青海油田含油污泥调剖技术应用

2022-03-03从生伟郭利霞王辉刘文博张猛青海油田公司采油二厂

石油石化节能 2022年1期

从生伟郭利霞王辉刘文博张猛（青海油田公司采油二厂）

油田进入高含水或特高含水开采期后，污泥调剖技术研究及应用取得了新进展，在改善高含水油藏水驱开发效果方面获得了显著效果。含油污泥是原油脱水处理过程中伴生的工业废物，主要成分是水、盐、固体悬浮物、泥质、乳化油、胶质沥青和蜡质[1-3]。作为调剖剂，与其他化学调剖剂相比，含油污泥具有良好的抗盐、抗高温、抗剪切性能，便于大剂量调剖挤注，是一种成本低、能够有效改善吸水剖面的效果较好的堵剂。

1 污泥性质及调剖可行性

联合站含油污泥是一种组成复杂、化学性质较为稳定的棕黑色黏稠状固体，含有残余的原油破乳剂、水处理剂、硫化物沉降物、泥沙及少量原油及胶质、沥青质等，具有一定的活性，属于多相体系，一般由水包油（O/W）、油包水（W/O）及悬浮固体组成，存在一定的乳化及黏度，固相难以彻底沉降。污泥粒径较小，污泥粒径一般小于1mm，具有一定的粒径及堵塞孔喉的能力和较好的配伍性。国家环保法已将含油污泥列为《国家危险废物名录》之中，含油污泥的处理和转运均要受到相关环保部门的监控，处理成本较高[4]。

利用联合站含油污泥产于地层、与地层有良好的配伍性的有利因素，使含油污泥应用于油田注水井调剖施工。污水处理中沉积形成的难以处理的含油污泥，用于油田调剖，是基于“来自地层，还于地层”的思想提出的一种含油污泥处理和利用并举的方法。在含油污泥中加入适量添加剂，调配成黏稠悬浮液，回注地层。用于高渗透注水井调剖，起到封堵大孔道，协调注采关系的作用。当悬浮液在地层达到一定的深度后，悬浮体系解离，其中的固体颗粒、胶质沥青和蜡质析出，并通过它们的黏联聚集形成较大粒径的“团粒结构”沉降在大孔道中，使大孔道通径变小，增加了注入水的渗流阻力，迫使注入水改变渗流方向，从而达到提高注入水波及体积、改善注水开发效果的目的，具有较好的应用前景[5-10]。

2 室内实验情况

2.1 污泥样品分析

乌南联合站污水污油池接收调储罐、净化水罐排污，以黑色污水为主。潜水泵放置于污水污油池底部，泵出含污泥污水至罐车，当30m3罐车装至罐体积量的一半时，取污水污油池内污水200g，恒温干燥箱内80℃，48h烘干，确定平均污泥3.92%，2020年8月乌南联合站污水含量见表1。

表1 2020年8月乌南联合站污水含泥量

污泥经高渗透层或大孔道进入地层，会在高渗透层、大孔道内产生堆积。不同粒径的堆积，强度上也会产生差别，会有部分较小的颗粒进入地层孔喉内，对孔吼产生封堵。孔喉被封堵后，会直接改变流体渗流方向，使水流转相，进而改变吸水剖面。污泥的粒径分布，对施工过程及污泥调剖后的有效作用期，都有重要影响。使用SALD-2300粒径测试仪，对乌南联合站污泥样品进行粒径分析发现，污泥泥质粒径较小，一般为微米级，147.329～417.116μm的粒子占比最高，为众数粒子，中位粒径为176.876μm。

2.2 悬浮剂加量确定

污泥中含有一定的原油及固相颗粒，具有一定的封堵作用。为形成稳定均一体系，施工中需加入悬浮剂，保持污泥中固相颗粒的均匀性、悬浮稳定性。

实验室配置污泥，测定污泥在黄原胶中的沉降时间。配制浓度为0.01%、0.02%、0.04%、0.05%、0.06%、0.08%、0.10%的黄原胶溶液500mL，分别加入1.5g（5%湿污泥）、3.0g（10%湿污泥）、4.5g（15%湿污泥）干污泥，搅拌机搅拌1h，形成均匀悬浊液，测试悬浊液沉降时间见表2。

表2 悬浮剂沉降时间

湿污泥含量在5%、10%、15%时，0.05%黄原胶浓度下，沉降时间均可达到4h，满足施工要求。实际应用中发现黄原胶易产生生物降解，在一些细菌的作用下，会失去部分黏度，因此在使用中会添加0.025%聚丙烯酰胺，提升黏度。

3 现场试验情况

近年，青海油田部分区块主力层存在不同程度水淹，含水持续上升，水淹后治理难度加大。这部分油田区块近年的调剖工作，使研究者对油泥调剖有了一定的认知，也为污泥调剖提供了实践经验。调剖采用柔性颗粒、体膨颗粒、聚合物凝胶的调剖体系。2019年调剖施工5井次，增油414t，较2018年调剖2井次增油量1284t有差距。2020年调剖施工2井次，累计注液6699×104m3，其中含泥污水4844×104m3，污泥193.8t，累计增油216.3t。2020年典型井调剖情况统计见表3。