污泥調(diào)剖技術(shù)的研究與應(yīng)用

沈聰

摘 要：含油污泥是油田開發(fā)過程中產(chǎn)生的污染之一，遼河油田每年產(chǎn)出幾萬噸的含油污泥。針對(duì)污泥無害化處理及調(diào)剖需求，通過對(duì)污泥組成分析，提出對(duì)含油污泥進(jìn)行化學(xué)劑處理，形成污泥調(diào)剖劑，并開展了現(xiàn)場試驗(yàn)?，F(xiàn)場試驗(yàn)表明，該技術(shù)能較好地解決污泥污染與利用問題，能有效地封堵高滲透地層，提高注入水波及體積，有顯著的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益。

關(guān) 鍵 詞：含油污泥;污泥調(diào)剖; 固相顆粒;水井調(diào)剖;遼河油田

中圖分類號(hào)：TE 357 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A 文章編號(hào)： 1671-0460（2015）06-1307-02

Research and Application of Sludge Profile Control Technique

SHEN Cong

（China University of Petroleum （Beijing）， Beijing 102249，China）

Abstract： The oily sludge is one of the pollution generated during the development of oilfield; Liaohe oilfield produces tens of thousands of tons of oily sludge every year. For the sludge harmless treatment and profile control application， based on analysis of composition of sludge， its pointed out that the oily sludge can be treated by chemical method to produce sludge profile control agent， and the field test was carried out. The field test shows that， this technology can solve the problem of sludge pollution， and can effectively block the high permeability formation to improve the injection profile and volume， so remarkable social and economic benefits can be obtained.

Key words： Oily sludge; Sludge profile control agent; Solid phase particles; Water well profile control; Liaohe oilfield

自注水是油田開發(fā)的主要方式之一，由于油層的非均質(zhì)性，注入水通常有80%～90%被高滲透層所吸收，致使注水剖面很不均勻。為了發(fā)揮中低滲透層的產(chǎn)能，提高注入水的波及系數(shù)，就必須對(duì)高滲透層進(jìn)行一定程度的堵塞，使后續(xù)的注入水進(jìn)入中低滲透層，通常向注水井中注入的化學(xué)藥劑稱為調(diào)剖劑。

遼河油田稠油油泥是一種由稠油、細(xì)微泥砂、水及少量化學(xué)藥劑和部分工業(yè)雜質(zhì)形成的多相、多物質(zhì)混合物，性質(zhì)穩(wěn)定，油、泥砂、水、雜質(zhì)等組分分離困難。由于油泥產(chǎn)生途徑不同，油泥組份和性質(zhì)差異較大，因此更增加處理工藝和廣泛適應(yīng)性上的困難。遼河油田每年新產(chǎn)生的原生油泥約幾萬噸，呈粘稠膏狀體或較粘流體，含水率在85%～95%，給油泥處理的拉運(yùn)、儲(chǔ)存等環(huán)節(jié)造成很大麻煩，如果不及時(shí)處理，則會(huì)造成堆積，占用土地資源，甚至?xí)绊懙接吞锏恼Ｉa(chǎn)。如果管理不善，還會(huì)對(duì)周圍環(huán)境造成污染?？紤]到含油污泥產(chǎn)于地層，與油層有良好的配伍性等有利因素，并借鑒固體顆粒調(diào)剖的特點(diǎn)與作用，對(duì)含油污泥實(shí)施化學(xué)處理，使成為污泥調(diào)剖劑，用于注水井深部調(diào)剖，這將對(duì)油田環(huán)保和油田開發(fā)都具有重要意義。

1 技術(shù)原理

含油污泥是油田集輸和污水處理過程產(chǎn)生的工業(yè)垃圾，主要組分為油、泥砂、水和多種化學(xué)添加劑。對(duì)含油污泥進(jìn)行化學(xué)處理，形成活性含油污泥調(diào)剖劑，不僅解決油田生產(chǎn)問題，而且為油田含油污泥的再生利用找到有效途徑[1-8]。

含油污泥加入適量的懸浮劑、分散劑等添加劑形成一種假塑體流體，油泥中的泥沙、膠質(zhì)瀝青質(zhì)等較穩(wěn)定的分散、懸浮在里面，被攜帶進(jìn)入地層的深部。調(diào)剖劑在地層到達(dá)一定的深度后，分散、懸浮體系解體，分散的細(xì)小顆粒，又粘聯(lián)聚集形成較大粒徑的“團(tuán)粒結(jié)構(gòu)”沉積在大孔道中，使大孔道通徑變小，增加了注入水的滲流阻力，迫使注入水改變滲流方向，從而起到提高注入水的波及體積，達(dá)到改善注水開發(fā)效果的目的 [9，10]。

2 室內(nèi)實(shí)驗(yàn)

2.1 污泥物性

取不同處理地點(diǎn)的污泥，常溫下開展相關(guān)分析，數(shù)據(jù)見表1-2。污泥含油量較高，不分層，固含量較低，粘度較小，流動(dòng)性很好。

表1 污泥特性

Table 1 The characteristics of sludge

表2 污泥中固相粒徑分析

Table 2 Sludge solid particle size analysis

2.2 污泥封堵性能

對(duì)污泥進(jìn)行脫水處理后，用不同含水量的污泥進(jìn)行巖心封堵實(shí)驗(yàn)，考察原生污泥及脫水污泥的調(diào)剖、封堵效果。結(jié)果見表3。

表3 含油污泥封堵性能

Table 3 Oily sludge plugging performance

污泥具有一定的封堵能力，隨著含水量的降低其封堵能力增強(qiáng)。但是，原生污泥脫水難度大、費(fèi)用高，并且含油污泥的封堵效果不明顯。因此，考慮以污泥為主液，通過添加固相顆粒及其它物質(zhì)提高封堵性能。

2.3 配方確定

為了達(dá)到調(diào)剖作用，向原生污泥中加入電廠粉煤灰作填充劑提高封堵性能。為了將調(diào)剖劑輸送到調(diào)剖目的層即高滲透層，必須使用具有懸浮作用的攜帶液，所以，必須加入穩(wěn)定劑。

2.3.1 固相顆粒

考察原生污泥加入不同量固相顆粒對(duì)調(diào)剖性能的影響。從表4數(shù)據(jù)確定固相加量范圍在5%～8%。

表4 固相顆粒加量對(duì)封堵性能的影響

Table 4 Effect of solid particles on plugging performance

2.3.2 穩(wěn)定劑

將50 g污油泥倒入250 mL燒杯中，分別加入不同量的穩(wěn)定劑和質(zhì)量分?jǐn)?shù)5%的粉煤灰，攪拌10～30 min后，取30 mL放入帶刻度的試管中靜置，觀察記錄油、水的分層時(shí)間及固體顆粒的沉降時(shí)間，實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)見表5。可見，穩(wěn)定劑的加入減緩了顆粒的沉降速度，提高了調(diào)剖劑的使用性能。根據(jù)需要選定穩(wěn)定劑加量為0.2%。根據(jù)以上實(shí)驗(yàn)結(jié)果，確定含油污泥調(diào)剖劑基本配方是：污泥+5%～8%固相顆粒+0.2%～0.3%穩(wěn)定劑。

表5 穩(wěn)定劑加量對(duì)顆粒沉降的影響

Table 5 Effect of addition amount of stabilizer on particle sedimentation

2.4 封堵能力

采用上述配方，將不同滲透率的巖心并聯(lián)后注入含油污泥調(diào)剖劑，分別收集水相滲透率3 300×10-3 μm2高滲層和370×10-3 μm2低滲層流出液，結(jié)果表明：污泥調(diào)剖劑95%以上進(jìn)入了高滲透帶。封堵能力達(dá)到90%以上。

3 現(xiàn)場應(yīng)用

現(xiàn)場試驗(yàn)2井次，措施后在注入量基本保持不變的前提下，井口生產(chǎn)壓力提高1.5～2.5 MPa，吸水剖面得到明顯改善（表6）。

表6 曙3-06-0005吸水剖面解釋成果對(duì)比表

Table 6 S3-06-0005 injection profile interpretation result contrast table

4結(jié) 論

（1）含油污泥深度調(diào)剖技術(shù)為含油污泥的無公害處理提供了一條新途徑;

（2）含油污泥深度調(diào)剖技術(shù)可以有效地控制注入水沿次生大孔道竄流的發(fā)生，提高注入水的利用率，在一定程度上擴(kuò)大了水驅(qū)波及體積系數(shù)。

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