油田污水回注缓蚀剂的研制及机理

本文研究合成了各种咪唑啉类缓蚀剂,并进一步季铵化得到一系列咪唑啉衍生物.通过挂片试验、线性极化、交流阻抗和极化曲线测试评定了缓蚀剂的性能并优选出HO-8缓蚀剂.同时研究了油田污水中H₂S等因素对缓蚀性能的影响,及温度、矿化度和其它水处理药剂对缓蚀剂成膜速度的影响.采用红外光诸、核磁共振、俄歇能谱等分析技术探讨了咪唑啉类缓蚀剂的作用机理:它在金属表面吸附成膜,当H₂S存在时,缓蚀剂分子与FeS形成表面络合物,因而增强了膜的保护性.HO-8缓蚀剂可作为多功能水处理药剂应用于油田污水回注处理.     

安塞油田污水回注防腐工艺研究

安塞油田污水具有严重的腐蚀性,对油田地面管线、污水处理设备等造成了极大的威胁。通过室内及现场试验对安塞油田污水腐蚀速度和类型进行了全面评价研究,认为其腐蚀类型主要为CO2腐蚀、细菌腐蚀和H2S腐蚀。在此基础上,确定了油田地面管线及污水处理设备的防腐措施,完善了加药系统。从而为安塞油田污水防腐工艺提供了有效的参考。     

ClO2在污水处理及回注中的试验效果

油田污水系统中各种菌类、硫化物严重超标一直是影响油田开发效果的重要因素。近些年虽在过滤罐中投加杀菌剂、絮凝剂等来处理含油污水,初期见到一些效果,但经一段时间的运行,就会产生不同程度的抗药性,所以普通流程的污水处理工艺难以满足油田污水处理要求。因此通过ClO2在污     

滨南油田一区回注污水的实验研究

滨南油田一区油井含水率已高达９０％以上，采出的大量地层水（污水）回注地层，但由于污水的水质不能满足储层的要求，回注后在１５～２０ｄ的时间内回注井的吸水能力就大幅度下降，通过综合研究及模拟实验表明，回注污水对该区储层的伤害机理是污水中的４３．７６％的固相颗粒与储层喉不匹配，对储层产生了严重的堵塞，有端面堵塞也有孔喉内的深部堵塞，对储层的伤害率平均为９３．８５％，从减轻对储层伤害的角度出发，通过流动实     

陶瓷膜错流过滤技术在油田回注污水中的应用研究

目前油田使用的有机纤维膜、金属膜过滤技术,虽能达到一定的水质要求,但存在抗油性差、易堵塞、有效期短等问题。针对这些问题,结合油田水温高、含油、悬浮物、矿化度高等特点,在营66联合站开展了回注水陶瓷膜错流过滤先期试验研究。结果表明．陶瓷膜错流过滤处理后的油田产出水其各项指标均达到低渗透油田A1级注水水质需求．完全可用于低渗透油田回注。     

ClO2作为杀菌剂在油田污水处理中的应用

在室内考察了由市售双组分"复方消毒剂"配成、质量浓度800mg/L的稳定溶液态ClO2作为油田回注污水杀菌剂的各项性能。加剂量为5mg/L时可杀灭污水中全部SRB菌和TGB菌;加剂量为5～18mg/L时可将75.1%～96.5%的Fe2 (34.5mg/L)转化为Fe3 ;ClO2使污水腐蚀速率略有增大,但即使加剂量为20mg/L,也不会超过允许值(≤0.076mm/a);ClO2与各种水处理剂配伍。在日处理污水量5.0×103～6.0×103m3的胡二污水站进行了为期1个月的ClO2应用试验。该站采用石灰乳—聚丙烯酰胺—稳定剂处理工艺,处理后水pH值为8.5,在试验后期降至7.5。"复方消毒剂"两组分分别泵输至混合管线内反应,产生高浓度高活性ClO2并注入污水处理系统,加剂量逐步降低,在最后10天维持3mg/L。滤后水SRB菌数降至0,TGB菌数降至101个/mL,水质其余指标保持良好,一些指标有改善。图1表5参2。     

油田污水回注改造工程环境影响案例分析

以某油田联合站含油污水回注改造工程为例,介绍了工程改造前的原有污染情况,主要污染为少量烃类的无组织挥发、生活污水、含油污泥、噪声等。通过调查环境质量现状,分别从工程施工期及运营期分析了在大气、水、噪声、固体废物、生态方面可能产生的环境影响,通过采取相应的污染防治措施和生态保护措施:生产污水全部回注地下、生活污水达标处理、避免夜间施工、含油污泥统一回收并委托有资质的单位处理、噪声排放控制等,工程对环境的影响控制在可接受的范围。     

桩西油田回注污水对储层损害的室内实验研究

桩西油田回注污水水质多项测定值超过行业标准B3级指标。结合桩西油田实际情况讨论了5种因素对地层渗透率的伤害:悬浮固体颗粒;含油量;污水腐蚀;细菌(腐生菌和硫酸盐还原菌)及其代谢和腐蚀产物;污水结垢(预测及注水井油管、地面管线结垢物组成)。在模拟油藏温度(120℃)、压力(30MPa)下,用4组油藏岩心(用2%KCl溶液测定的基准渗透率在0.05×10-3～2.0×10-3μm2范围)分别考察了含不同粒径(<0.45,<0.2,<4.0μm)固体颗粒、不同乳化原油含量(10和20mg/L)、不同铁含量(10和15mg/L,以Fe(OH)3计)的模拟实验污水及现场回注污水对岩心渗透率的伤害程度,结果表明:在本实验条件下,悬浮固体颗粒的伤害程度随渗透率减小和颗粒粒径增大而增大;乳化油滴的伤害十分严重;胶态铁在高浓度(15mg/L)才造成伤害;现场回注污水对基准渗透率～1.0×10-3和～0.05×10-3μm2的2个岩心的伤害程度相当高,渗透率较低时伤害较严重。图11表3参1。     

油田剩余污水达标回注配套工艺技术研究

河南油田双河污水处理站中剩余污水成分复杂,水质差别很大,目前的处理工艺很难保证处理后污水水质达到回注水指标要求。通过在原处理流程中增设自然沉降罐和采用优选的水处理药剂等可解决该问题。文章论述了根据室内、现场模拟试验结果等提出剩余污水处理工艺流程改造方案的过程。改造方案的实际应用表明,新流程可年回收原油8 760 t,处理后的水质也达到了污水回注的水质指标。     

稠油污水处理及回注技术的研究应用

通过对稠油污水完善改造,使处理后的新污水质含油≤１０ｍｇ／Ｌ、机杂≤１０ｍｇ／Ｌ,达到了污水回注的标准,实现了“南水（井楼污水）北调（古城）”,井楼油田Ｌ４井停注,古城油田田注清水改注污水,为稠油污水继续实现零排放创造了条件,从根本上解决了井楼一、二区水淹问题,解救一、二区Ⅳ１－３、Ⅲ８－９、Ⅲ５－６地质储量５０．２万吨ｔ,使井楼一、二区剩余３２０万ｔ地质储量避免水淹,且增加可采储量２０万ｔ以上,     

稳定性二氧化氯杀菌剂在坪桥集中处理站的应用

长庆油田第一采油厂坪桥站回注污水处理工艺包括二级除油、气浮、三级过滤，加磷系缓蚀剂，来水细菌含量很高，在过滤前沿流程细菌繁殖。产生H2S，腐蚀性增大，处理后水发黑发臭，含S^2-160mg／L。Fe^2＋6．0mg／L，SRB〉10^6个／mL．TGB和IB均为100～10^7mg／L，腐蚀速率0．622mm／a。2004-07-08-2005-01-13期间进行了稳定性二氧化氯（ClO2质量分数8％）杀菌剂应用试验，通过三个阶段的加药量调整，在第三阶段后期达到每周加药2次，每次按当日处理水量加入二氧化氯杀菌剂商品8．0～10．0mg／L，处理后水清彻无异味，含S^2-4．8mg／L，Fe^2＋0．9mg/L，SRB10^1～10^2个／mL，TGB和IB均〈10个／mL，腐蚀速率0．08mm／8。详细发表了试验期间加药量变动、细菌数及有关水质数据。指出污水中硫化氢和二价铁离子消耗二氧化氯，使其杀菌效果降低．在这种情况下应相应加大二氩化氯加量．图1表5参1．     

二氧化氯杀菌技术在岔北注水站的应用

介绍了华北岔河集北部区块回注污水处理工艺和处理站概况。由于注入水中细菌数量严重超标（SRB菌数≥100个／mL），注水井油套管发生了极其严重的腐蚀。由一种市售双组分二氧化氯消毒液产生CO2，以SRB菌数103～100个／mL、TGB菌数100～10^5个／mL的岔北污水为水样，测得ClO2加量为2mg／L时，两种菌可被完全杀灭。使用天津正方公司制造的Mountain-410型二氧化氯发生器，2005年10月、11月、12月在岔北注水站进行了回注污水二氧化氟杀菌三阶段现场试验，加药点设在多功能过滤器后，监测点设在滤前、滤后、出站口（喂水泵后）及各配水间，监测项目为SRB、TGB菌数和ClO2残余浓度Cr。第一阶段加药量10mg／L，出站口Cr达到0．4mg／L后在11天内各监测点菌数高且波动大。第二阶段加药量加至15mg／L，出站水菌数达标，但4．3km外的两配水间菌数高，Cr〈1mg／L。第三阶段保持加药量为15mg／L．出站水不含菌，6个设监测点的配水间菌数为0或0．5、0．6个／mL，完全达标，距离处理站0．7、1．2、4．3km的3个配水间Cr为4．2、3．4、1．9mg／L。此后ClO2加量保持〈10mg／L，配水间Cr≥1．5g／L．注入水菌数达标。图1表4参4。     

广利油田污水改性研究

对用碱剂处理高腐蚀性的广利回注污水、进行水质改性及缓蚀、阻垢问题进行了室内实验研究。用单一碱剂(NaOH，Ca(OH)2，NaCO3，NaSiO3)处理后的广利污水(pH=8．5)，腐蚀速率达到注水要求，但悬浮物含量急剧上升。碱处理后加入筛选的二元复配絮凝剂沉淀30分钟的中层水样，腐蚀速率、总铁、悬浮物、含油、SRB数均符合注水要求，但残渣量很大，沉降4小时以后，湿渣率为6％～9％，干渣率为0．09％～0．46％。根据各碱剂的优缺点将碱剂复配，优选出了未报道其组成的3种复配碱剂，与絮凝剂结合使用，使湿渣率降至5％～8％，干渣率降至0．0647％～0．0709％。其中复碱F用量中等而pH值易调，干渣率0．0647％。与地层水相比，复碱改性污水及其与地层水的混合水更易结垢。根据理论预测(60℃)，复碱改性使广利污水的CaCO3结垢性由临界变为结垢，使CaS04结垢性由不结垢变为结垢或临界。筛选了供复碱改性广利污水使用的阻垢剂。以一种标准盐水测定的渗透率为基准，精细过滤广利站处理后回注污水和复碱处理广利污水先后流过3支地层岩心，使渗透率分别下降6．2％～7．8％和3．9％～4．7％。因此，复碱改性并作絮凝、阻垢处理的广利污水可用作注水。大量污泥的处理是待解决的问题．图1表11参5．     

一种降低污水腐蚀性的油田污水处理技术

胜利东辛油田广利污水站处理后回注油田污水腐蚀性很强。注水井管柱和地面管线腐蚀极为严重。多次检测结果表明腐蚀速率高达0．24～0．28mm／a。腐蚀是由氢的去极化反应和硫化物引起的。污水在沉降罐停留时间长达15h，但沉降后污水中悬浮固体、含油、总铁仍大大高于行业标准的要求。使用已申请专利的一种电化学处理设备，在不同运行参数下在现场对未加水处理剂的污水进行预氧化处理，然后在pH=7．0进行混凝沉降1h，在运行参数（氧化程度）适宜时，砂滤后水质（悬浮固体、含油、Fe^3＋、∑Fe和滤膜因数MF）完全达到要求。预氧化后的污水容易混凝沉降，所用混凝剂（HPAM、HPAM＋硫酸铁、HPAM＋硫酸铝）效果相仿。预氧化使污水腐蚀速率增大。提高混凝沉降pH值（6.5-8．0）使水质普遍变好，腐蚀速率下降，但污泥生成量增多，合理的pH值为7．0。这时腐蚀速率为0．052mm／a。预氧化/混凝处理后污水矿化组成变化很小，Ca^2＋、HCO3^-浓度和结垢趋势减小。表7参5。     

纯化油田回注污水结垢性与配伍性研究

胜利纯化油田注水水源为纯梁（油气水集输处理），首站污水，碳酸钙结垢引起注水压力上升，影响油田生产，在室内通过加入助凝剂和混凝土剂进行化学混凝，静置沉降，过滤后加入稳定剂，将该污水转变成为符合注入水行业标准的净化水，该净化水pH=8.-8.3，成垢离子Ca^2 ,Mg^2 ,HCO3^-1等含量较高，但根据饱和指数SI和稳定指数SAI预测无CaCO3结垢倾向，配伍性实验结果表明；在油层温度（90℃），下密闭加热7天，首站污水，纯梁油田及其边缘井产出水均产生沉淀，不同比例的首站污水与纯梁，边缘井产出水混合水也产生沉淀，相互不配伍，处理后的首站污水仍保持清澈透明，按不同比例与纯化油田及其边缘井产出水混后后，水色清亮，浊度略上升，但无沉淀生成。     

含油污水处理在中原油田防腐中的作用

中原油田回注污水矿化度高(40～150g／L)，钙镁离子含量高(4～6g／L)，呈酸性，pH值6．0～6．5，腐蚀性很强，污水处理和注水管线、设备腐蚀严重。列表给出了中原油田12座污水处理站来水(油田产出水)的离子组成和2001～2002年5个季度腐蚀速率监测数据。介绍了1994年以来开发的使水质完全达标的两项注入水处理技术：将污水pH值提高至8．0～9．0，絮凝，稳定化的水质改性技术，1997年已全部在12座污水站应用，处理中产生大量污泥，高pH值下的结垢性是一个受到关注的问题；在pH=7．0条件下用过氧化物预处理、混凝的强氧化预处理技术，使污泥量减少50％以上，结垢倾向减轻。中原油田注入水的年平均腐蚀速率已由0.705mm/a(1994)降至0．0986mm／a(2001)。接近行业标准推荐值≤0．076mm／a。注入水引起的腐蚀已大大减轻。表6参3。     

桩西特低渗油田注水水质软化处理工艺

胜利桩西油田桩 74块油藏高温、高压、低渗 ,回注污水钙镁含量高 ,引起地层严重结垢 ,因此桩 74站采用了苛性钠软化回注污水工艺。讨论了NaOH软化水的原理。主要考虑NaOH与Ca(HCO3 ) 2 的沉淀反应 ,确定了NaOH加量以及中和需要的盐酸加量。在矿化度 984 8mg/L、含钙 2 84mg/L、含镁 2mg/L的桩 74站污水中加入4 70mg/L的NaOH ,30mg/L的助沉剂 ,使钙镁含量降至 16 .6mg/L ,pH值由 7.0升至 12 .0。污水在 pH =7.0、钙镁含量≤ 15 0mg/L及 pH =80、钙镁含量 <10 0mg/L时 ,175℃ (地层最高温度 )下的结垢率很低。软化并中和后的污水腐蚀率比原水略有增大 ,且随 pH值升高 (5 .5～ 9.5 )而增大。该污水软化工艺已在装备有三级精细过滤装置的桩 74站投入应用 ,前 3个月回注污水的 pH值为 5 .5～ 8.5 ,钙镁含量为 4 .1～ 4 0 .1mg/L ,含油量为 0～ 3.6mg/L ,悬浮物含量为 1.0～ 2 .0mg/L。图 1表 4参 1。     

污水降解聚合物因素分析及控制方法

聚合物AT-420在大港港东油田新鲜回注污水中的溶液粘度很低,浓度4 g/L时仅为20 mPa.s,为放置20小时的该污水所配同浓度溶液粘度的1/6。AT-420污水溶液的粘度随污水放置时间的延长而增大,前80分钟增速很快,此后增速大大减小。用抗盐聚合物(一种AM共聚物)所作的研究表明,引起溶液粘度降低的主要因素,在港西油田为Fe2 ,在羊三木油田为Fe2 和H2S;聚合物盐水溶液粘度随Fe2 Fe3 加入量的变化,证实Fe2 是引起溶液粘度下降即引起聚合物降解的主要因素,配制聚合物溶液用的污水中Fe2 浓度宜低于0.2 mg/L。硫脲和硫代硫酸钠均可减轻污水溶液中聚合物的降解。在港东、港西、羊三木三个注聚站的污水储罐上安装了喷淋装置,使曝气污水中Fe2 浓度大大降低,但曝气污水和用曝气污水配制的聚合物溶液储存12天后,Fe2 浓度又升高。建立了污水通气曝氧—过滤除三价铁化合物—除氧三段处理工艺,建成了包括前两段的处理装置,处理后现场污水中Fe2 浓度稳定地降至0.2 mg/L以下。图6表2。     

孤岛中一区注聚井二氧化氯解堵技术

胜利孤岛油田中一区一部分注聚井地层堵塞严重,常规酸化解堵效果不好,为此开发了二氧化氯解堵技术。室内实验结果表明:1%CMC和0 5%HPAM溶液与等体积0 4%ClO2溶液的混合液在60℃放置3小时后,粘度较空白混合液下降95%和87%;HPAM/Cr3 强凝胶在0 4%ClO2溶液中于80℃放置12h后解体,产生少量絮状沉淀;ClO2在加量30～200mg/L时在30～90min内基本上杀灭全部SRB菌(初始菌数2 5×104～≥1 1×108个/mL),在加量5～100mg/L时在5～60min内基本上杀灭全部TGB菌(初始菌数≥1 1×107个/mL);0 2%～0 8%ClO2溶液对FeS的溶蚀率为16 8%～23 1%,远高于15%盐酸液的5 3%;常温下ClO2对N80钢的腐蚀率符合现场施工要求。在4口注聚后恢复注水的井实施0 4%ClO2解堵,使平均注水压力由13 3MPa降至10 1MPa,注水量达到配注量,有效期79～325天,平均192天;10口对应采油井原油增产,其中7口油井增产显著,有效期107～301天,平均178 4天。表5参2。