特殊污泥凝膠顆粒調驅劑在衛58塊油田的應用

　中國石化中原油田分公司采油三廠

特殊污泥凝膠顆粒調驅劑在衛58塊油田的應用

何云章中國石化中原油田分公司采油三廠

文衛油田污水處理廠污水來源多重，成分復雜，處理后殘渣堆積，通過球磨處理后，成分主要由細粉砂、垢質、黏土膠結物、方解石和老化聚合物等微粒構成，粒徑＜64μm；濃度為20%～30%時，密度1.20～1.32g/cm3，黏度12～25mPa·s。通過室內實驗研究確定了生產特殊細化注水殘渣凝膠顆粒調驅劑最佳配方：20%丙烯酰胺+16%球磨特殊污水處理殘渣+0.16%交聯劑+引發劑，通過在衛58區塊油田的應用，取得了增油效果，實現了污水處理殘渣來源于儲層，回歸于儲層的目標。

特殊污水；污泥凝膠顆粒調驅劑；調剖調驅；衛58塊

1　文衛油田污水處理基本情況

污水處理站設計處理污水量12000m3/d，實際處理水量12500m3/d，其中外輸水量10400m3/d，站內循環污水量2100m3/d。

氧化劑的投加量30mg/L，A劑加藥量450mg/L，水體的pH值控制在7.0左右。混凝劑加藥量170mg/L，助凝劑加藥量150mg/L。

特殊污水處理殘渣經球磨過篩后，主要由細粉砂、垢質、黏土膠結物、方解石和老化聚合物等微粒構成，粒徑＜64μm；濃度為20%～30%時，密度1.20～1.32g/cm3，黏度12～25mPa·s。

2　特殊污泥凝膠顆粒配方研究

2.1細化污泥最佳配比

將球磨細化后的含水特殊污泥進行過濾、烘干，通過室內實驗評價優選特殊干污泥和單體（本實驗選用丙烯酰胺）的最佳配比，以此根據含水特殊污泥的濃度制備污泥凝膠顆粒。在不同干污泥與丙烯酰胺比例下制備了污泥調剖劑[5]，其他條件為：丙烯酰胺濃度18～20%、交聯劑占丙烯酰胺0.15%。不同特殊干污泥用量下污泥凝膠顆粒性能見表1。

表1　不同特殊干污泥用量下污泥凝膠顆粒性能

從表1可看出，特殊干污泥和丙烯酰胺的最佳配比為0.8∶1.0。

2.2丙烯酰胺最佳含量

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特殊污泥本身不能聚合，主要是不飽和單體共聚，污泥混合其中，因此選擇合適的單體及濃度很重要。單體含量影響到產物的相對分子質量，含量太少時，難以聚合，含量太多則增加污泥調剖劑的成本。在不同丙烯酰胺濃度下制備污泥調剖劑，并確定丙烯酰胺的最佳含量，特殊干污泥與丙烯酰胺配比為0.8∶1.0，交聯劑占單體0.15%。不同丙烯酰胺含量下污泥凝膠顆粒性能見表2。

表2　不同丙烯酰胺含量下污泥凝膠顆粒性能

從表2可看出，丙烯酰胺的最佳濃度為20%。

2.3交聯劑最佳用量

交聯劑的作用是使單體在聚合過程中由線狀的分子進一步交聯成立體的網狀大分子。該立體網狀交聯聚合物具有吸水性，能夠在水中膨脹，但不會溶解。在不同交聯劑用量下制備了污泥凝膠顆粒，其他條件為丙烯酰胺濃度20%、干污泥16%。不同交聯劑含量下污泥凝膠顆粒性能見表3。

表3　不同交聯劑含量下污泥凝膠顆粒性能

從表3可看出，交聯劑比較合理的用量是0.16%。

室內實驗表明，生產特殊細化污泥凝膠的最佳配方為：20%丙烯酰胺+16%球磨特殊污泥+0.16%交聯劑+引發劑。

3　現場應用及效果

經過對文衛油田所有區塊的儲層特點、原油物性和開發現狀進行分析篩選，確定衛58塊最適宜特殊細化污泥的應用。

衛58塊位于東濮凹陷北端衛城構造的西南部，為一北窄南寬的長條型斷塊油藏，油藏西北高、東南低，地層平緩。含油層位為沙二上1，油藏埋深1537～1648m，構造長約3.0km，寬約0.5～1.0km，含油面積2.8km2，石油地質儲量261×104t，標定可采儲量61×104t，采收率23.37%。

油藏儲層較單一，含油井段10～20m，隔層普遍小于2.0m，為細、粉石英砂巖，膠結類型為接觸-孔隙型，膠結較疏松，物性較好，平均孔隙度27.0%，平均空氣滲透率433×10-3μm2。從平面上看，滲透率大于200×10-3μm2的部分約占砂體分布面積的95.0%。縱向上儲層分為5個小層，從上到下滲透性逐漸變差，沙二上11、沙二上13全區范圍內砂體分布穩定，單層有效厚度大部分大于2.0m，98%以上井點滲透率在400×10-3μm2以上，單井最高滲透率達769.5×10-3μm2，最低不到1.0× 10-3μm2；沙二上12砂體北部局部尖滅，85%以上井點滲透率分布在（200～400）×10-3μm2之間；沙二上14砂體南部發育較好，北部尖滅，80%以上井點砂體滲透率小于200×10-3μm2；沙二上15砂體呈透鏡體狀零星分布，滲透性相對較差。原始地層壓力17.01MPa，壓力系數1.01，為常壓油藏。

衛58塊原油物性差，地下原油黏度為112～146mPa·s，地面原油密度0.932g/cm3，地面原油黏度為 819.64～1544.4mPa·s，原油凝固點26℃，含蠟量19.8%。地層水礦化度 4.7507× 104mg/L，氯離子含量2.8087×104mg/L，水型MgCl2。

經衛58塊剩余油分析認為，油田雖然經過幾十年的開發，還有大量的剩余油滯留在地層未被采出，剩余油主要分布在斷層、油藏邊界、構造的高點及注水井非主流線區域；衛58塊平均滲透率433×10-3μm2，滿足污泥回注的要求；衛58塊層間、層內和平面矛盾突出，水驅效率低下，需調剖調驅改善開發效果；衛58塊原油黏度大造成油水流度比大，進而水驅指進、舌進，掃油面積下降，因此，需提高驅替液的黏度，降低油水流度比。

截至2014年底，衛58塊已累計處理消化特殊含油污泥近4800m3；衛58塊采用細化污泥調剖調驅施工6個井組，已完工3個，見效增油3個井組，初步見效2個井組，階段累增油約1614t。衛58塊層系較單一，主要是調驅，調整封堵砂二下1部分小層內大孔道和高滲條帶，迫使注入水轉向進入砂二下1其他滲透率相對較差的小層或條帶，提升水驅波及體積，驅替出其中富集的剩余油。

4　結語

（1）分類分級無害化處理特殊細化污泥，并結合現場實際進行合理運用，有效解決了特殊污泥注入的難題，為下一步污泥回注提供借鑒經驗。

（2）地質認識、優選井組、優化方案和動態調整是衛58塊特殊細化污泥調剖調驅措施創效的關鍵。

[1]蔣明虎，張勇，趙立新，等．油田沉降設備中的細顆粒污泥處理新技術[J]．石油機械，2006，34（11）：19-21.

[2]馬春燕．污水站污泥處理工藝優化[J]．油氣田地面工程，2010，29（5）：26-27.

[3]趙虎仁，蘇燕京，葉艷，等．石油煉廠含油污泥無害化處理初步研究[J]．石油與天然氣化工，2003，32（6）：21-23.

[4]李君，羅亞田，丁颯，等．國內外含油污泥的處理現狀分析[J]．能源環境保護，2007，21（5）：04-06.

[5]陳明燕，劉政，王曉東，等．含油污泥無害化及資源化處理新技術及發展方向[J]．石油與天然氣化工，2011，40（3）：23-24.

（0393）4831673、yunzhanghe@126.com

（欄目主持張秀麗）

10.3969/j.issn.1006-6896.2015.12.018

何云章：高級工程師，2000年畢業于大慶石油學院石油工程專業，從事油田開發工作。

2015-08-05