勝利油田回注水沿程水質變化因素分析及對策措施

周海剛

中國石化勝利油田分公司技術檢測中心，山東 東營 257000

勝利油田回注水沿程水質變化因素分析及對策措施

周海剛

中國石化勝利油田分公司技術檢測中心，山東 東營 257000

根據勝利油田含油污水水性和處理工藝的不同選擇了30條沿程檢測線，通過檢測分析，確定“懸浮固體含量”和“SRB菌含量”沿程有明顯變化，水質變化的拐點一般位置出現在注水站。采用常規工藝的強腐蝕性水，水質變化較為明顯，水質改性和預氧化處理工藝的污水站沿程水質保持穩定。分析認為管理因素和水性因素是造成沿程水質變化的兩個主要原因。保持沿程水質穩定達標應從技術和管理兩方面入手，遵循“源頭治理，沿程控制”的原則。

注水；水質變化；沿程；含油量；懸浮固體含量；SRB菌含量；平均腐蝕率

多年來的開發實踐證明：要實現低滲油田的高效能開發，必須注足水、注好水。近幾年來分公司對油田注入水水質進行了專項治理，水質有了明顯的改善，有效地提高了低滲油田的開發效果。污水處理回注是一項系統工程，每個環節對最終的結果都會產生很大的影響，污水處理的前端固然是重要的，但真正決定注入地層的水是否符合油層開發要求取決于是井口水質的指標，從檢測數據來看，盡管污水在經過過濾裝置后已經取得了較好的效果，主要指標能夠滿足所屬地層滲透率的要求。但是，配水間和井口后水質有明顯惡化。對于出現這種現象的原因急需進行分析，確定主要影響因素，從而制定科學的對策解決井口水質變差的現象。從2009年起，通過對沿程水質的跟蹤監測，掌握了水質變化現狀，摸清了水質變化影響因素，提出了治理措施，并對治理措施進行了驗證，得出了結論。

1 勝利油田沿程水質變化現狀

勝利油田目前的水處理工藝流程主要有常規重力流程、水質改性工藝流程、電化學預氧化工藝流程等。通過對各工藝不同節點水質進行連續跟蹤檢測結果來看，沿程水質與污水站外輸水相比，水質狀況有明顯惡化，達標率降低7到10個百分點，其中降低幅度較大的指標是懸浮固體含量和SRB菌含量。

按不同處理工藝對各指標情況進行綜合分析，沿程水質存在如下特點：

①改性及預氧化工藝沿程水質各項指標基本保持穩定；

②常規處理工藝沿程懸浮固體含量和SRB菌升高較普遍；

③凈化指標中，含油量沿程基本穩定，懸浮固體含量指標則明顯變差；穩定指標中，SRB菌含量沿程升高明顯，腐蝕率僅有個別站存在升高現象；

④水質變化的拐點一般位置是在注水站，水質在配水間和井口進一步惡化。

2 水質沿程變化影響因素分析

從連續監測數據分析，回注水的四個主要指標中，“懸浮固體含量”和“SRB菌”沿程變化現象最為突出，而“含油量”和“平均腐蝕率”的變化不突出，下面將對各指標變化原因進行分析，其中重點對“SRB菌”和“懸浮固體含量”的變化進行剖析。

2.1 含油量變化影響因素分析

（1）沿程設施管道存在污染，油粘附于管道內壁或腐蝕產物及污垢上，形成油泥，在達標水流經時隨水逐漸沖走。

（2）注水站注水罐排泥不及時，大量含油污泥沉積在注水罐底部，達標水流經時把部分油再次攜帶走，導致后面流程中含油量增加。

（3）污水站前端水處理本身不穩定，造成不同時間所取水樣含油量波動。

2.2 SRB菌變化影響因素分析

沿程SRB菌的增加主要是因為源頭控制不到位和過程控制缺陷造成的。

（1）源頭控制不到位

這里的源頭控制指的是污水站外輸水的控制。由于藥劑投加量不足及投加方式不適應，當外輸水中的SRB菌未被有效殺滅時，在沿程后端流程中適宜的溫度環境下SRB菌又會大量滋生。源頭控制不到位的主要原因是殺菌劑投加費用不足引起的，藥劑技術水平的局限性也是造成SRB菌沿程增加的因素之一。

（2）過程控制存缺陷

所謂的過程控制缺陷，這里指的是在源頭水質處理以后，在后端沿程沒有采取有效的連續控制措施，藥劑投加斷流，藥效無法連續發揮作用，使SRB菌得以喘息的機會。當然，究其根源這種現象也是由于藥劑量的投加費用不足造成的。由于沿程管壁、構筑物內壁上本身黏附有大量菌落，在內壁未被清理干凈的情況下，SRB菌會長期存在。菌落中的SRB菌單體會隨水流沖走，進入下一級流程中，導致后端檢測中SRB含量升高的情況發生。

2.3 懸浮固體含量變化影響因素分析

沿程水質懸浮固體含量的變化在常規處理工藝下較普遍存在，起影響因素可分為管理因素和水性因素兩個方面。

(1) 管理因素

因認識不到位及成本制約，管路長期不清洗，管道及構筑物中腐蝕產物、垢以及污泥的存在，使得水在運移過程中可能攜帶部分顆粒物，使得后端流程中懸浮物含量增加。水在管網流動過程中，由于化學、電化學及微生物的腐蝕以及水質的穩定性差，往往形成管內腐蝕、沉淀及結垢的情況。結垢層成分非常復雜，有混凝劑鋁鹽的沉淀粘垢、有機基質生物膜層和鐵銹瘤等，其厚度不但與水溫、pH 值、殘留有機物含量有關，而且和管道的使用年限有關，隨著時間的推移而增厚。管道的有效截面積縮小，污垢會在流速變化的情況下產生脫落，易造成“渾水”。

(2) 水性因素

①鐵離子和溶解氧的影響

現河和東辛的幾條沿線水質出現了懸浮固體含量明顯升高的現象。這幾條線的來水具有類似的性質，即二價鐵含量較高，均達到10mg/L左右。油田采出水中的鐵在水中不含溶解氧時，一般以二價鐵離子形式存在于水中。在沿線水質檢測中存在一個較普遍的現象，即在注水罐出口處溶解氧含量升高，變化范圍0.5mg/L～2mg/L；一旦水暴氧，水中的二價鐵會迅速轉變為三價鐵，三價鐵又極易水解生成氫氧化鐵沉淀，使水中懸浮物含量明顯增加。

②SRB菌的影響

通過對濱南的利津和濱五沿線檢測結果發現，流程后端的水質呈現黑水現象，沿程SRB菌有明顯增長，黑水現象在配水間后表現明顯。利津污在經過連續大劑量的殺菌劑投加后，SRB菌得到了較好的控制，后端的水質也有了明顯改善，由此也可以佐證SRB菌對后端水質的影響。

3 沿程水質變化控制措施建議

對于沿程水質穩定存在的問題，應從源頭治理和過程控制兩方面入手。源頭治理是解決水質穩定的基礎，過程控制是水質穩定的保障。對于因管道構筑物內部污染原因引起的水質變差，可在管理上采取定期排泥、清洗管壁等措施進行解決。而對于因水質本身性質變化引起的井口水質變差問題，則應從源頭控制，解決影響因素。

通過分析研究表明，只要控制或者減少兩對影響因素中的某個因素，就可以實現水質的穩定。目前采出水的水質穩定控制工藝除注重系統的防腐、防垢外，在采出水性質的調整方面進行了一些研究和實踐應用，取得了較好的效果。歸納起來有兩方面的做法。在采出水的水質穩定控制中，對于原水中含鐵離子和硫離子的情況，應采用源頭控制的方式，采取適當的工藝措施在水質處理過程中去除，對于腐蝕性較強，SRB菌孳生嚴重的沿程注水流程中易次生鐵離子和硫離子的采出水，應加強過程控制，通過投加“三防”藥劑、密閉隔氧、采用非金屬管道或涂敷防腐涂層等方式控制鐵離子和硫離子的次生。

4 結語

1 ）勝利油田回注水沿程水質狀況有明顯惡化，水質變化的拐點一般位置是在注水站，水質在配水間和井口進一步惡化。

2 ）回注水沿程水質的變化因水性、水處理工藝的不同而存在差異。采用常規工藝的強腐蝕性水，水質變化較為明顯，水質改性和預氧化處理工藝的污水站沿程水質保持穩定。

3 ）水性是沿程水質穩定的決定因素，亞鐵離子含量高和SRB菌的滋生是影響水質變化的重要因素。

4 ）保持沿程水質穩定達標應遵循“源頭治理，沿程控制”的原則。從源頭上消除不穩定離子，可保證水質長期穩定。注水罐罐底污泥和沿程管線污垢造成了水質的二次污染，定期清污是從管理上保證水質穩定的有效措施，科學的藥劑投加方案是技術上保證水質沿程穩定的關鍵。

10.3969/j.issn.1001-8972.2012.20.028