*朱益云 聂景娜 沙强红 郑雪京
(新疆科力新技术发展股份有限公司 新疆 834000)
新疆某稠油油田污水进行净化后回用于锅炉给水,因回用锅炉尚有部分剩余水量,该稠油净化水水质较好,悬浮物、含油量均小于5mg/L,硬度较低且水质稳定。该部分剩余水水质较好,水温较高,为63℃,此部分水量如不能得到有效利用,只能将其处理到排放指标后将其排放,将导致大量水资源和热量浪费,同时造成高额的处理费用。还可能造成环境污染,二次衍生废物产生等问题。将净化水有效回注于稀油井区,用于稀油油田的开采,可有效解决其去向问题,节约大量的水资源和热能,同时可节约其相应的处理成本。
样品:稠油采出水净化水,简称“净化水”;稀油井区地层水,简称“地层水”;稀油井区储层岩心,岩心基本参数:长度6.6cm、直径2.5cm,气渗509.29×10-3μm2,空隙体积8.2cm3,孔隙度25.3%。稀油井区注水压力为15MPa,地层压力11.7MPa,地层温度42℃。
仪器:LNB16000G型离心机,上海皓庄仪器有限公司;DHG-9030A干燥箱,上海申贤恒温设备厂;AE-260电子天平,日本AND公司;HH-S6型恒温水浴锅,江苏金怡仪器科技有限公司;恒速恒压驱替装置,自制。
方法:注水指标分析参照SY/T 5329-2012《碎屑岩油藏注水水质推荐指标及分析方法》、污水膨胀性评价参照SY/T 5971-94《注水用黏土稳定剂性能评价方法》、岩心伤害性评价参照SY/T 5358-2010《储层敏感性流动实验评价方法》。
(1)水质及运行状况
针对净化水和地层水进行离子组成分析,并进行结垢趋势预测,结果见表1所示。
表1 净化水和地层水离子组成数据
根据表1数据,净化水和地层水均为重碳酸钠水型,呈弱碱性。根据SI指数进行结垢趋势分析,净化水无结垢趋势,地层水有明显结垢趋势。
根据净化水注水指标与目的地层注水指标对比分析,净化水已完全满足目的地层的注水水质要求,不需进行额外的处理。
(2)净化水与地层水配伍性
根据表2水质分析结果,净化水、地层水均为重碳酸钠水型,水型相同配伍性相对较好。从离子组成分析,净化水钙、镁离子、碳酸氢根离子浓度均低于地层水,因此二者混合后成垢离子浓度均有下降趋势,因此可初步判断二者配伍,混合后不会增加结垢趋势[1]。
表2 净化水注水指标分析
①结垢趋势变化
净化水与地层水相混,需要考虑污水混合后的结垢变化情况,针对净化水与地层水,按照1∶0、7∶3、5∶5、3∶7、0∶1比例进行混合,测定混合污水不同时间条件下的钙离子浓度,计算失钙率,依据污水失钙率变化趋势,判断两种水的配伍性。实验温度为42℃,结果见图1所示。
图1 稠油净化水与地层水混合后失钙率变化趋势
根据图1,净化水自身稳定性好,无结垢趋势。地层水自身不稳定,结垢趋势严重,在42℃条件下,48h时其失钙量达到30.8mg/L,失钙率达到41.9%。由于净化水钙离子、碳酸氢根离子浓度均小于地层水,混合后成垢离子浓度呈降低趋势,因此结垢趋势降低[2]。依此判断,净化水与地层水配伍良好,混合不会增加储层结垢问题。
②污水混合对悬浮物的影响
两种不同水相混,可能导致悬浮物增加。为避免各水样悬浮物的浓度对混合水样造成影响,为在同一条件下进行比较,将各水样先通过0.45μm孔径滤膜过滤,滤液悬浮物检测值为0,再将水样进行混合,然后定时测定混合水样悬浮物含量。实验结果如表3所示。
表3 不同水样混合后悬浮物变化
由表3可以看出,不同比例的混合水样,在放置一定时间以后,其悬浮物含量均有一定程度的增加。其中净化水悬浮物增加趋势较小,地层水悬浮物增加相对较多,混合水样随地层水的增加悬浮物略有增加,但24h内,其悬浮物含量均不超过5mg/L的注水指标。因此,净化水作为注水水源,不会引起悬浮物增加,导致原油储层空隙堵塞等问题。
(3)地层伤害性评价
净化水作为注水水源,需要考虑注入后对储层的损害性。一方面,由于水的离子成分不同和矿化度不同,可能引起粘度膨胀而损害地层;另一方面,可能引起储层渗透率变化而影响原油采收率。
净化水对粘土膨胀的影响实验结果如表4所示。根据各比例水样防膨率测定结果,净化水与地层水防膨率比较接近,水样混合后防膨率变化很小,因此初步判断,两种污水混合后不会对储层粘土引起较大变化,同时针对地层伤害性进行评价实验,并以此进一步判断对地层的伤害程度。
表4 不同混合比例水样防膨率测定结果
地层水渗透率为66×10-3μm2,净化水渗透率为77×10-3μm2,因此Dw=16.7%,表明净化水对岩心的损害程度为弱,净化水不会对地层造成明显损害。
(4)讨论
根据实验结果分析,净化水的水质较好,各项注水指标均满足稀油井区的注水要求,不用进行再处理,节约了污水处理成本。净化水无细菌滋生,不必对细菌进行控制,同时减少了细菌对注输管道的腐蚀、堵塞等危害。净化水水质稳定性好,并且与地层水的配伍性良好,不会引起结垢、悬浮物增加等问题。净化水与地层水防膨率比较接近,对地层的伤害性小,因此可作为目的稀油井区的注水水源。另外,净化水的水温较高,高于地层温度,可有效降低原油的粘度,有利于改善储层原油的流动性,有利于增加原油采收率[3]。
(1)稠油净化水是一种含油污水,不能将其直接排放,但作为锅炉给水,已经过一系列的深度处理,其水质较好,其各项指标均满足稀油井区的注水要求,可进行资源化利用。
(2)稠油净化水水质稳定性好,无结垢趋势,对储层伤害性弱,有利于保护原油储层,同时提高采收率。
(3)稠油净化水用于回注油田,减少了大量油田净化水的排放量,并使其得到资源化利用,减少了污水处理成本,同时减少了对环境的污染。