大港北部油田回注污水结垢性与配伍性研究

2009-11-29尹先清长江大学化学与环境工程学院湖北荆州434023

长江大学学报(自科版) 2009年1期

关键词：大港矿化度结垢

尹先清，刘建，李玫，郑琼 (长江大学化学与环境工程学院，湖北荆州 434023)

石占忠，马立军，赵明，班艳华 (大港油田公司勘探开发研究院，天津大港 300280)

大港北部油田回注污水结垢性与配伍性研究

尹先清，刘建，李玫，郑琼 (长江大学化学与环境工程学院，湖北荆州 434023)

石占忠，马立军，赵明，班艳华 (大港油田公司勘探开发研究院，天津大港 300280)

大港北部油田注水水源为北部各污水站处理后水。通过对北大港、南大港和板桥3个区块的8种水样进行了研究，应用Stiff amp; Davis公式，根据CaCO3饱和指数和稳定指数预测得出北大港唐南回注水有一定的结垢倾向。配伍性试验结果表明，8种对应水样按不同体积比例混合，恒温密闭168h,均不产生沉淀；北大港及板桥的地层水和回注水经过滤处理后清澈透明，羊三木回注水经过滤处理后仍然浑浊，水的浊度大。

地层水;油田注入水;结垢性;配伍性;大港北部油田

注水开发油田是二次采油的主要方式，随着油田开发的不断进行，提液量加大，导致采出液含水量逐渐升高，回注污水量加大，地层水在集输的过程中，热力学参数(如温度、压强等)发生急剧变化，使水质水性变化大，其中CaCO3结垢是导致注水压力上升的主要因素之一[1]。大港北部油田包括北大港、南大港和板桥等3个区块，其主力开发层系为上第三系明化镇、馆陶组和下第三系东营组、沙河街组，是一个复合式叠加连片的复杂断块构造油气田，储层岩石类型以长石砂岩为主。笔者通过研究其水质成份的变化，对该油区回注水碳酸钙结垢趋势、地层水和回注污水之间的配伍性进行了研究，以用于指导现场注水工作。

1 水样离子成份及水质分析

大港北部油田3个区块的水样离子成份分析见表1。

表1 地层水及回注污水质离子成份分析数据

从表1中数据可以看出，北大港唐南精细回注水矿化度比地层水矿化度低近900mg/L；南大港羊三木回注水和地层水、羊二庄回注水和地层水矿化度基本一致，表明该区块连通性好，但南大港羊二庄回注水与地层水的水型不一致，前者的水型为NaHCO3，而后者的水型为CaCl2；板桥回注水矿化度较地层水矿化度要低6000mg/L。

采用SY/T5329-94《碎屑岩油藏注水水质推荐指标及分析方法》标准方法中注入水水质分析方法，对3种回注水水样进行了水质分析，分析结果见表2。

表2 不同区块回注水水质分析结果

由表2的分析结果可知，几种注入水的悬浮固体、粒径中值、总铁含量等均超标，尤其是南大港羊三木回注污水水质较差，色度大，浑浊，明显见油，平均腐蚀率超过标准，难以达到局控注水指标。

2 结垢趋势预测

2.1预测方法

应用Stiff amp; Davis公式[2～4]，采用CaCO3饱和指数SI和稳定指数SAI。

1)根据“饱和指数”：

SI=SpH-SpHs

判断溶液中CaCO3沉淀的可能性。式中，SpH为水样实际的pH值；SpHs为CaCO3达到饱和度时的pH值；SI为饱和指数。SIlt;0表示水中CaCO3未达到饱和，结垢趋向小，也就不可能结垢；SIgt;0表示CaCO3达饱和，结垢趋向大，可能结垢；SI=0表示CaCO3正处于饱和点，稳定。

2)根据“稳定指数”：

SAI=2SpHs-SpH

判断溶液中CaCO3沉淀的可能性。SAIlt;6时有结垢趋势，SAIgt;7有腐蚀趋势。

2.2预测结果

表3列出了8种水样的SI、SAI值，离子强度I及根据Debge-Hückel公式[5]计算的8种离子的活度系数γ。

表38种污水CaCO3结垢预测数据

水源活度系数γγ(Ca2+)γ(Mg2+)γ(HCO2-3)离子强度I饱和指数SI稳定指数SAI唐南精细回注水0451048907990064023788唐一站港68K井地层水04390478049300709025760羊三木回注水0401044507700098-015850羊三木8⁃17井地层水0095040504480772-005840庄大站(羊二庄)回注水0096040304470771017799庄四站(羊二庄)地层水0092040804510774-016851板14注水站回注水03870433076001107-0268804板884井地层水0212032003740713-015844

从表3可以看出，地层水(采出水)和处理后水饱和指数SI在-0.16～0.25范围，SAI在7.60～8.50范围。综合这2项指数可以得出，唐南精细回注水有一定的结垢倾向，其他几种水样作为注入水是较稳定的，结垢性趋势较小。