元坝气田污水回注现状的分析和探讨

华吴平 罗 勇 聂宝维 张伟艳 宋 玲（中国石化西南油气分公司川东北采气厂，四川 阆中 637400）

元坝气田污水回注现状的分析和探讨

华吴平 罗 勇 聂宝维 张伟艳 宋 玲
（中国石化西南油气分公司川东北采气厂，四川 阆中 637400）

摘 要：目前元坝气田处于开发早期阶段，气田污水是一种含油固体杂质、液体杂质、微生物、溶解气体和溶解盐多组分的复杂多相体系，对于元坝气田而言，元坝气田污水水质波动较大、组分更趋于复杂，回注过程中出现了地层吸水能力降低、回注井压力升高快，注入难度大等一系列问题，本文主要从污水组成性质和地层吸水能力的评价分析，为元坝气田合理污水处理提供理论基础。

关键词：气田污水；水质；吸水能力

1 前言

元坝气田污水处理系统建有YB29污水处理站和大坪污水处理站﹑一座回注站（回注1井）。单座污水处理站设计处理量为300m3/d，回注站设计回注量为200m3/d。自2014年12月10日投产以来，大坪污水处理站已累计处理检修废水4792.7m3﹑处理气田水823方，YB29污水处理站处理返排酸液4827方。截止2015年4月11日，回注1井接收处理达标的检修废水及气田水，累计回注6066方。

2 回注污水组成性质分析

元坝气田污水水质分析方法参照行业标准SY/T5523-2006“油气田水分析方法”进行，回注水化验数据显示污水具有弱碱性（平均值7.61）﹑pH值稳定﹑低矿化度的水质特点；污水中总铁离子含量波动较大（最低0.32mg/L，最高7.10mg/L）；污水中悬浮固体含量（最低2mg/L，最高11mg/L），变化幅度较大；污水中硫化物含量稳定，平均含量为3.11mg/L。总体来说，除悬浮固体含量﹑含油量变化较大之外，组成性质比较稳定，其余离子组成变化均较小。

3 地层吸水能力分析

回注1井沙溪庙组注入层（2951.1m～3184.9m﹑3284.2m～3356.8m﹑2304m～2481m）试注吸水指数19.82m3/d/MPa，储水体积为17万方。吸水指数是注水井在单位注水压差下的日注水量，回注1井从2014年12月5日开始注水，本文选择每隔1个注水工作日的注水量之差与相对应的注水压力之差之比计算吸水指数。J=（Q2-Q1）/（P2-P1），式中：J——吸水指数；Q1﹑Q2——两点的注水量；P1﹑P2——Q1﹑Q2相对应的注水压力，计算线性回归曲线趋势公式为：y= -0.2383x+3.24，R2=0.0286，截止2015年4 月10日，回注1井共回注污水6033.35方，仅占体积法计算储水体积3.55%。

4 吸水能力下降原因探讨

通过对回注污水水质组成性质的分析，可对回注1井地层吸水能力下降的原因进行探讨，详述如下：无机结构是该井吸水能力的主要伤害原因，其产生的主要原因有两个：一是外来流体和地层流体的不配伍，二是随着生产过程中外界条件的变化，地层水中原有的一些化学平衡会遭到破坏，平衡发生移动而产生无机沉淀，常见的无机垢有：碳酸钙﹑硫酸钙﹑硫酸锶。其沉淀平衡方式如下：HCO3

-=H++CO32-；Ca2++CO3

2-=CaCO3↓；Ca2++HCO3-=CaCO3↓+CO2+H2O；Ca2++SO4

2-=CaSO4↓；Sr2++SO42-=SrSO4↓

这些沉淀可吸附在井筒底部或岩石表面成垢，缩小孔道，或随液流运移在孔喉处堵塞流动通道，使地层吸水能力下降。污水回注组成性质分析表可知：元坝气田回注污水主要成垢离子为HCO3-离子﹑总铁﹑二价铁离子（平均为3.11mg/L）﹑硫化物（平均含量为3.11mg/L）﹑含有腐生菌﹑铁细菌等细菌，由此可推断：（1）污水中含有一定的二价铁，且含有溶解氧，二价铁离子在溶解氧的氧化条件下形成三价铁离子，化学反应公式为：4Fe（OH）2+2H2O+O2=4Fe（OH）3↓，污水中含有三价铁离子，Fe3++OH-=Fe （OH）3↓，形成氢氧化铁沉淀，堵塞回注井地层孔道；（2）根据各井站污水分析，大部分井站产出水含有高浓度的Ca2+离子，例如元坝1-1H井约为9314.87mg/L，元坝101-1H井为7975mg/L，且污水呈弱碱性，随着pH值的升高中HCO3-离子离解成H+和CO32-，HCO3-=H++CO32-，CO32-浓度增加，Ca2++CO32-=CaCO3↓，促使CaCO3沉淀的生成，堵塞回注井地层孔道；（3）回注污水中的固体悬浮物含量较高（最低8mg/L，最高28mg/L），其进入地层可造成回注井的机械堵塞；（4）回注污水中的硫化物最高时达到5.12mg/L，其可以生成硫化物沉淀。

结论

（1）元坝气田处理后污水各矿物离子含量较稳定，除含油量﹑悬浮固体含量有一定波动外，组成性质比较稳定，污水离子性质相对稳定。（2）回注1井地层吸水能力下降主要由污水中的二价铁﹑三价铁﹑钙离子形成的氢氧化铁﹑碳酸钙化学沉淀；固体悬浮物的机械沉淀和硫化物沉淀造成的孔道堵塞所引起。（3）目前污水回注量仅占体积法计算储水体积3.55%，线性回归曲线趋势公式为：y= -0.2383x+3.24，回注1井地层吸水能力下降趋势不合理，下降速度过快，需合理污水回注制度﹑优化污水处理配方，降低地层吸水能力下降速度。

参考文献

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[4]王亚娟.砂岩储层的伤害诊断技术与伤害解除对策研究[D].成都：西南石油学院，2005：12-17.

中图分类号：TE358

文献标识码：A