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长庆油田水处理技术研究

文档作者：谢从武1 ,郭强1 ,郭艳2 ,谭旭杲3 ,李萍3 文档来源： 1. 广东省肇庆市公安消防支队 2. 长江大学化学与环境工程学院;3. 河南油田分公司第二采油厂		点击数：	更新时间： 2025年09月22日
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2004 年11 月　　　　　　　　　　　　　　　　
河　南　石　油
Henan Petroleum
　　　　　　　　　　　　　　第18 卷　第6 期
文章编号:1006 - 4095 (2004) 06 - 0058 - 02
长庆油田水处理技术研究
谢从武1 ,郭强1 ,郭艳2 ,谭旭杲3 ,李萍3
(1. 广东省肇庆市公安消防支队,广东肇庆526040 ;2. 长江大学化学与环境工程学院;3. 河南油田分公司第二采油厂)
摘要:长庆油房庄油田水经现场流程处理后,具有较高的矿化度和悬浮物,存在残留油,同时SBR 严重超
标,现场处理水不稳定,进行回注时与地层的配伍性较差。针对这些情况,研究了新型水处理工艺技术,使
油房庄油田水经处理后达到回注水标准,且与地层的配伍性较好,并提出了新型水处理技术的工艺流程。
关键词:长庆油田;污水处理;实验;水质净化剂
中图分类号:TE357 　　　　　　　　文献标识码:A
　　长庆油田油房庄污水经现场杀菌、除浊后,再
经三次过滤,其出水并未完全达到行业注水标准,
具有较高的矿化度和悬浮物,同时含有未除干净
的原油及SRB 严重超标。现场处理水稳定性较
差,无论地层水水型与回注水水型是否相同,混合
水体加热后均有沉淀生成。值得注意的是单一回
注水加热也有沉淀生成。说明按现有水处理流程
所得处理水本身就不稳定,具有结垢倾向,而对于
相同水型水体混合,加热前虽较稳定,但加热后水
体结垢反而更严重。其处理水既不能满足回注水
水质标准要求,又不能保证水质稳定和与地层配
伍性。注水水质达标是注够水、注好水的重要保
证[1 ] 。针对油房庄油田污水上述的问题,我们在
室内开展了油房庄污水水质改性新技术研究。
1 　系统各流程水质分析
1. 1 　实验方法
水体化学成分、水型与水质分析参照石油行
业标准《油气田分析方法》(SY/ T5523 - 92) 和《碎
盐屑岩油藏注水水质推荐指标及分析方法》(SY/
T5329 - 94) 进行。
1. 2 　各流程水体化学成分、水型与水质分析
表1 数据为油房庄水系统各流程水体化学成
分、水型分析结果。表1 数据显示,油房庄含油污
水经现场处理流程处理后,除含氧及总铁达标外,
其余均未达到行业注水标准。
表1 　油房庄各流程水化学成分及水型分析(离子含量/ mg·L - 1 ;细菌/ 个·mL - 1)
取样点pH Na2 + Ca2 + Mg2 + HCO3
- SO4
2 - Cl - CO3
2 - S2 - SRB TGB 水型
沉降罐口8. 3 8913. 7 2366. 9 378. 7 896. 2 1065. 1 17634. 1 75. 0 16. 7 104 102 CaCl2
除油罐口7. 7 8125. 44 2054. 7 354. 3 864. 4 1071. 7 15898. 8 0. 0 - - - CaCl2
注入水7. 7 9905. 18 1097. 9 201. 6 1125. 0 1190. 3 16264. 3 0. 0 - 103 10 CaCl2
　　表中数据表明,各流程水体呈弱碱性,pH 均
大于7. 0 ,均属CaCl2水型。含油污水中成垢离子、
细菌含量较高,并沿处理流程逐步下降。
2 　油房庄水处理技术研究
2. 1 　成垢离子的筛选
针对注入水为CaCl2 水型,主要结CaCO3 垢,
主要成垢离子为Ca2 + 、HCO3
- 、CO3
2 - 的具体情
况,要保证注入水在地面的水体稳定,必须严格控
制注入水中Ca2 + 、HCO3 - 的含量。就注入水与地
层水的配伍性而言,基于产层中Y7 、Y9 为NaH2
CO3水型等特点,则控制注入水中Ca2 + 等含量是
重点。我们筛选、研制了4 种成垢离子调整剂
(A、B、C、D) 。从实验结果看,所选4 种成垢离子
调整剂对回注污水均具有较好的成垢离子调整作
用,其中以A 剂效果好。当pH 为8. 5 时,投加量
为700mg/ L 时,A 剂较其它3 种调整剂具有更好
的去除Ca2 + 、HCO3
- 、CO3
2 - 成垢离子的能力。
收稿日期:2004 - 06 - 20
作者简介:谢从武,助理工程师,1975 年生,1999 年毕业于湘
潭大学应用化学系高分子专业,现在防火监督处从事公安消
防技术工作。电话:13929881387
加A 后大大降低了成垢离子含量,成垢离子含量
Ca2 + 为816. 91 mg/ L , CO3
2 - 为33. 82 mg/ L ,
HCO3
- 为367. 60 mg/ L 。
2. 2 　水质净化剂的筛选
2. 2. 1 　实验方法
取沉降罐出口水200 mL 加热至45 ℃,边搅
边加入规定量的成垢离子调整剂A ,随后投加实
验所需水质净化剂,搅拌30～120 s 后,静置沉降
30 min ,利用分光光度计测其上层清夜的透光率
或浊度。实验中为了加快筛选评价速度,以处理
水的透光率作为筛选标准。透光率愈高,则水中
含油、悬浮物等愈少,水处理效果液愈好。当处理
水透光率高达98 %时,则对其作全面注入水水质
分析,最终检测处理水的处理效果及达标情况,确
定水质净化剂的最佳配方体系。
2. 2. 2 　水质净化剂的筛选
不同有机絮凝剂种类在相同加量(3 ×10 - 6 )
下与成垢离子调整剂A 共同作用对含油污水的
净化结果表明:在成垢离子调整剂加量一定的条
件下,各种有机絮凝剂的加入,均可使含油污水的
透光率增大;pH 为8. 5 时,以AT9 ,AM1 和AM3 效
果好。AT9 透光率可达89 % ,AM1 为84 % ,AM3
为88 %。进一步研究表明,提高含油污水的浊
度,在其它条件相同下,在AT9 ,AM1 ,AM3 中以
AT9 、AM3 净水效果更好,而采用AM3 透光率可达
95 %。但上述结果仍不能使处理水透光率达到
98 %以上,需进一步复配其它无机絮凝剂。
投加含量80 ×10 - 6无机絮凝剂和3 ×10 - 6有
机絮凝剂对沉降罐出口水进行水质净化,并沉降
30min 后测量其上清液的透光率。实验结果表
明:AT9 较AM3 与无机混凝剂具有更好的协同效
应。无机絮凝剂CJ1 与AT9 复配使用,可使含油
污水经水质净化处理后透光率达98 %。
2. 2. 3 　成垢离子调整剂与水质净化剂间协同配
伍性研究
　　为了降低水处理药剂用量,提高各种药剂间
的协同配伍性,我们进一步研究了成垢离子调整
剂A 与水质净化剂间的浓度优化与配伍协调实
验。结果表明:调整剂A 加量增加(即处理水pH
增高) ,水中Ca2 + 、Mg2 + 、HCO3
- 等离子浓度明显
下降,则体系的腐蚀结垢能力响应下降。针对回
注污水本身呈碱性(pH ≥7. 0) ,而地层水中长2 、
Y10 ,Y7 、Y9 的pH 为8. 5 左右,为了有效去除含油
污水中Ca2 + 和HCO3
- ,并与地层水有较好的配伍
性,建议调整剂加量以处理水pH 以8. 5 为标准进
行调控。
3 　油房庄水处理配方确定及效果评价
综上所述,适合油房庄回注水处理的基本配
方体系为:含油污水+ 成垢离子调整剂A(pH = 8.
5) + 水质净化剂(80 ×10 - 6CJ1 + 3 ×10 - 6AT9) 。
其处理水水质评价结果如表2 所示。油房庄含油
污水经新型水处理技术处理后,含油及悬浮物、细
菌、腐蚀速度等指标均已到达回注标准,处理水水
色清亮,与蒸馏水相当。
表2 　油房庄新型水处理技术处理水水质评价(过滤水腐蚀速度:0. 04 mm/ a)
水类pH
含油/
mg·L - 1
悬浮物/
mg·L - 1
SRB/
个·mL - 1
TGB/
个·mL - 1
铁细菌个/
个·mL - 1 透光率, %
含油污水7. 3 300. 00 46. 89 0 100 0 71. 0
过滤
水
未过滤
过滤
8. 5
8. 3
35. 0
1. 33
11. 10
4. 50
10
0
0
0
0
0
93. 5
98. 0
　　表3 是油房庄含油污水经新型水处理技术
后,其地面稳定性测试结果。结果表明,新型水处
理技术处理水在地面运行条件下,即使温度升高
也不产生结垢现象。表明该处理水具有良好的地
面稳定性,在地面注水系统中不会产生结垢现象。
但只采用新型水处理技术所得处理水与长2 、Y10
基本配伍,但与Y7 等的配伍性有待进一步提高,
故我们向处理水中加入了成垢离子钝化剂(15 ×
10 - 6～50 ×10 - 6) 。实验证明,通过向处理水体中
表3 　油房庄各类处理水地面稳定性评价
水的类别
40 ℃时的
实验现象
70 ℃时的
实验现象
油- 联现场回注水清亮微量沉淀
模拟现场流程处理水清亮少量沉淀
新型水处理技术处理水清亮清亮
引入定量成垢离子钝化剂,可以明显提高混合水
体的配伍稳定性,基本可满足地下不同水型水体
(下转第62 页)
谢从武等.长庆油田水处理技术研究 　　　　　　　　　　　　　 ·59 ·
4 　三、七区防砂方法和配套措施探讨
4. 1 　立足于采用“增产防砂”技术
通过对井楼油田三、七区出砂机理、目前防砂
方法和应用效果的研究认为,三、七区油井防砂措
施应立足于“增产防砂”(即指高温敷膜砂、砾石充
填、压裂充填等既能再造人工井壁,又能提高渗透
率的一类防砂技术) 措施为主,其它方法为辅的防
砂方法选择思路。虽然有些加密井和上返井刚刚
投产,但其产层的出砂性态却具有高周期特征: ①
地层压力保持水平低; ②地层骨架几乎已遭破坏;
③投产时间不长,就有可能会与邻井气窜。所以
三、七区的加密井和上返井都应考虑采用“增产防
砂”措施,以及由这些措施与滤砂管组成的复合防
砂技术。
4. 2 　防止热采井出砂的配套措施
(1) 注蒸汽前的地层预处理:根据具体井况,
注蒸汽前应做好粘土防膨措施和储层解堵措施,
确保稠油油藏中粘土矿物的稳定,同时还要考虑
对堵塞严重的油层实施解堵措施。
(2) 注蒸汽过程中的油层保护: 根据具体井
况,应在蒸汽中配注一定量的破乳解堵剂,从而不
使流体液珠半径大于孔隙喉道半径,而产生乳化
堵塞;同时,应严格按照优选设计的参数注汽操
作,不要随意改变,以免过高的注汽强度和速度极
易破坏油层结构。
(3) 采油过程中的油层保护:对有活跃边底水
的稠油油藏来说,虽然水侵、水淹是迟早不可避免
的,但应通过产量调整和堵水技术,尽量延缓其危
害时间;另外,应采取合理的强采措施、选择合理
的强采时机、确定合理的强采强度,从而达到既提
高采液量,又使油层结构不受破坏。
5 　结论
(1) 稠油井出砂机理模拟实验及实际油井出
砂规律分析表明:井楼油田三、七区出砂主要因素
在于地层本身疏松;油稠,拖拽力强;高强度注汽
和排液的蒸汽吞吐开采方式;
(2) 上返新层井和加密井,其油层由于在开发
前受到相邻层油井及同层油井的长期热应力影
响,地层的骨架砂已遭破坏,因此该井一投入生
产,出砂情况就显得非常严重;
(3) 三、七区油井防砂措施应立足于“增产防
砂”措施为主,其它方法为辅的选择思路;
(4) 三、七区出砂油井应做好注汽前的地层预
处理、注汽中和采油中的油层保护措施。
编辑:李金华　　
(上接第59 页)
间的协同配伍要求。
4 　流程改进
原流程为:油井采出液→3 000 m3 沉降罐(油
水分离) →80 ×10 - 6杀菌剂+ 100 ×10 - 6CJT + 4 ×
10 - 6AN - 9 →除油罐→三级精细过滤→分水器(进
注水井)
新型水处理技术的工艺流程为:
　
5 　结论
(1) 油房庄含油污水呈弱碱性(pH ≥7. 2) ,属
CaCl2水型,水中含油、Ca2 + 、Mg2 + 、HCO3
- 、SO4
2 - 等
成垢离子,主要是CaCO3垢。
(2) 提出的新的水处理技术能够满足长庆油
房庄污水处理要求。该技术也可推广用于其它油
田污水处理。
参考文献
1 　伍家忠,王涛,赵明奎. 纯化油田污水处理新技术研究
[J ] . 油气田环境保护,2001 ,11 (2) :35～37
2 　聂臻,姚占力,牛自得,等. 油田注水用杀菌剂在我国的
应用及发展[J ] . 石油与天然气化工,2000 ,29 (3) :20～
24
编辑:李金华　　
·62　·

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