靖邊油田撬裝站水質提升研究與實踐

王旭 張偉東 張旭 李艾鋒 賀斌 高偉 郝志蓮 張寧 吳海 鄧明

（1.延長油田股份有限公司靖邊采油廠；2.延長石油（集團）油氣勘探公司）

水驅是油田開采的一項重要技術手段，注入水水質不達標，可造成環(huán)境污染、井筒結垢、地層孔隙堵塞、井口壓力上升過快，嚴重的可導致地層吸水能力下降、傷害儲層，從而影響油田開發(fā)效果[1-3]。此外，相關設備因腐蝕、結垢的影響而造成維修頻繁，地層因高壓注水井頻繁酸化、壓裂而造成危害。延長靖邊采油廠注水開發(fā)已經(jīng)取得了顯著成效，但隨著油區(qū)注水的不斷開發(fā)，注入水的需求量不斷增大，注入水質不達標，導致注水和開發(fā)的許多矛盾暴露。因此，對撬裝站現(xiàn)行的水處理工藝和藥劑體系深入研究，分析存在的問題，優(yōu)化水處理藥劑體系，規(guī)范水處理工藝流程，以解決水質不達標的問題，從而進一步提高油田注水開發(fā)效果[4]。

1 概況

靖邊油田老莊撬裝站為清污混注站，水處理設備運行正常，主力生產層位為延9油層，產出油田水基本為NaHCO3水型，水質偏堿性，對撬裝站的水質、水處理工藝、水處理藥劑進行詳細調研。

對老莊撬裝站的來水水質進行了分析，濾前、濾后水水質化驗數(shù)據(jù)見表1，濾前特點為懸浮物含量超標嚴重，含油量較高，水質偏堿性。濾后水處理原流程存在暴氧現(xiàn)象，溶解氧含量升高，濾后水懸浮物含量較高，含油量雖達標但仍相對較高。

表1 濾前、濾后水水質數(shù)據(jù)

2 水處理工藝及加藥劑體系存在問題

2.1 原流程水處理工藝

藥劑加入后沒有攪拌，無法混合均勻，達不到預期效果；混凝劑重復加藥，過量藥劑反而增加水質中懸浮物含量；加藥后沉降時間較短；池底清洗不及時，導致沉積于罐底的固體物隨著水流進入注水系統(tǒng)。

2.2 原流程藥劑體系

1）藥劑存在失效現(xiàn)象，藥劑放置時間過長或存放不當（高溫、暴曬），導致藥劑失效。

2）加藥量不穩(wěn)定，固體藥劑一次性投入，導致藥劑效果無法保證。

3）混凝劑應和絮凝劑（助凝劑）未配合使用，不能有效降低懸浮物含量。

4）加入除氧劑后，沒有催化劑，除氧效果差。

3 改進措施

3.1 規(guī)范水處理工藝

水處理工藝調整將液體混凝劑加入泄水槽中，液體絮凝劑（助凝劑）加入一級池中，按照比例在泄水時同步加入?；炷齽├眯顾臀鬯煌魅胍患壋?，使藥劑和污水可以均勻混合，同時定期清理池底油泥。調整后的工藝，使二、三級沉降池和隔油箱變成了沉降池，可以提供一個相對有效的沉降時間，降低懸浮物含量。除氧劑、催化劑加入位置在過濾后、凈水罐前，凈水罐必須有完好的隔氧膠囊，使處理好的水與空氣隔絕[5-8]。

3.2 優(yōu)化藥劑體系

將固體藥劑改為液體藥劑，規(guī)范藥劑存放方式，確保藥效。在實驗中使用的濃度為20%PAC，原水水樣取自項目區(qū)污水，懸浮物含量較高，對混凝劑、絮凝劑藥量的確定及除氧催化劑選用的實驗[9-10]如下。取1 000 mL的燒杯編號后，各加入1 000 mL原水于燒杯中，并分別加入不同量的混凝劑溶液，劇烈攪拌1 min，靜置沉降30 min，取上清液測定懸浮物含量，混凝劑用量實驗結果見表2。當混凝劑加入量為0.3 g時，去除率效果較好。

表2 混凝劑用量實驗結果

實驗中固定混凝劑加藥量為0.3 g/L，然后加入不同量的絮凝劑溶液（0.2%PAM），沉降、分析水質，絮凝劑用量試驗結果見表3。當濃度達到0.1 g/L時，壓實性能較好，壓縮的體積已最小，水質清轍，透光率好，說明其網(wǎng)捕功能強。

表3 絮凝劑用量試驗結果

通過加入不同濃度的各種催化劑，測定溶解氧降至0.01 mg/L時的反應時間，試驗了硫酸銅、氯化鈷、氯化鎳、硫酸錳的催化活性，對比見表4。鈷離子的催化活性最高，但鈷鹽價格較貴，選取硫酸銅作為催化劑，易溶于水，無毒，價格便宜。實驗確定硫酸銅的加入量為4.0 mg/L時，除氧反應10 min可完成。

表4 催化活性對比

4 措施后效果

4.1 水質效果

措施后老莊撬裝式污水處理站，設備運行良好，濾后水水質對比見表5，水懸浮物含量、含油量下降幅度較大，均達到目標值，分別下降約79%和97%。溶解氧含量措施后雖未達到目標值，但下降約88%，水質大幅提高。

表5 濾后水水質對比

4.2 費用節(jié)省效果

措施前2018年1-3月高壓注水井為16口，措施后2020年1-3月高壓注水井為10口，高壓注水井酸化、壓裂費用節(jié)省約10萬元。注水井井口壓力表更換頻次下降后，節(jié)省約為4萬元/a。清理撬裝站污水池油泥頻次減少，節(jié)省費用約為10萬元/a，全年節(jié)省費用約為24萬元。

4.3 藥劑節(jié)省效果

措施前，加入固體混凝劑和絮凝劑約為0.085 kg/m3。措施后，加入濃度為20%的液體混凝劑0.3 kg/m3，濃度為0.2%的液體絮凝劑0.2 kg/m3。對比優(yōu)化前后，混凝劑節(jié)省約為0.27 t/a，絮凝劑節(jié)省約為0.93 t/a，共節(jié)省約1萬元/a。

5 結論

1）混凝劑加入泄水槽中，絮凝劑（助凝劑）加入一級池中，按照比例在泄水時同步加入，可使藥劑和污水可以均勻混合。

2）混凝劑溶液0.3 g/L，絮凝劑溶液0.2 g/L，配合使用可有效減低水質中懸浮物含量。

3）硫酸銅作為除氧催化劑，加入量為4.0 mg/L，配合除氧劑除氧效果較明顯。

4）措施后，節(jié)約成本費用約為25萬元/a；措施后，混凝劑和絮凝劑共節(jié)省約1.2 t/a。