含油污泥深度調(diào)剖技術(shù)在高升油田的應(yīng)用

摘 要:本文針對含油污泥深度調(diào)剖技術(shù)，以含油污泥為原料，將其經(jīng)過化學(xué)劑處理變成活性稠化污泥調(diào)剖劑并應(yīng)用于油田的注水井調(diào)剖，從而提高注水波及體積，達(dá)到改善注水開發(fā)效果的目的?，F(xiàn)場應(yīng)用效果表明，含油污泥深度調(diào)剖技術(shù)具有很好的發(fā)展前景。

關(guān)鍵詞:含油污泥 深度調(diào)剖技術(shù) 高升油田 應(yīng)用

中圖分類號:X741文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A文章編號:1672-3791(2012)06(c)-0096-02

油田生產(chǎn)中從油井產(chǎn)出的采出液成分非常復(fù)雜，在砂巖地層的油井還含有大量泥砂，泥砂在污水罐中沉積形成難以處理的含油污泥。罐底含油污泥的處理和利用問題一直是亟待解決的主要難題之一。據(jù)現(xiàn)場調(diào)查，高升采油廠高一聯(lián)合站在原油脫水和污水處理過程中，每年會產(chǎn)生近1000m3的含油污泥廢液，由于廢液污泥含量大，礦化度高，外排會造成土壤板結(jié)與堿化，對周圍環(huán)境造成嚴(yán)重污染，環(huán)境保護(hù)部門嚴(yán)禁直接外排。目前高升采油廠處理含油污泥的方法是將含油污泥排入污泥干化池，待其水分蒸發(fā)后運(yùn)至焚燒填埋場進(jìn)行焚燒后填埋。該方法存在處理周期長、處理成本高、焚燒填埋占用土地及存在環(huán)境污染的問題。同時(shí)，油田注水開發(fā)區(qū)塊在注水開發(fā)后期，由于注入水的長期沖刷，在注水井和生產(chǎn)井之間有可能產(chǎn)生特高滲透率的薄層，流動孔道變大，造成注入水在注水井和生產(chǎn)井之間的循環(huán)流動，致使油井出現(xiàn)了高含水現(xiàn)象，大大降低了油井的采收率。

為解決含油污泥的綜合治理和開發(fā)利用的難題，同時(shí)更好地改善注水開發(fā)效果，提高注水效率，根據(jù)高升油田地質(zhì)條件，開展了含油污泥深度調(diào)剖技術(shù)的應(yīng)用研究，并分別進(jìn)行了兩口井現(xiàn)場實(shí)驗(yàn)，取得了較好的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益。

1 含油污泥深度調(diào)剖機(jī)理

深度調(diào)剖技術(shù)采用段塞法等注入法，將化學(xué)劑注入油藏深部，封堵高滲透，高吸水層段，達(dá)到在油藏深部改善吸水剖面，迫使液流轉(zhuǎn)向，從而擴(kuò)大波及體積，提高注水開發(fā)效果和水驅(qū)采收率。

含油污泥深度調(diào)剖技術(shù)是以含油污泥為原料的復(fù)合深度調(diào)剖技術(shù)。含油污泥是油田原油脫水處理過程中在污水沉降罐中伴生的工業(yè)廢物。它來源于地層巖石的剝落物，隨著油井產(chǎn)出液進(jìn)入聯(lián)合站原油脫水系統(tǒng)。其主要成分是水、泥質(zhì)、膠質(zhì)瀝青質(zhì)及蠟質(zhì)；其中泥質(zhì)的粒徑非常小，一般為微米級。在含油污泥中加入適量的添加劑，使之形成均一、穩(wěn)定的乳狀液，注入地層，封堵注水層注水沖刷形成的孔道，迫使注入水改變滲流方向，使之進(jìn)入低滲層。調(diào)剖劑段塞在油藏注入水的作用過程中，不斷漂移，在油藏多孔介質(zhì)中連續(xù)運(yùn)移分配，不斷增大作用半徑，使注入水在油藏多孔介質(zhì)中多次繞流而增大水驅(qū)波及體積，從而達(dá)到提高提高水驅(qū)效率和增油降水的目的。

2 室內(nèi)實(shí)驗(yàn)

2.1 含油污泥性能測試

(1)污泥組分分析。稱取一定量的樣品，置于蒸餾瓶中加熱并收集餾出的水份，至無餾出水后，用石油醚和丙酮的混合液反復(fù)洗滌蒸餾瓶中的殘余物，用砂芯漏斗過濾，至漏斗中殘余物不含油為止，最后將砂芯漏斗連同殘余物烘干稱重。其中1、2號樣品分別取自于高一聯(lián)1、2號污泥干化池。測試結(jié)果見表1。

(2)污泥泥質(zhì)分析。將上述實(shí)驗(yàn)中分離出的泥樣，用標(biāo)準(zhǔn)篩篩分稱重，結(jié)果見表2。

(3)油分特性分析。將脫水后含油污泥樣品加熱至90℃，逐步降溫，分別測不同溫度條件的粘度，結(jié)果如圖1。

由上述實(shí)驗(yàn)可看出，高一聯(lián)合站所排含油污泥具有油組分含量相對較高，粘度高的特點(diǎn)。針對這些特點(diǎn)，我們有針對性的進(jìn)行乳化含油污泥的配方實(shí)驗(yàn)。

2.2 配方篩選

含油污泥深度調(diào)剖技術(shù)實(shí)際是一種復(fù)合深度調(diào)剖技術(shù)，調(diào)剖劑主要是由乳化含油污泥段塞、樹脂段塞和弱凝膠段塞三種段塞構(gòu)成。室內(nèi)配方實(shí)驗(yàn)主要針對乳化含油污泥體系的配方篩選，樹脂體系配方實(shí)驗(yàn)和弱凝膠體系性能評價(jià)實(shí)驗(yàn)。

(1)乳化含油污泥體系。乳化含油污泥段塞是含油污泥深度調(diào)剖劑的主段塞。含油污泥產(chǎn)自地層，與地層有很好的配伍性，因此乳化含油污泥體系室內(nèi)實(shí)驗(yàn)主要是配方篩選實(shí)驗(yàn)。

①含油污泥固化物含量:由于高升采油廠高一聯(lián)合站所排含油污泥粘度大，考慮到乳化處理含油污泥的成本及污泥的運(yùn)輸，決定含油污泥固化物含量在3%～10%范圍內(nèi)。

②乳化劑的篩選:添加乳化劑，能使污泥中的油組分與水形成均勻的水包油型乳化液，從而降低污泥粘度。通過室內(nèi)實(shí)驗(yàn)，當(dāng)乳化劑使用濃度在3%～4%時(shí)，乳化效果最好。

③分散劑的篩選:通過大量的沉降實(shí)驗(yàn)，篩選出濃度為0.1%～0.5% BJ分散劑，拆散由凝聚作用而形成的較大、較強(qiáng)的油、泥、水結(jié)構(gòu)，使固體顆粒和油更好地分散于水溶液中；同時(shí)起到表面活性劑的作用，從而形成均一、穩(wěn)定的乳狀液。

(2)樹脂體系。樹脂體系由無機(jī)物微顆粒與有機(jī)樹脂復(fù)配而成復(fù)合陰離子樹脂。有機(jī)樹脂包裹無機(jī)物微顆粒，形成柔性微團(tuán)，從而能封堵由注水沖刷形成的大孔道，改變注水水流方向，起到調(diào)剖作用。并且柔性微團(tuán)在注入水的作用過程中，能夠不斷漂移，在油藏多孔介質(zhì)中連續(xù)運(yùn)移分配，不斷增大作用半徑，使注入水在油藏多孔介質(zhì)中多次繞流而增大水驅(qū)波及體積。樹脂段塞與污泥段塞共同構(gòu)成含油污泥深度調(diào)剖劑的主段塞。

(3)弱凝膠體系。含油污泥深度調(diào)剖技術(shù)中弱凝膠段塞的作用是起到隔離調(diào)剖劑主段塞和后續(xù)注入水的作用。同時(shí)，該段塞也具有近井地帶的滲透率調(diào)整，要求它具有適度的堵塞強(qiáng)度和耐沖刷性能，并能做到該段塞在近井周圍調(diào)而不堵，堵而不死，確保注水井處理后保持足夠注入量，以滿足油藏穩(wěn)產(chǎn)的要求[2]。弱凝膠體系的性能評價(jià)實(shí)驗(yàn)主要做凝膠的熱穩(wěn)定性的實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)所選弱凝膠體系為聚丙烯酰胺濃度0.5%，膠聯(lián)劑濃度0.1%。實(shí)驗(yàn)結(jié)果見圖2。

由圖2中可知，弱凝膠有較好的熱穩(wěn)定性，在60℃下保存90d后，粘度保持率仍達(dá)87.5%，能達(dá)到調(diào)剖劑的技術(shù)要求。

2.3 模擬實(shí)驗(yàn)

采用雙路巖心夾持器化學(xué)劑評價(jià)模擬實(shí)驗(yàn)裝置測試活化后的含油污泥的封堵性能。實(shí)驗(yàn)結(jié)果見表3。

由上述室內(nèi)實(shí)驗(yàn)結(jié)果可得出結(jié)論:高一聯(lián)所排的含油污泥經(jīng)化學(xué)劑乳化后，作為水井調(diào)剖劑，技術(shù)上是可行的；從封堵實(shí)驗(yàn)來看，乳化含油污泥對巖芯的封堵效果十分明顯。

3 現(xiàn)場實(shí)施情況

該項(xiàng)技術(shù)分別在高2-4-72、高2-3-5井進(jìn)行了現(xiàn)場實(shí)驗(yàn)，取得了較好的效果。高2-4-72井投入資金28萬元，該累計(jì)增油達(dá)588.9噸，創(chuàng)產(chǎn)值50.06萬元，投入產(chǎn)出比為1∶1.79；井組含水率下降了6.5%；注水壓力提升了4.7MPa。高2-3-5井投入資金22萬元，累計(jì)增油達(dá)459.6t，創(chuàng)產(chǎn)值39.07萬元，投入產(chǎn)出比為1∶1.78；井組綜合含水率下降了6.4%；注水壓力提升了7.3MPa。

4 結(jié)論及建議

(1)含油污泥深度調(diào)剖技術(shù)的研究為含油污泥的處理提供了一項(xiàng)切實(shí)可行的新技術(shù)，解決了長期以來含油污泥外排造成的環(huán)境污染問題。

(2)含油污泥深度調(diào)剖技術(shù)有效地解決了注水井組的水竄問題，增油減水效果明顯，具有顯著的社會效益和經(jīng)濟(jì)效益，有很好的推廣前景。

(3)通過篩選與含油污泥配伍性好的處理劑配方，解決了含油污泥用作調(diào)剖劑的注入性及懸浮分散等問題。通過室內(nèi)實(shí)驗(yàn)，優(yōu)化處理劑配方配方，解決了污泥在施工過程中的沉降問題，使污泥體系的沉降時(shí)間達(dá)到了4小時(shí)30分鐘以上，從而保證了施工順利進(jìn)行。

(4)調(diào)剖劑的注入量不僅要保證調(diào)剖措施效果，同時(shí)要有較好的經(jīng)濟(jì)效益。就目前的調(diào)剖劑注入量來說，注入量的加大有利于加速受效油井的受效起始時(shí)間，提高含油污泥深度調(diào)剖技術(shù)措施的應(yīng)用效果。