郭利霞 李春保 夏兵 崔浪 張夢(mèng)千

（1.青海油田公司采油二廠；2.青海油田公司鉆采工藝研究院）

1 背景介紹

目前國(guó)內(nèi)低滲難開(kāi)采油藏最有效的開(kāi)發(fā)方式就是通過(guò)加強(qiáng)注水，提高地層能量，最終提高單井產(chǎn)能和采收率[1-2]。隨著開(kāi)采時(shí)間的延長(zhǎng)，采出污水量逐漸增加，為防止污水對(duì)環(huán)境造成污染，將油田污水處理后進(jìn)行回注是最好的選擇?；刈⑽鬯仨殱M足油田注入水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)，且要與地層水有較好的配伍性[3-4]。

油田污水經(jīng)處理后回注既可避免環(huán)境污染，補(bǔ)充地層能力，又能節(jié)約生產(chǎn)成本，為油田帶來(lái)良好的經(jīng)濟(jì)效益。但不合格的注入水不僅會(huì)傷害地層，還會(huì)引起水系統(tǒng)的腐蝕結(jié)垢問(wèn)題[5-8]。

烏南油田油砂體橫向連片性較差，油藏儲(chǔ)層滲透率低（平均滲透率為9.2×10-3μm2），儲(chǔ)層具有中等水敏性。烏南油田注水平均壓力21.8MPa，注水井最高注水壓力32MPa，其中注不進(jìn)、欠注井30多口，主要分布在烏101區(qū)塊。該油田回注污水來(lái)源復(fù)雜，處理難度大，聯(lián)合站的污水處理工藝?yán)匣?jiǎn)單，且下游存在污染問(wèn)題，導(dǎo)致下游水質(zhì)不達(dá)標(biāo)現(xiàn)象[9-10]。

針對(duì)該油田區(qū)塊污水處理后回注過(guò)程中存在的一系列問(wèn)題，從源頭開(kāi)始，對(duì)固體懸浮物、沿程SRB菌、沿程腐蝕等主要影響指標(biāo)進(jìn)行整改，控制注入水質(zhì)沿程二次污染問(wèn)題，從而全面提高油田井口水質(zhì)達(dá)標(biāo)率。

2 回注水指標(biāo)

通過(guò)對(duì)注入水的懸浮固體含量、粒徑中值、含油量和細(xì)菌濃度、硫化物含量、鐵離子含量、堿度及溶解氧等巖心傷害實(shí)驗(yàn)及注入水與產(chǎn)出水的配伍性實(shí)驗(yàn)，建立適合該低滲油田注入水的水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)，注入水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)見(jiàn)表1。

表1 注入水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)

3 存在問(wèn)題

3.1 懸浮物固體含量超標(biāo)

水質(zhì)監(jiān)測(cè)發(fā)現(xiàn)，源頭水質(zhì)達(dá)標(biāo)的前提下，井口水質(zhì)仍然存在超標(biāo)現(xiàn)象。2019年，烏南聯(lián)合站、烏101注水站、烏南注水站、井口固體懸浮物單項(xiàng)指標(biāo)達(dá)標(biāo)率分別為：57.7%、32.2%、38.7%、24.6%。聯(lián)合站、注水站、井口水質(zhì)達(dá)標(biāo)率分別為89.6%、88.9%、85.1%。水質(zhì)達(dá)標(biāo)率從處理站到井口有著大幅度下降，其中降低幅度最大的指標(biāo)是固體懸浮物含量，主要受沿程水質(zhì)二次污染影響。注入水水質(zhì)固體懸浮物不達(dá)標(biāo)，會(huì)堵塞地層，造成地層傷害，使得注水壓力升高，注水困難，降低水驅(qū)效率，沿程水質(zhì)達(dá)標(biāo)率檢測(cè)情況見(jiàn)表2。因此解決此問(wèn)題，對(duì)于油田開(kāi)發(fā)尤為重要。從各節(jié)點(diǎn)水質(zhì)單項(xiàng)水質(zhì)達(dá)標(biāo)率監(jiān)測(cè)、分析得出以下結(jié)論：腐蝕率、TGB、FB、粒徑中值基本完全達(dá)標(biāo)；懸浮物含量嚴(yán)重超標(biāo)，沿程懸浮物達(dá)標(biāo)率呈現(xiàn)大幅下降趨勢(shì)；井口水質(zhì)達(dá)標(biāo)率低主要受懸浮物影響。

表2 沿程水質(zhì)達(dá)標(biāo)率檢測(cè)情況 單位：%

3.2 腐蝕結(jié)垢嚴(yán)重

水系統(tǒng)節(jié)點(diǎn)檢查發(fā)現(xiàn)，管線存在腐蝕結(jié)垢嚴(yán)重問(wèn)題，水系統(tǒng)節(jié)點(diǎn)腐蝕監(jiān)測(cè)情況見(jiàn)表3。監(jiān)測(cè)沿程水質(zhì)發(fā)現(xiàn)，SRB含量自上游到下游，含量逐步升高，其中聯(lián)合站0個(gè)/mL、注水站10個(gè)/mL、井口25個(gè)/mL。

表3 水系統(tǒng)節(jié)點(diǎn)腐蝕監(jiān)測(cè)情況

沿程硫酸鹽還原菌在高硫酸鹽的環(huán)境系統(tǒng)中大量繁殖，引起注水系統(tǒng)硫化氫含量急劇增加；導(dǎo)致注水系統(tǒng)管網(wǎng)、管柱腐蝕加?。痪谒|(zhì)發(fā)黑變臭；井口水質(zhì)達(dá)標(biāo)率低等突出問(wèn)題，SRB菌監(jiān)測(cè)情況見(jiàn)圖1。因此，需對(duì)注水系統(tǒng)沿程SRB進(jìn)行有效治理，解決其大量繁殖所引起的諸多問(wèn)題。

圖1 SRB菌監(jiān)測(cè)情況

4 水質(zhì)改善措施

4.1 固體懸浮物治理及效果

造成沿程懸浮固體增加的主要原因（有機(jī)和無(wú)機(jī)成分含量），包括：含油在水中的累積；細(xì)菌在水中生長(zhǎng)；可溶性鈣鎂離子發(fā)生化學(xué)反應(yīng)導(dǎo)致生成不溶物；管線腐蝕導(dǎo)致鐵含量增加形成鐵物質(zhì)沉積；酸不溶性物質(zhì)在管線中逐步累積等。解決沿程懸浮固體增加，經(jīng)過(guò)一段時(shí)間監(jiān)測(cè)及分析總結(jié)，采取以下措施后，注入水質(zhì)得到有效改善：

1）加強(qiáng)監(jiān)測(cè)力度，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況，做室內(nèi)實(shí)驗(yàn)，及時(shí)調(diào)整絮凝劑濃度。其中生物激活劑加注150×10-6，絮凝劑175×10-6，助凝劑3×10-6。處理單方水。破乳劑加藥濃度從80×10-6調(diào)至30×10-6，效果明顯。

2）加強(qiáng)聯(lián)合站疊螺式污泥脫水機(jī)機(jī)運(yùn)行機(jī)制，由原來(lái)的間歇運(yùn)行調(diào)整為24h運(yùn)行，日污泥處理量由原來(lái)的2m3/d提升至4m3/d，累計(jì)處理含油污泥1050m3。固體懸浮物綜合達(dá)標(biāo)率99.4%，比上年提升44.6%。

3）加強(qiáng)水處理設(shè)備維護(hù)力度，加強(qiáng)設(shè)備排污、反洗。更換聯(lián)合站雙濾料過(guò)濾器。

4）將注水井洗井、管線沖洗作為精細(xì)注水管理的一種常規(guī)手段，加強(qiáng)注水井洗井、管線沖洗全過(guò)程監(jiān)控管理，對(duì)施工質(zhì)量進(jìn)行督查。

5）W101注水站注水罐實(shí)現(xiàn)定期排污，降低罐內(nèi)雜質(zhì)對(duì)水質(zhì)的二次污染。固體懸浮物達(dá)標(biāo)率96.4%，比上年提升64.2%。

4.2 防腐蝕對(duì)策及效果

通過(guò)對(duì)注水系統(tǒng)沿程SRB進(jìn)行有效治理，解決管網(wǎng)腐蝕，水質(zhì)差等諸多問(wèn)題：

1）從源頭抑制硫酸鹽還原菌的繁殖與生長(zhǎng)，采用添加生物激活劑，培養(yǎng)硝酸鹽還原菌的方法；硝酸鹽還原菌與硫酸鹽還原菌在對(duì)有機(jī)碳源競(jìng)爭(zhēng)中占優(yōu)，從而抑制了硫酸鹽還原菌的繁殖與生長(zhǎng)。

2）為減少鹽腐蝕，儲(chǔ)罐內(nèi)置了陰極保護(hù)器。

3）在線腐蝕監(jiān)測(cè)儀，能夠有效監(jiān)測(cè)管線腐蝕，運(yùn)行維護(hù)提供決策依據(jù)。

4）壓力允許范圍內(nèi)，采用玻璃鋼管對(duì)已腐蝕管線進(jìn)行更換。

5）密切監(jiān)測(cè)水處理站、注水站、井口沿程SRB含量，掌握變化規(guī)律。針對(duì)沿程硫酸鹽還原菌滋生，硫化物上升問(wèn)題，采用生物激活劑作為沿程硫酸鹽還原菌治理措施，通過(guò)不斷調(diào)整加量，并在W101、WN注水站加注生物激活劑，抑制沿程SRB二次污染。生物激活劑由120×10-6調(diào)整為150×10-6，試驗(yàn)區(qū)各點(diǎn)硫化物均控制在5～10mg/L以內(nèi)，全年井口硫酸鹽還原菌綜合達(dá)標(biāo)率100%。

按照腐蝕監(jiān)測(cè)“區(qū)域性、系統(tǒng)性、代表性”的原則，對(duì)油田區(qū)域、生產(chǎn)系統(tǒng)各個(gè)環(huán)節(jié)選擇能達(dá)到以點(diǎn)帶面的監(jiān)測(cè)點(diǎn)，防腐蝕監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)見(jiàn)表4。監(jiān)測(cè)平均腐蝕速率為0.06mm/a，達(dá)到指標(biāo)要求（0.076mm/a）。

表4 防腐蝕監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)

4.3 防腐蝕對(duì)策及效果

經(jīng)過(guò)工藝技術(shù)改進(jìn)及管理提升工作，注水水質(zhì)指標(biāo)得到有效改善。井口固體懸浮物和SRB指標(biāo)得到有效控制，在烏南聯(lián)合站與烏南井口的測(cè)試中固體懸浮物含量指標(biāo)為8mg/L，實(shí)際測(cè)試為4mg/L；SRB菌指標(biāo)為10個(gè)/mL，實(shí)際為25個(gè)/mL；井口綜合水質(zhì)達(dá)標(biāo)率指標(biāo)為92%，實(shí)際為98.0%、97.2%。

5 結(jié)論及建議

該油田污水處理及回注水指標(biāo)控制的關(guān)鍵因素，主要是控制好固體懸浮物和硫酸鹽還原菌兩個(gè)關(guān)鍵指標(biāo)，控制方法主要如下：

1）加強(qiáng)注入水沿程水質(zhì)監(jiān)測(cè)，及時(shí)調(diào)整污水處理藥劑濃度，有效控制固體懸浮物指標(biāo)，確保油田注水質(zhì)量，實(shí)現(xiàn)油田注夠水，注好水。

2）污水系統(tǒng)管線腐蝕嚴(yán)重，后期維護(hù)難度大，不定期對(duì)污水管線進(jìn)行腐蝕監(jiān)測(cè)，并及時(shí)維護(hù)更換。

3）不定期對(duì)節(jié)點(diǎn)儲(chǔ)水罐進(jìn)行油、水、泥沙界面探取，加大儲(chǔ)水罐的排污力度。

4）在水系統(tǒng)下游各節(jié)點(diǎn)添加微生物抑制劑，從源頭來(lái)水控制SRB菌，不僅降低了輸油管線的腐蝕率，對(duì)聯(lián)合站污水中硫含量、SRB菌含量的控制起到積極的作用。