胜利油田回注水沿程水质变化因素分析及对策措施

2012-01-27周海刚

中国科技信息 2012年20期

关键词：沿程胜利油田处理工艺

周海刚

中国石化胜利油田分公司技术检测中心，山东东营 257000

胜利油田回注水沿程水质变化因素分析及对策措施

周海刚

中国石化胜利油田分公司技术检测中心，山东东营 257000

根据胜利油田含油污水水性和处理工艺的不同选择了30条沿程检测线，通过检测分析，确定“悬浮固体含量”和“SRB菌含量”沿程有明显变化，水质变化的拐点一般位置出现在注水站。采用常规工艺的强腐蚀性水，水质变化较为明显，水质改性和预氧化处理工艺的污水站沿程水质保持稳定。分析认为管理因素和水性因素是造成沿程水质变化的两个主要原因。保持沿程水质稳定达标应从技术和管理两方面入手，遵循“源头治理，沿程控制”的原则。

注水；水质变化；沿程；含油量；悬浮固体含量；SRB菌含量；平均腐蚀率

多年来的开发实践证明：要实现低渗油田的高效能开发，必须注足水、注好水。近几年来分公司对油田注入水水质进行了专项治理，水质有了明显的改善，有效地提高了低渗油田的开发效果。污水处理回注是一项系统工程，每个环节对最终的结果都会产生很大的影响，污水处理的前端固然是重要的，但真正决定注入地层的水是否符合油层开发要求取决于是井口水质的指标，从检测数据来看，尽管污水在经过过滤装置后已经取得了较好的效果，主要指标能够满足所属地层渗透率的要求。但是，配水间和井口后水质有明显恶化。对于出现这种现象的原因急需进行分析，确定主要影响因素，从而制定科学的对策解决井口水质变差的现象。从2009年起，通过对沿程水质的跟踪监测，掌握了水质变化现状，摸清了水质变化影响因素，提出了治理措施，并对治理措施进行了验证，得出了结论。

1 胜利油田沿程水质变化现状

胜利油田目前的水处理工艺流程主要有常规重力流程、水质改性工艺流程、电化学预氧化工艺流程等。通过对各工艺不同节点水质进行连续跟踪检测结果来看，沿程水质与污水站外输水相比，水质状况有明显恶化，达标率降低7到10个百分点，其中降低幅度较大的指标是悬浮固体含量和SRB菌含量。

按不同处理工艺对各指标情况进行综合分析，沿程水质存在如下特点：

①改性及预氧化工艺沿程水质各项指标基本保持稳定；

②常规处理工艺沿程悬浮固体含量和SRB菌升高较普遍；

③净化指标中，含油量沿程基本稳定，悬浮固体含量指标则明显变差；稳定指标中，SRB菌含量沿程升高明显，腐蚀率仅有个别站存在升高现象；

④水质变化的拐点一般位置是在注水站，水质在配水间和井口进一步恶化。

2 水质沿程变化影响因素分析

从连续监测数据分析，回注水的四个主要指标中，“悬浮固体含量”和“SRB菌”沿程变化现象最为突出，而“含油量”和“平均腐蚀率”的变化不突出，下面将对各指标变化原因进行分析，其中重点对“SRB菌”和“悬浮固体含量”的变化进行剖析。

2.1 含油量变化影响因素分析

（1）沿程设施管道存在污染，油粘附于管道内壁或腐蚀产物及污垢上，形成油泥，在达标水流经时随水逐渐冲走。

（2）注水站注水罐排泥不及时，大量含油污泥沉积在注水罐底部，达标水流经时把部分油再次携带走，导致后面流程中含油量增加。

（3）污水站前端水处理本身不稳定，造成不同时间所取水样含油量波动。

2.2 SRB菌变化影响因素分析

沿程SRB菌的增加主要是因为源头控制不到位和过程控制缺陷造成的。

（1）源头控制不到位

这里的源头控制指的是污水站外输水的控制。由于药剂投加量不足及投加方式不适应，当外输水中的SRB菌未被有效杀灭时，在沿程后端流程中适宜的温度环境下SRB菌又会大量滋生。源头控制不到位的主要原因是杀菌剂投加费用不足引起的，药剂技术水平的局限性也是造成SRB菌沿程增加的因素之一。

（2）过程控制存缺陷

所谓的过程控制缺陷，这里指的是在源头水质处理以后，在后端沿程没有采取有效的连续控制措施，药剂投加断流，药效无法连续发挥作用，使SRB菌得以喘息的机会。当然，究其根源这种现象也是由于药剂量的投加费用不足造成的。由于沿程管壁、构筑物内壁上本身黏附有大量菌落，在内壁未被清理干净的情况下，SRB菌会长期存在。菌落中的SRB菌单体会随水流冲走，进入下一级流程中，导致后端检测中SRB含量升高的情况发生。

2.3 悬浮固体含量变化影响因素分析

沿程水质悬浮固体含量的变化在常规处理工艺下较普遍存在，起影响因素可分为管理因素和水性因素两个方面。

(1) 管理因素

因认识不到位及成本制约，管路长期不清洗，管道及构筑物中腐蚀产物、垢以及污泥的存在，使得水在运移过程中可能携带部分颗粒物，使得后端流程中悬浮物含量增加。水在管网流动过程中，由于化学、电化学及微生物的腐蚀以及水质的稳定性差，往往形成管内腐蚀、沉淀及结垢的情况。结垢层成分非常复杂，有混凝剂铝盐的沉淀粘垢、有机基质生物膜层和铁锈瘤等，其厚度不但与水温、pH 值、残留有机物含量有关，而且和管道的使用年限有关，随着时间的推移而增厚。管道的有效截面积缩小，污垢会在流速变化的情况下产生脱落，易造成“浑水”。

(2) 水性因素

①铁离子和溶解氧的影响

现河和东辛的几条沿线水质出现了悬浮固体含量明显升高的现象。这几条线的来水具有类似的性质，即二价铁含量较高，均达到10mg/L左右。油田采出水中的铁在水中不含溶解氧时，一般以二价铁离子形式存在于水中。在沿线水质检测中存在一个较普遍的现象，即在注水罐出口处溶解氧含量升高，变化范围0.5mg/L～2mg/L；一旦水暴氧，水中的二价铁会迅速转变为三价铁，三价铁又极易水解生成氢氧化铁沉淀，使水中悬浮物含量明显增加。

②SRB菌的影响

通过对滨南的利津和滨五沿线检测结果发现，流程后端的水质呈现黑水现象，沿程SRB菌有明显增长，黑水现象在配水间后表现明显。利津污在经过连续大剂量的杀菌剂投加后，SRB菌得到了较好的控制，后端的水质也有了明显改善，由此也可以佐证SRB菌对后端水质的影响。

3 沿程水质变化控制措施建议

对于沿程水质稳定存在的问题，应从源头治理和过程控制两方面入手。源头治理是解决水质稳定的基础，过程控制是水质稳定的保障。对于因管道构筑物内部污染原因引起的水质变差，可在管理上采取定期排泥、清洗管壁等措施进行解决。而对于因水质本身性质变化引起的井口水质变差问题，则应从源头控制，解决影响因素。

通过分析研究表明，只要控制或者减少两对影响因素中的某个因素，就可以实现水质的稳定。目前采出水的水质稳定控制工艺除注重系统的防腐、防垢外，在采出水性质的调整方面进行了一些研究和实践应用，取得了较好的效果。归纳起来有两方面的做法。在采出水的水质稳定控制中，对于原水中含铁离子和硫离子的情况，应采用源头控制的方式，采取适当的工艺措施在水质处理过程中去除，对于腐蚀性较强，SRB菌孳生严重的沿程注水流程中易次生铁离子和硫离子的采出水，应加强过程控制，通过投加“三防”药剂、密闭隔氧、采用非金属管道或涂敷防腐涂层等方式控制铁离子和硫离子的次生。