大牛地氣田產(chǎn)出污水回注標(biāo)準(zhǔn)的制定

劉慧 (中石化華北油氣分公司石油工程技術(shù)研究院，河南 鄭州 450000)

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大牛地氣田產(chǎn)出污水回注標(biāo)準(zhǔn)的制定

劉慧 (中石化華北油氣分公司石油工程技術(shù)研究院，河南 鄭州 450000)

大牛地氣田產(chǎn)出水采用集中處理方法進(jìn)行處理，處理后的污水回注地層。為提高污水回注效率、不傷害回注層、保護(hù)環(huán)境，從分析混合污水水質(zhì)出發(fā)，對(duì)回注層巖心滲透率等性質(zhì)進(jìn)行試驗(yàn)分析，結(jié)合現(xiàn)行氣田水回注標(biāo)準(zhǔn)、目標(biāo)氣田的儲(chǔ)層特性等，研究建立了大牛地氣田回注水油量、懸浮物含量等回注指標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)，以確保污水高效安全回注。

大牛地氣田；回注水標(biāo)準(zhǔn)；氣田水回注

大牛地氣田共有7套主力產(chǎn)氣層位及1套接替層位，各層產(chǎn)出水統(tǒng)一進(jìn)入凈化廠集中處理回注。為確保產(chǎn)出水能安全回注、不傷害回注層、不污染環(huán)境，筆者對(duì)回注水水質(zhì)進(jìn)行研究限定，并完善了配套處理工藝制度，以保障回注水水質(zhì)達(dá)標(biāo)，實(shí)現(xiàn)安全回注。

1 混合污水水質(zhì)分析

大牛地氣田各生產(chǎn)層位因埋藏深度不同，產(chǎn)出水性質(zhì)差別大；同時(shí)由于各單井開發(fā)階段、加藥種類及腐蝕結(jié)垢特點(diǎn)不同，導(dǎo)致凈化廠接收的混合污水水質(zhì)變化大(見表1、圖1)。由表1可知，凈化廠接收的混合污水中，濁度較高，除凝析油外還存在大量懸浮物；鈣鎂離子含量偏高，易形成垢，對(duì)污水處理過(guò)程中所結(jié)垢取樣進(jìn)行成分分析，其主要成分為碳酸鈣垢。

另外，由于大牛地氣田主要采取注甲醇方式預(yù)防氣井水合物生成，受氣井注醇制度影響，污水含醇率呈周期性變化(見圖2)。甲醇具有生物毒性，不能直接回注地層，因此在污水處理過(guò)程中，需要對(duì)甲醇進(jìn)行回收，回收甲醇裝置為精餾塔，根據(jù)甲醇與水的沸點(diǎn)不同，將產(chǎn)出水中的甲醇進(jìn)行分離。該過(guò)程為加熱分離過(guò)程，分離提純后液體離子濃度和溫度升高，易造成后續(xù)管線設(shè)備的腐蝕穿孔。因此，凈化廠接收的混合污水存在水質(zhì)變化快、性質(zhì)差別大、含醇率周期性變化及易造成腐蝕結(jié)垢等特點(diǎn)。

表1 混合污水水質(zhì)分析

2 回注層巖心分析

1)非均質(zhì)性測(cè)試。對(duì)大牛地氣田回注井回注層巖心非均質(zhì)性進(jìn)行測(cè)試，測(cè)試結(jié)果(見表2)表明，其滲透率范圍在0.011～17.487mD，屬于低孔低滲致密砂巖氣藏，混合污水處理后回注易造成回注層傷害。

圖1 凈化廠第三污水處理站來(lái)水濁度

圖2 凈化廠第三污水處理站來(lái)水含醇率

2)敏感性測(cè)試。對(duì)回注層巖心敏感性進(jìn)行測(cè)試的結(jié)果(見表3)表明，回注層巖心具有強(qiáng)酸敏性、無(wú)-中等偏強(qiáng)的水敏和堿敏性。

3)掃描電鏡微觀特征。對(duì)巖心進(jìn)行地層水驅(qū)替試驗(yàn)，驅(qū)替后的掃描電鏡微觀特征分析(見圖3)表明，有部分外來(lái)固相顆粒堵塞黏土礦物晶間孔。

圖3 地層水驅(qū)替后巖心掃描電鏡微觀特征觀察圖

3 大牛地氣田污水回注標(biāo)準(zhǔn)的制定

表2 回注層巖心非均質(zhì)性測(cè)試結(jié)果

各氣田分別根據(jù)當(dāng)?shù)丨h(huán)保要求制定了回注水水質(zhì)指標(biāo)，《氣田水回注方法》[4]規(guī)定了氣田水回注井和回注層的評(píng)選要求、推薦水質(zhì)指標(biāo)、達(dá)標(biāo)回注水水質(zhì)檢測(cè)分析方法與推薦水質(zhì)處理工藝方法。該標(biāo)準(zhǔn)適用于砂巖和碳酸鹽巖氣田水排污回注。

根據(jù)巖心非均質(zhì)性測(cè)試結(jié)果(見表2)，其滲透率在0.011～17.487mD，且地層水驅(qū)替過(guò)的巖心，懸浮物顆粒易造成空隙、吼道堵塞，參照《氣田水回注方法》滲透率K≤0.2mD的回注層，要求其懸浮物含量≤15mg/L，懸浮物顆粒直徑中值≤8μm，含油量≤30mg/L，同時(shí)嚴(yán)格控制回注水懸浮物的含量，確?；刈硬槐欢氯?。

表3 回注層巖心敏感性測(cè)試結(jié)果

由巖心敏感性分析測(cè)試結(jié)果(見表3)可知，回注層巖心具有弱速敏性，因此處理后污水回注過(guò)程中，對(duì)回注速度和日回注量并不進(jìn)行指標(biāo)控制，而采取根據(jù)回注井壓力變化間歇輪注的方式回注?；刈泳哂袕?qiáng)酸敏性，無(wú)-中等偏強(qiáng)水敏、堿敏，因此應(yīng)嚴(yán)格控制回注水的酸性，參照《氣田水回注方法》控制回注水pH值在6～9范圍內(nèi)。

表4 大牛地氣田污水回注標(biāo)準(zhǔn)

根據(jù)混合污水水質(zhì)分析及已成垢樣品分析，混合污水易形成碳酸鈣垢，同時(shí)甲醇回收分離過(guò)程需高溫精餾，塔底水對(duì)設(shè)備管線腐蝕性大。氣田水回注和油田注水開發(fā)同樣是注水，可借鑒油田注水標(biāo)準(zhǔn)中對(duì)腐蝕結(jié)垢控制的要求[1，5～10]。參考《油田采出水處理用防垢劑技術(shù)要求》[11]，標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定防垢劑濃度10mg/L時(shí)，碳酸鈣垢防垢率為80%，硫酸鈣垢防垢率為85%。參考《碎屑巖油藏注水水質(zhì)推薦指標(biāo)及分析方法》[12]要求控制回注水腐蝕速率≤0.076mm/a，并控制易加劇腐蝕的細(xì)菌(腐生菌TGB、硫酸鹽桿菌SRB和鐵菌FB)含量。

綜合參考?xì)馓锼刈?biāo)準(zhǔn)及油田注水開發(fā)標(biāo)準(zhǔn)，結(jié)合水質(zhì)、室內(nèi)巖心試驗(yàn)分析結(jié)果，制定了大牛地氣田污水回注標(biāo)準(zhǔn)(見表4)。

4 結(jié)論

通過(guò)對(duì)回注層巖心滲透率等性質(zhì)進(jìn)行試驗(yàn)分析，結(jié)合現(xiàn)行氣田水回注標(biāo)準(zhǔn)、目標(biāo)氣田的儲(chǔ)層特性等，研究建立大牛地氣田回注水油量、懸浮物含量等回注指標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)：

1)大牛地氣田回注層巖心滲透率≤0.2mD，外來(lái)固相易造成晶間孔堵塞，需控制回注水懸浮物含量≤15mg/L，懸浮物顆粒直徑中值≤8μm，含油量≤30mg/L；

2)回注層巖心具有強(qiáng)酸敏性、無(wú)-中等偏強(qiáng)的水敏和堿敏性，需控制回注水pH值在6～9范圍內(nèi)；

3)氣田水回注過(guò)程中易造成管線、設(shè)備腐蝕結(jié)垢，因此規(guī)定防垢劑濃度10mg/L時(shí)，碳酸鈣垢防垢率為80%，硫酸鈣垢防垢率為85%；

4)控制回注水腐蝕速率≤0.076mm/a，并控制易加劇腐蝕的細(xì)菌(腐生菌TGB、硫酸鹽桿菌SRB和鐵菌FB)含量。

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[編輯] 辛長(zhǎng)靜

2016-09-25

國(guó)家科技重大專項(xiàng)(2016ZX05048)。

劉慧(1987-)，女，碩士，助理工程師，現(xiàn)主要從事油田化學(xué)方面的研究工作；E-mail：liuhui1900@163.com。

TE992.2

A

1673-1409(2016)34-0063-03

[引著格式]劉慧.大牛地氣田產(chǎn)出污水回注標(biāo)準(zhǔn)的制定[J].長(zhǎng)江大學(xué)學(xué)報(bào)(自科版)，2016,13(34)：63～65.