延長油田水處理藥劑配方優(yōu)化研究

摘" " " 要：油田水處理藥劑是提高注水水質、保證原油高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)、保護油田環(huán)境的關鍵。針對延長油田石家河注水站存在的水質不達標、藥劑配方老舊的問題，進行水處理藥劑種類和投加濃度優(yōu)化，利用三因素正交實驗得出石家河注水站的最優(yōu)水處理藥劑配方及加藥順序為：先加入殺菌劑20 mg/L，再加入除氧劑160 mg/L，最后加入緩蝕阻垢劑150 mg/L，水質達標且藥劑成本較原配方降低26.63%。

關" 鍵" 詞：藥劑配方；注水水質；正交實驗

中圖分類號：TQ016" " "文獻標識碼： A" " "文章編號： 1004-0935（20202023）08-00001226-0－3

延長油田是低滲透油田，注水方式的開發(fā)對水處理提出了更高的要求。水處理藥劑的種類、性質、品種的好壞是水處理效果的關鍵因素，且在長期生產(chǎn)過程中現(xiàn)場使用藥劑會相互作用，存在相互抑制等現(xiàn)象[1-6]。因此定期開展藥劑配方優(yōu)化工作，有利于更好提高藥劑效果、優(yōu)化水質和降低水處理成本。

在油田水處理中，為形成防治處理設備及管線腐蝕與結垢，以及降低膠體、懸浮顆粒含量和抑制有害細菌增生等的環(huán)境條件，通常需要投加水處理藥劑[7-10]。水處理藥劑是通過水性調節(jié)、油珠聚并、懸浮顆粒聚結、緩蝕阻垢殺菌清洗等化學作用，將復雜的問題簡單化，是保護工藝設施、提高處理工藝效率的重要措施之一[11-14]。

1" 藥劑投加現(xiàn)狀

石家河注水站為清水處理站，注入水質標準為懸浮物含量質量濃度≤5.0 mg/L，懸浮物顆粒直徑中值≤3.0μm，含油量含油質量濃度≤8.0 mg/L，平均腐蝕率≤0.076 mm/a，SRB≤10個/mL，TGB≤100個/mL，F(xiàn)EB≤100個/mL。水處理流程為：沉降罐→PEU燒結管精細過濾器→凈水罐，水處理系統(tǒng)添加藥劑有殺菌劑、除氧劑和緩釋阻垢劑3種，濃度均為125 mg/L。通過對石家河注水站處理后水進行分析化驗發(fā)現(xiàn)，水處理后懸浮物含量質量濃度為9 mg/L，粒徑中值為14.696μm，平均腐蝕速率為0.127 0 mm/a，SRB為0，TGB≥1.1×10⁸個/mL，F(xiàn)EB為2.5×10³個/mL，注入水水質嚴重超標。如果注入水水質達不到要求，導致堵塞地層，回注壓力升高，嚴重影響油田的生產(chǎn)運行，因此，我們在現(xiàn)有藥劑的基礎上對其種類和濃度進行優(yōu)化，獲得一套適合于石家河注水站的水處理藥劑配方。

2" 水處理藥劑配方優(yōu)化

水質主要控制指標的檢測按中華人民共和國石油天然氣行業(yè)標準SY/T 5329-—2012《碎屑巖油藏注水水質指標及分析方法》測定。配伍性實驗采用《油田常規(guī)采出水處理用三防藥劑配伍性評價方法》Q/SH 1020 1953-—2008規(guī)定的方法進行。

2.1" 殺菌劑優(yōu)選

選用延長油田常用的1#殺菌劑和2#殺菌劑。取石家河注水站100 mL來水，逐量投加殺菌劑，搖勻后在現(xiàn)場溫度下放置40～60 min，采用絕跡稀釋法測定細菌數(shù)目，結果見表1。1#殺菌劑加藥量提高至350 mg/L時，細菌含量達標，2#殺菌劑加藥量降至20 mg/L時，細菌含量達標。建議選用2#殺菌劑，投加質量濃度為20 mg/L時細菌含量即可達標。

2.2" 除氧劑優(yōu)選

選用延長油田常用的1#除氧劑和2#除氧劑。用量筒量取200 mL水樣到廣口瓶中，將廣口瓶置于30 ℃水浴中，使用溫度計測量廣口瓶中水溫，將溶解氧測定儀預先插入除氧備用。待溫度到達30 ℃時且溶解氧儀讀數(shù)穩(wěn)定后，在廣口瓶中注入規(guī)定藥劑，迅速密封瓶口，測取水中溶解氧含量，結果見表2。1#除氧劑加藥量提高至330 mg/L時，含氧量為0.46 mg/L，達標；2#除氧劑加藥濃度提高至170 mg/L時，水中溶解氧含量達標，繼續(xù)加大濃度至210 mg/L，發(fā)現(xiàn)水中溶解氧含量變化不大，因此建議選用2#除氧劑，加藥濃度提高至170 mg/L時溶解氧含量即可達標。

2.3" 緩蝕阻垢劑優(yōu)選

選用延長油田常用的1#緩蝕阻垢劑和2#緩蝕阻垢劑。根據(jù)懸掛在注水體系內的試片實驗前后試片的損失量計算平均腐蝕率。將試片先用濾紙擦凈，然后放入盛有沸程為60℃～90 ℃石油醚的器皿中，用脫脂棉除去試片表面油脂后，再放入無水乙醇中浸泡5 min，進一步脫脂和脫水。取出試片放在濾紙上，用冷風吹干后再用濾紙將試片包好，貯于干燥器中，放置1 h后稱量，精確至0.1 mg，結果見表3。在相同濃度條件下，2#緩蝕阻垢劑緩釋效果優(yōu)于1#緩釋阻垢劑，但均不達標，當2#緩蝕阻垢劑的濃度調整至150 mg/L時，平均腐蝕速率為0.072 1 mm/a（低于注入水標準0.076 mm/a）。因此建議選用2#緩釋阻垢劑，加藥濃度提高至150 mg/L時平均腐蝕速率即可達標。

2.4" 三因素正交實驗分析

為了檢驗目前石家河注水站三種藥劑的配伍性，研究中分別開展了多因素交互作用對水處理效果影響實驗研究。通過對正交實驗數(shù)據(jù)分析，找出最適合石家河注水站藥劑投加濃度及藥劑投加順序，為石家河注水站水質控制提供決策依據(jù)。實驗數(shù)據(jù)及分析見表4。

應用極差分析法對表4中正交實驗數(shù)據(jù)進行分析。極差分析法是用極差R來描述各因素對評價指標的影響大小，極差R的大小反映了實驗中三種因素對水質影響大小，極差大表明此因素對水質的影響大，通常為重要因素；極差小則為次要因素，極差分析結果如表5所示。

2.5" 現(xiàn)場應用

在石家河注水站按最佳加藥量和加藥順序加入藥劑，處理前后水質主要控制指標分析結果如表6所示。其中懸浮固體含量為2.31 mg/L，懸浮物顆粒粒徑中值為2.045μm，平均腐蝕率為0.031 3 mm/a，其他各項含量均為0，水質各項控制指標均達標。在保證水處理效果下，調整配方后水處理成本為

2.37元/m3，可節(jié)約成本0.86元/m3，藥劑成本降低26.63%。按照石家河注水站每天處理水量205 m3計算，年節(jié)約成本：6.43萬元。

3" 結論

在石家河注水站先加入20 mg/L殺菌劑，攪拌充分后加入160 mg/L除氧劑，最后加入150 mg/L緩釋阻垢劑，水質主要控制指標均達標，達到注入水水質要求，且新配方較原配方藥劑成本降低26.63%。

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Study on Optimization of Water Treatment Reagent Formula in Yanchang Oilfield

Lan Xiaolong， Zhang Qian， Wu Ruoning， Ai Xianting， Wang Miaomiao， Wang Yaoyao

（Yanchang Oilfield Co.， Ltd.， Shaanxi Yan'an 716000）

Abstract：" Oilfield water treatment agent is the key to improve water injection quality， ensure high and stable crude oil production and protect oilfield environment. In view of the problems of substandard water quality and outdated reagent formulation in Shijiahe Water Injection Station of Yanchang Oilfield， the types and dosage concentration of water treatment agents were optimized. The three factor orthogonal experiment showed that the optimal water treatment agent formulation and dosage sequence for Shijiahe Water Injection Station were： first add 20mg/L of bactericide， then add 160mg/L of deoxidizer， and finally add 150mg/L of corrosion and scale inhibitor. The water quality was up to standard and the cost of the agent was 26.63% lower than that of the original formulation.

Key words：" pharmaceutical formula;Water injection quality;Orthogonal experimentStudy on Optimization of Water Treatment Reagent