长庆油田含硫水处理剂的筛选评价

宋绍富，张丽杰，张随望，隋 蕾

（1.西安石油大学化学化工学院，陕西西安 710065；2.长庆油田超低渗透油藏研究中心，陕西西安 710021）

长庆油田含硫水处理剂的筛选评价

宋绍富1，张丽杰1，张随望2，隋 蕾2

（1.西安石油大学化学化工学院，陕西西安 710065；2.长庆油田超低渗透油藏研究中心，陕西西安 710021）

长庆油田庄一联采出水经处理后仍具有较高的总矿化度、较多的悬浮物及残余油。根据现场腐蚀、结垢及细菌存在的现状，采用室内评价和现场试验相结合的方法，对几种常用的缓蚀剂、阻垢剂和杀菌剂进行筛选。实验结果表明：当复配药剂ZG-03:HSJ-03:SJ-04=40:100:100时，应用效果较好。

缓蚀剂；阻垢剂；杀菌剂；筛选评价

在油田的注水开发过程中产生了大量含油污水，此类污水具有较高的油藏伤害性，较强的腐蚀性及一定的结垢性，必须进行处理后才能回注。常用的化学水处理方法需要向污水中投加相应的防腐、阻垢和杀菌药剂，使污水达到回注标准。

在长期的生产实践中发现，不同水处理药剂之间往往存在一定相互作用，一些药剂单独使用时效果较好，但与其他药剂混合使用时，经常出现相互抑制的现象。本文针对长庆油田超低渗透油藏第一项目部庄一联含油污水的处理工艺特点，采用室内评价和现场试验相结合的方法，对几种常用的缓蚀剂、阻垢剂和杀菌剂进行筛选、评价，优选出配伍性良好的药剂，为油田生产提供参考。

1 水质分析

庄一联污水处理的基本流程为：三相分离器来水→自然沉降除油→絮凝沉降→过滤→净化水罐→回注。连续三天分别取庄一联三相分离器出口及净化水罐出口水样进行水质分析，评价现场水处理效果，结果（见表1）。

由表 1 可知，庄一联采出水 Ca2+、Mg2+、与 S2－含量均较高，总矿化度约12 500 mg/L。采出水经三相分离器油水分离后，悬浮物、含油量仍然高达300 mg/L与500 mg/L，经自然除油罐、混凝罐与净化水罐后，悬浮物与油含量降低到120mg/L与25mg/L以上，仍然超过回注水质标准。采出水在三相分离器出口的细菌含量不高，但经过水处理环节后，细菌含量有所增加，表明在采出水处理系统中，所投加的抑菌药剂效果欠佳，存在细菌滋生现象。庄一联采出水处理后的腐蚀速率较低，为0.016～0.026mm/a，达到石油行业回注水标准。

针对庄一联污水水质的分析结果及其处理现状，对3种缓蚀剂、8种阻垢剂及6种杀菌剂进行筛选评价及配伍性研究，获得配伍性良好的水处理药剂。

2 药剂的筛选评价

2.1 室内评价

2.1.1 缓蚀剂的室内评价 按照石油行业标准SY/T5273-2000的要求，根据庄一联污水的水质组成，配制模拟水，在现场水温度下、摇床中腐蚀7天（动态），测定其腐蚀失重情况，并计算腐蚀速率，评价各类缓蚀剂的缓蚀性能。

表1 连续三天水质分析结果

模拟水的配制方法，根据现场水的水质组成，以CaCl2、MgCl2、Na2SO4、Na2S 及 NaHCO3中的对应 Ca2+、Mg2+、S、S2-及模拟现场水样中相应离子，不足的Cl-以NaCl代替，其他离子暂时忽略不计，调整pH值至现场值。配制的模拟水组成如下：Cl-，6 450 mg/L，Ca2+，635 mg/L，Mg2+，125 mg/L，S，800 mg/L，HC，540 mg/L，S2-，10 mg/L，pH6.5 。

室内模拟庄一联采出水的腐蚀实验研究结果（见表 2）。

表2 庄一联模拟水缓蚀剂室内评价结果

由表2可知，HSJ-03缓蚀剂的缓蚀性能较好。在模拟环境中，动态条件下，HSJ-03缓蚀剂用量达到100 mg/L时，腐蚀速率可降低到0.055 7 mm/a，缓蚀率>81%，而当其用量达到120mg/L以上时，腐蚀速率可进一步降低到0.030 5mm/a以下，缓蚀率>89%。其他两种缓蚀剂用量达到120mg/L时，腐蚀速率亦可控制在0.076 mm/a以内，但缓蚀率明显低于HSJ-03。

2.1.2 阻垢剂的室内评价 按QSY-126-2007标准的要求，配制一定浓度的CaCl2、BaCl2、Na2CO3与Na2SO4溶液，分别将上述溶液按 CaCl2+Na2CO3、CaCl2+Na2SO4、BaCl2+Na2SO4两两混合，加入要求浓度的阻垢剂，同时做空白对照。恒温24 h后，比较加入阻垢剂前后水样中的CaCO3、CaSO4与BaSO4的沉积量，评定阻垢剂的阻垢率，结果（见表3）。

由表3可知，ZG-03对CaCO3的阻垢效率最高，达98.67%，同时ZG-01也达到90%以上，也能达标。ZG-02与ZG-03对CaSO4的阻垢效率均达到90%以上，满足标准要求。ZG-04对BaSO4的阻垢率最高，ZG-01，ZG-06，ZG-07，ZG-08对BaSO4的阻垢率也在90%以上。

2.1.3 杀菌剂的室内评价 通过从现场采集含菌水样，接种到硫酸盐还原菌（SRB）、腐生菌（TGB）与铁细菌（FB）选择性培养基中富集培养，再添加不同种类、浓度的杀菌剂，比较、评判各类杀菌剂的杀菌性能，避免在现场细菌含量较低时，出现各种杀菌剂杀菌率100%达标的假象。

表3 不同阻垢剂对CaCO3、CaSO4与BaSO4的阻垢率

原水样取自庄一联三相分离器出口采出水，原水样中TGB含量为600个/毫升、SRB含量700个/毫升、FB含量25个/毫升。经选择性培养基富集培养后，TGB、SRB与FB含量均达到107个/毫升以上，以此菌种液作为杀菌性能的检测对象，将6种杀菌剂分别按50 mg/L、100 mg/L与150mg/L浓度加入上述菌液中，静置杀菌1 h后，按SY/T5890-93方法检测剩余菌数，评判各类杀菌剂的杀菌性能，同时作空白对照，结果（见表4）。

表4 不同杀菌剂对富集后的油田水中细菌的杀菌性能检测结果

由表4结果可知，SJ-02、SJ-04与SJ-06杀菌性能较好，SJ-01次之，而SJ-03与SJ-05杀菌性能较差。

2.2 现场应用评价

2.2.1 缓蚀剂的现场评价 按照石油行业标准SY/T5273-2000的要求，对不同缓蚀剂进行现场评价，结果（见表 5）。

表5 不同缓蚀剂的评价结果

由表5评价结果可知，不同缓蚀剂在同一用量下，HSJ-03的缓蚀率相对较高，当加药量为100 mg/L时，其腐蚀速率只有0.019 mm/a，低于石油行业要求的0.076mm/a，已经达到注水标准。

2.2.2 阻垢剂的现场评价 取现场采出水样，分别加入20 mg/L与40 mg/L不同种类的阻垢剂，测定溶液中Ca2+的浓度，评价其阻垢性能，结果（见表6）。

表6 不同阻垢剂的评价结果

由表6评价结果可知，不同药剂在同一用量下，ZG-03，ZG-04的阻垢性能相对较好，其阻垢率均达到80%以上，当加药量为40mg/L时，ZG-03的阻垢率达91.8%，符合石油行业对阻垢剂阻垢率≥90%的性能要求。

2.3 复配药剂现场混合使用时的适应性评价

根据药剂的室内评价及现场应用评价的结果，并考虑到杀菌剂的成本，对庄一联污水系统，分别选取缓蚀剂HSJ-03，阻垢剂 ZG-03、ZG-04，与杀菌剂 SJ-04进行现场药剂复配适应性效果评价。

药剂的浓度：缓蚀剂HSJ-03 100 mg/L，阻垢剂ZG-03、ZG0-4 均选用 40 mg/L、60 mg/L 两个浓度，SJ-04 100mg/L，结果（见表 7）。

表7 复配药剂对庄一联污水腐蚀、阻垢及杀菌性能的影响

由表 7结果可知，HSJ-03、ZG-03、ZG-04与 SJ-04混合复配时，污水系统的腐蚀速率从0.055 9mm/a下降到0.015 2～0.022 7 mm/a，缓蚀效果明显，腐蚀速率低于0.076mm/a，达到中石油行业要求。复配体系对系统的阻垢性能有一定抑制作用，共同使用时比阻垢剂单独使用时的阻垢率低5%～10%，当ZG-03:HSJ-03:SJ-04=40:100:100时，阻垢率为86.78%。所以在实际使用时不能将阻垢剂与缓蚀剂混合加药，应尽可能分开加药，控制两种药剂混合接触应间隔一定时间，以避免相互抑制。由于污水系统本身的细菌含量不高，复配体系均可达到杀菌要求。

3 结论

（1）在庄一联的污水水质条件下，在相同的条件下，HSJ-03，ZG-03，ZG-04，SJ-04 的应用效果优于同类其他药剂。

（2）复配药剂ZG-03:HSJ-03:SJ-04=40:100:100时，应用效果较好，污水体系的腐蚀速率及杀菌率都达到了石油行业的标准要求，阻垢率为86.78%；缓蚀剂与阻垢剂同时添加时，存在一定抑制作用，建议这两种药剂应间隔一定时间添加或在加药流程间隔一定距离添加。

［1］ SY/T5273-2000油田采出水用缓蚀剂性能评价方法［S］.北京：石油工业出版社，2000:1-3.

［2］ QSY-126-2007油田水处理用缓蚀阻垢剂技术要求［S］.北京：石油工业出版社，2007:1-6.

［3］ SY/T5890-93杀菌剂性能评价方法［S］.北京：石油工业出版社，1993:1-3.

The selection and evaluation of treatment agents for waste water containing sulfides in Changqing oilfield

SONG Shaofu1，ZHANG Lijie1，ZHANG Suiwang2，SUILei2
（1.College of Chemistry and Chemical Engineering，Xi＇an Shiyou University，Xi＇an Shanxi710065，China；2.Research Center of Ultro-low Permeability Oil Reservoir，Changqing Oilfield of CNPC，Xi'an Shanxi710021，China）

There were high salinity,much suspended solids and residual oil in the waste water although it had been treated in Zhuangyilian of Changqing oilfield.According to the local conditions of corrosion,scaling and bacteria,several common corrosion inhibitors,scale inhibitors and bactericideswere screened out through laboratory evaluation and field test.The experimental results showed that:the optimized chemicals were ZG-03:HSJ-03:SJ-04=40:100:100,which could brought excellent performance.

corrosion inhibitor；scale inhibitor；bactericide；selection and evaluation

10.3969/j.issn.1673-5285.2013.03.019

TE624.1

A

1673-5285（2013）03-0073-04

2013－02-14

陕西省科技统筹创新工程计划项目“陕北特低渗透油田含硫采油污水回注处理技术研究与应用”资助，项目编号：2012KTCG01-11。

宋绍富，男（1974－），博士、副教授，现从事石油化工与油气田环境保护方面的教学与科研工作。