約資源，需要對這些油田污水進行處理，以實現(xiàn)油田污水的資源化利用。進入“綠色環(huán)保時代”是發(fā)展的必然，油田公司須做好準備，走可持續(xù)發(fā)展道路。

1 油田產出水

油田產出水組分包括有機物和無機物兩部分，油藏類型不同，地層水的組分差別也很大。而隨著產出水回注、油藏增產措施的實施、油藏內細菌活動的影響、油田地理位置的不同以及儲集的地層水和所形成的烴類的不同，產出水物理和化學性質都有很大差異。同時在生產過程中往往會添加各種化學處理劑，化學處理劑的應用使得產出水中殘留各種化學物質?；瘜W處理劑包括：結垢抑制劑、腐蝕抑制劑和生物殺傷劑和破乳劑、反向破乳劑、凝結劑、絮凝劑、消泡劑、石蠟和瀝青處理劑[1]。

以下污染物是水處理的關鍵：總溶解固體（TDS）的含量高；油和油脂；懸浮固體；溶解和揮發(fā)性有機化合物；重金屬；放射性核素；溶解的氣體和細菌；殺菌劑，腐蝕抑制劑，如生產中使用的化學添加劑、乳化劑和反向破乳劑[2]。

2 水質評價

油田產出水一般是地層水和注入水的混合物，其水質主要取決于注入水的影響，油田對注入水質的基本要求為“不腐蝕注水流程，不堵塞油層”。即就是要嚴格控制注入水中懸浮固體的濃度和粒經，控制注入水中溶解氧的含量、二氧化碳、硫化氫的含量，從而有效的抑制細菌的活動，并且注入水要與油層巖石地層水相配。

制定注入水水質標準是為了利用最廉價的水，來滿足油田注水井對注入水量的需要?；蛟谀軡M足注水井長期配注要求的前提下，水質標準可放寬。一般注水水質需達到機械雜質含量小于2 mg/L和總鐵離子含量小于等于0.5 mg/L的指標。

3 常規(guī)管理方法

水影響著石油開采的每一個階段，從勘探、開發(fā)、生產，到最終放棄。采出水問題主要取決于油藏地質、油藏條件、流體性質、流入井內水的來源和流入井筒流入點。水從附近的一個含水層或由注入水產生的，最終將與油混合，并與油一起產出。水流通過油藏，到生產油管和表面處理設施，并最終進行處理或注入儲層來保持壓力。水的運動被稱為“水的循環(huán)”。

一般水管理為診斷，減少，再利用和處理。診斷是找到水的來源；減少意味著最大限度地減少產出水；再利用是指變水為寶，處理之后的水，以滿足環(huán)保的要求。如圖2所示，美國殼牌公司的“水變錢”項目，他的基本觀點是經濟和環(huán)保，項目的主要目標是降低產水量，降低常規(guī)水處理方法的成本和增加現(xiàn)有設施水平的處理能力，采用水管理計劃中最重要的一點就是盡量使采出水最少，其次“變廢為寶”[3]。

3.1 診斷

在處理之前應進行產出水識別，水管理的第一步是評估和診斷水源。過量的產出水是由各種原因引起的，因此，治療產出水的問題，實現(xiàn)較高的成功率，首先必須正確識別問題的根源。然而，實際油田應用過程中，由于不正確診斷水產出問題，堵水成功率低。

診斷常見出水問題是非常復雜的任務，出水問題的原因需進行詳細討論。例如，套管泄漏問題可由密封性試驗，如液壓試驗、地溫測量、流量剖面工具，如放射性示蹤劑測井、旋轉測驗、生產測井工具、水泥膠結測井、井下電視儀、壓力干擾測試等實驗測量。

3.2 減少產出水排放

盡量減少水的產出是水管理的不懈追求，將采出的水量最小化，可以降低生產、水處理等成本，并且消除了對環(huán)境的影響。減少產出水量的技術有治水、井下油水分離、水平生產井和雙層完井滲水坑[4]。

3.3 再利用

油田污水處理后的用途主要有三種：處理達到石油行業(yè)回注標準后作為回注用水，作為聚合物水溶液用水，處理達到排放標準后外排。產出水有雙重的潛在利益：減少產出水的合理處置費用，如果產出水能在生產現(xiàn)場進行儲量并且用于配置壓裂液，生產成本將大幅度降低；減少油田生產中注水、壓裂等所用的大量淡水。經過液體穩(wěn)定劑處理產出水配置糖基壓裂液，成功應用于壓裂和治沙作業(yè)。

4 處理方法

4.1 常規(guī)處理方法

油田產出水的處理方法，包括物理法（去除采出水中的大部分油類和固體懸浮物等），重力分離、離心分離、粗?；⑦^濾分離、膜分離等方法?；瘜W法（用于處理采出水不能單獨用物理法或生物法去除的一部分膠體和溶解性物質，特別是含油污水中的乳化油），混凝沉淀、化學轉化和中和法。物理化學方法包括氣浮法和吸附法。生物法常用的方法有：活性污泥法、生物膜法、自然處理法、厭氧生物法和生物強化技術[5]。

4.2 新型處理方法

產出水處理技術和經濟可行性取決于水的初始成分、待用處理技術類型和處理后水的質量。通常而言，近年來新型產出水的處理方法主要有：避免產出水；除去有毒的特殊成分，例如脫硼，從而有效的用于農業(yè)灌溉；調節(jié)鈉吸附比率參數(shù)（SAR），避免用于灌溉；滲濾及地下水回注時對粘土層的破壞；減少需要處理的鹽水量；采用注氣開采等。

5 結論

產出水的處理是一個重大的問題，幾乎影響著整個油井的經濟效益。產出水是由各種因素引起的，關鍵是要理解產出水的根本原因，設計一個有效的處理方案，將井的周期和利益最優(yōu)化。對于每一個油田來說，需要的是一套完整的采出水經營管理方法而不是單獨的地面解決方案。

制定有效的產出水管理方法，需要綜合考慮設備的完善程度、油藏類型、開采速度、油田位置、需要遵守的法律和開發(fā)歷史等因素。從可持續(xù)發(fā)展和環(huán)境保護的角度來看，避免油田產出水和產出水回用是最有效的處理方法。研制開發(fā)新型處理藥劑、技術和工藝，是油田發(fā)展的需求，水管理應納入油田整體開發(fā)方案。

參考文獻

[1] 李劍英.油田產出水的凈化及資源化研究[D].華南理工大學，2010.

[2] 袁玲，江啟勝.油田產出水的處理與再利用[J].廣東化工，2012.

[3] 王晶玫.油田產出水處理技術及經營管理新理念[D].石油科技論壇，2005.

[4] 劉建興，袁國清.油田采出水處理技術現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢[J].工業(yè)用水與廢水，2007.endprint