聚合物驅(qū)用油井產(chǎn)出水水質(zhì)指標(biāo)體系研究

王偉，閆云貴

（中國石油大港油田采油工藝研究院，天津300280）

聚合物驅(qū)用油井產(chǎn)出水水質(zhì)指標(biāo)體系研究

王偉，閆云貴

（中國石油大港油田采油工藝研究院，天津300280）

系統(tǒng)分析了油井產(chǎn)出污水中鉀、鈉、鈣、鎂、總礦化度、溶解氧、微生物及其它活性物質(zhì)對聚合物體系粘度和熱穩(wěn)定性的影響，建立了常規(guī)油藏條件下配制聚合物體系用污水水質(zhì)指標(biāo)體系，完善了污水深度處理工藝，現(xiàn)場應(yīng)用后各項(xiàng)指標(biāo)達(dá)到了設(shè)計(jì)要求。

粘度；熱穩(wěn)定性；微生物；粘度保留率

目前，聚合物驅(qū)技術(shù)已成為大幅度提高原油采收率的主體技術(shù)之一［1］。聚合物溶液主要采用清水配制。隨著油田采出污水的增加及清水資源的短缺，采用油田產(chǎn)出污水配制聚合物溶液，進(jìn)行污水聚合物驅(qū)已經(jīng)勢在必行。但產(chǎn)出污水中的Na+、K+、Mg2+、Ca2+、鐵離子、微生物及溶解氧等從不同程度會(huì)對體系造成影響［2-3］。為此，本研究工作重點(diǎn)分析了影響聚合物體系粘度及熱穩(wěn)定性的主要因素，建立了常規(guī)油藏條件下開展聚驅(qū)用污水水質(zhì)指標(biāo)體系，完善配套了污水深度處理工藝技術(shù)，現(xiàn)場實(shí)施后取得了良好的效果。

1 實(shí)驗(yàn)

1.1 實(shí)驗(yàn)試劑及材料

殺菌劑HD-A-03，工業(yè)品（天津）；穩(wěn)定劑，工業(yè)品（天津）；亞鐵離子處理劑，工業(yè)品（天津）；聚合物為部分水解聚丙烯酰胺BHHP-112（天津）；氯化鈉、氯化鎂、氯化鈣均為分析純；細(xì)菌測試瓶，鐵離子濃度測試瓶，北京；配制水為大港油田聚驅(qū)油井產(chǎn)出污水。

1.2 實(shí)驗(yàn)儀器

Brookfield DV-III粘度計(jì)，美國；電熱鼓風(fēng)干燥箱，重慶四達(dá)實(shí)驗(yàn)儀器有限公司；鐵離子比色分析測試管，北京。

1.3 實(shí)驗(yàn)條件

聚合物BHHP-112，1 500 mg/L，配制水：油井產(chǎn)出污水，實(shí)驗(yàn)溫度：53℃。

2 結(jié)果與討論

2.1 污水對體系影響因素分析

2.1.1 Na+、K+、Mg2+、Ca2+的影響Na+、K+對聚合物體系粘度的影響（見圖1）。可見，隨Na+、K+濃度增加，體系粘度下降，當(dāng)Na+、K+濃度超過2 000 mg/L時(shí)，對體系粘度影響較大。

Ca2+、Mg2+對聚合物體系粘度的影響（見圖2）。可見，隨Ca2+、Mg2+濃度增加，體系粘度下降，當(dāng)Ca2+、Mg2+濃度超過100 mg/L時(shí)，對體系粘度影響較大。以上實(shí)驗(yàn)說明Na+、K+、Mg2+、Ca2+濃度超過某一范圍后對體系粘度嚴(yán)重影響。

圖1 鉀鈉離子濃度對聚/表二元體系粘度的影響

圖2 鈣鎂離子濃度對聚/表二元體系粘度的影響

2.1.2 鐵離子的影響鐵離子對聚合物體系粘度及界面張力的影響（見圖3）。隨三價(jià)鐵離子濃度增加，體系粘度呈緩慢下降，而隨二價(jià)鐵濃度增加，體系粘度急劇下降，可見，二價(jià)鐵濃度較高時(shí)會(huì)對體系粘度造成嚴(yán)重降解。

圖3 鐵離子濃度對聚/表二元體系粘度的影響

2.1.3 微生物的影響微生物對聚合物體系熱穩(wěn)定性的影響（見圖4）。隨老化時(shí)間增加，未添加殺菌劑樣品粘度急劇下降，而添加殺菌劑樣品緩慢下降，60 d后，添加殺菌劑前后的樣品粘度保留率分別為31%和77%，這表明細(xì)菌對體系熱穩(wěn)定性影響較大。

圖4 微生物對聚合物體系熱穩(wěn)定性的影響

圖5 溶解氧對聚/表二元體系粘度的影響

圖6 懸浮物對二元體系粘度的影響

2.1.4 溶解氧及懸浮物的影響溶解氧和懸浮物對聚合物體系熱穩(wěn)定性及粘度的影響（見圖5，圖6）。可見，隨老化時(shí)間延長，除氧前后樣品經(jīng)50 d后粘度保留率分別為11%和71%；隨懸浮物濃度增加，體系粘度呈緩慢下降，這表明溶解氧對體系熱穩(wěn)定性影響較大，懸浮物濃度小于15 mg/L時(shí)對體系粘度不會(huì)造成較大影響。

2.2 聚合物驅(qū)用污水水質(zhì)體系指標(biāo)的建立

根據(jù)上述對污水中各種離子及活性物對體系影響的分析，推薦常規(guī)油藏條件下聚合物驅(qū)用污水水質(zhì)指標(biāo)體系（見表1）。

表1 常規(guī)油藏條件下聚合物驅(qū)用污水水質(zhì)指標(biāo)體系

2.3 污水深度處理采取的技術(shù)對策

按照上述水質(zhì)指標(biāo)對比現(xiàn)場污水后發(fā)現(xiàn)，F(xiàn)e2+、細(xì)菌和溶解氧含量未達(dá)標(biāo)，應(yīng)采取添加亞鐵劑、殺菌劑和穩(wěn)定劑對污水進(jìn)行深度處理，完善配套污水處理工藝。

2.3.1 除鐵實(shí)驗(yàn)現(xiàn)場取3個(gè)污水樣，分別測二價(jià)鐵和總鐵含量，然后分別迅速向其中兩個(gè)污水樣品中加入5 mg/L、10 mg/L的亞鐵離子處理劑，攪拌5 min后測定污水中的Fe2+濃度和總鐵濃度（見表2）。可見，污水中二價(jià)鐵含量隨亞鐵劑濃度增加而減少，體系粘度對二價(jià)鐵含量減小而增大，當(dāng)亞鐵劑濃度達(dá)到5 mg/L時(shí)，F(xiàn)e2+含量降低為0.1 mg/L，這表明亞鐵劑可有效將二價(jià)鐵催化氧化，消除了二價(jià)鐵對聚合物粘度降解，提升了溶液粘度。

2.3.2 殺菌及熱穩(wěn)定性實(shí)驗(yàn)從表3、4中可以看出，50 mg/L的殺菌劑可將污水中細(xì)菌降至25個(gè)/毫升以下。通過在污水中加入亞鐵劑和殺菌劑可達(dá)到降低二價(jià)鐵含量和殺菌的功效，在此基礎(chǔ)上再向聚合物溶液中添加150 mg/L穩(wěn)定劑，老化60 d，粘度保留率84.6%，溶液的穩(wěn)定性顯著增強(qiáng)。

表2 亞鐵劑濃度對污水中二價(jià)鐵的影響

表3 不同濃度殺菌劑殺菌效果情況表

表4添加不同類型處理劑的聚合物溶液長期穩(wěn)定性（53℃除氧）

表5 港西三區(qū)污水處理系統(tǒng)各監(jiān)測點(diǎn)菌濃變化表

2.4 現(xiàn)場應(yīng)用效果

利用上述技術(shù)，注聚現(xiàn)場開展了向污水中添加亞鐵劑、殺菌劑和穩(wěn)定劑的試驗(yàn)，對污水進(jìn)行深度處理，處理后Fe2+≤0.2 mg/L、菌濃＜25個(gè)/毫升、熱穩(wěn)定性提高到85%以上，取得了良好的應(yīng)用效果（見表5，圖7，圖8）。

圖7 西二聯(lián)精細(xì)水罐鐵離子含量變化趨勢圖

圖8 西3-10井添加藥劑前后熱穩(wěn)定性對比圖

3 結(jié)論

（1）分析研究了現(xiàn)場污水中降解聚合物及影響溶液熱穩(wěn)定性的主要因素，大小順序?yàn)镕e2+＞溶解氧＞細(xì)菌＞Mg2+＞Ca2+＞Fe3+＞Na+＞K+。

（2）建立了配制聚合物驅(qū)用污水水質(zhì)指標(biāo)體系。

（3）明確了污水深度處理采取的技術(shù)對策，解決了現(xiàn)場配制聚合物用污水水質(zhì)不達(dá)標(biāo)的技術(shù)難題，配套完善了污水處理工藝，處理后各項(xiàng)指標(biāo)均達(dá)到設(shè)計(jì)要求。

［1］劉玉章，等.聚合物驅(qū)提高采收率技術(shù)［M］.北京：石油工業(yè)出版社，2006.

［2］閆云貴，形立國，徐偉生，等.聚合物污水處理技術(shù)［J］.油氣田地面工程，2006，25（10）：54.

［3］蔣官澄，包木太，馬先平，等.細(xì)菌對注聚驅(qū)采油污水中部分水解聚丙烯酰胺降解作用研究［J］.石油鉆采工藝，2009，32（4）：83－86.

Study on water quality index system from output of oil well by the polymer flooding

WANG Wei，YAN Yungui
（Oil Production Technology Institute，Dagang Oilfield Corp.，CNPC，Tianjin 300280，China）

The effect of viscosity and thermal stability of polymer system by the potassium，the sodium，the calcium，the magnesium，total mineralization，dissolved Oxygen，microorganism and other active material in the sewage derived from oil production，have been analyzed systematically.It has established the sewage water quality index system to compound the polymer flooding system under the condition of conventional reservoir，and has improved the sewage water deep treatment processing technology.Finally we cheerfully see that each index has reached the design requirements after field application.

viscosity；thermal stability；microorganism；viscosity retention rate

10.3969/j.issn.1673-5285.2015.08.030

TE992.2

A

1673-5285（2015）08-0116-04

2015－05-05

王偉，男（1979-），碩士，工程師，現(xiàn)主要從事油田三次采油化學(xué)劑研究及評價(jià)工作。