红山嘴油田水质改善技术研究与应用

周志华 李家宁 牛婧 李咸勇

中国石油新疆油田公司采油一厂，新疆克拉玛依 834000

红山嘴油田水质改善技术研究与应用

周志华 李家宁 牛婧 李咸勇

中国石油新疆油田公司采油一厂，新疆克拉玛依 834000

红山嘴注入水高含量的Ca2+、Mg2+导致聚合物成胶困难，通过开展了成垢离子的治理、净水与水质改善技术研究，合成了新型多功能注水水质改善剂和纳滤水体净化方法，现场应用试验取得了较好的效果。

自2004年以来红山嘴注入水水质发生巨大变化，注入水矿化度由11525mg/L上升为33715mg/L，其中钙、镁离子含量由480mg/L上升为3000mg/L。Ca2+等高价离子使聚合物成胶困难、胶体稳定性差，甚至不成胶，严重影响井组整体调驱的效果。

1 注水问题研究

对现场采集的水源井和对应油井的油水样品的离子进行了化学分析，尤其是对比较重要Ca2+、Mg2+、Ba2+、Sr2+、K+离子含量进行了化学与ICP双重分析，分析确定了水样的成垢离子含量及水型特点。从配水站至注水井口时，水质均严重发黑，黑色悬浮物、单井井口细菌含量更高，SRB大都超过5000个/ml。

注入水与地层水不配伍、存在腐蚀、结垢问题，影响调驱效果；高含钙、铁、盐、细菌的注入水对聚合物成胶的影响较大；铁等高价离子、SRB代谢产生的H2S是影响聚合物成胶的主要原因。

2 净水技术研究

水体净化，包括含油、悬浮物、细菌等水质问题和软化、脱盐等离子去除问题，其中，软化和脱盐是我们研究的重点。

2.1 化学软化法

工业上经典水质处理方法是药剂软化法，如加入石灰、磷酸钠等。加入石灰，可使水中的二氧化碳、碳酸氢钙和碳酸氢镁生成碳酸钙和氢氧化镁的沉淀，对永久硬度大的硬水，可再加适量纯碱。反应过程中，镁都是以氢氧化镁的形式沉淀，而钙都是以碳酸钙的形式沉淀。

Ca(HCO3)2＋Ca(OH)2→ 2CaCO3↓＋2H2O

Mg(HCO3)2＋2Ca(OH)2→ Mg(OH)2↓＋2CaCO3↓＋2H2O

CaSO4＋Na2CO3→ CaCO3↓＋Na2SO4

红山嘴油田硫酸盐还原菌的防治，首先是要彻底清管，这可以消除菌源，其次是从源头比如红联站加药杀菌，细菌就不可能恶性繁殖，后端水体就干净了。

2.2 纳滤净水技术研究

纳滤（NF）膜是孔径为1-10 nm 的膜，其孔径介于反渗透（RO）与UF膜之间NF膜主要去除直径为1个纳米 ( nm ) 左右的溶质粒子，截留分子量为100～1000。处理油田水时，可以保留部分的K+、Na+、Cl-等一价离子，滤除二价离子。

进行了超滤、纳滤、反渗透实验，实验表明，纳滤(NF)和反渗透(RO)处理红山嘴油田注入水具有明显技术优势，特别是高矿化度清水的软化、脱盐，纳滤后注入水与地层水配伍性良好，结垢不到原先的1/10。

3 水质改善技术研究

3.1 水质改善剂的合成

筛选了目前20余种工业化的缓蚀阻垢剂药剂，从中筛选具有缓蚀、阻垢、驱油活性多种功能的药剂，开发了新型抗温抗盐聚合物驱油体系。

合成了不同分子量的AMPS改性低分子聚合物样品12个，对合成产品的螯合性能进行了对比评价，螯合钙镁能力最高可达90%。

合成的水质改善剂通过对高钙镁影响聚合物成胶的掩蔽能力对比测试，水质改善剂对红山嘴水体表面张力的改善对比测试，水质改善剂对红山嘴水体驱油能力的改善对比测试，均取得了满意的效果。复合制备的多功能水质改善剂防垢（即螯合钙镁离子）率达85.6%以上。

3.2 活性水驱技术应用

表面活性剂是指在溶剂中加入很少量即能显著降低溶剂表面张力，改变体系界面状态的物质，在石油开采方面应用广泛。

表1 表面张力数据

通过水质改善剂驱油岩心试验，250ppm活性剂驱油驱油效率可达到3.9%～4.3%。

4 现场应用

4.1 添加水质改善剂

在红联站添加水质改善剂，加药浓度按照浓缩液在250-500PPm左右，自注水泵到油层水体全线受益，使水体不再结垢而伤害油层、影响聚合物成胶的现状也大大减轻；同时水质改善剂又是活性水驱化学剂，有一定的驱油作用，是一种多效化学剂。

4.2 使用纳滤装置

部分井组使用纳滤装置，纳滤保证了配聚不受Ca2＋、Mg2＋等高价离子影响，所配制聚合物的黏度、交联后凝胶的强度和稳定性均得到改善。

管线全线清理、源头使用大剂量杀菌剂杀菌、生物抑制等多项措施联合应用，SRB 得到有效控制，达到了调驱配聚的基本要求。包含纳滤装置和水质改善剂的改善注水效果技术是深部调驱技术的配套和补充，这一技术的应用将使深部调驱的效果更有保证。

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[3]杨小华.丙烯酰胺类聚合物的研究与应用[J].精细石油化工，2000，6(4)：48-51

[4]何勤功，古大治等.油田开发用高分子材料[M].石油工业出版社，1990年10月

10.3969/j.issn.1001-8972.2012.15.005

周志华（1959-），女、新疆克拉玛依人，工程师，石油地质。

配伍性；聚合物；矿化度；纳滤