延长油田水处理药剂配方优化研究

摘" " " 要：油田水处理药剂是提高注水水质、保证原油高产稳产、保护油田环境的关键。针对延长油田石家河注水站存在的水质不达标、药剂配方老旧的问题，进行水处理药剂种类和投加浓度优化，利用三因素正交实验得出石家河注水站的最优水处理药剂配方及加药顺序为：先加入杀菌剂20 mg/L，再加入除氧剂160 mg/L，最后加入缓蚀阻垢剂150 mg/L，水质达标且药剂成本较原配方降低26.63%。

关" 键" 词：药剂配方；注水水质；正交实验

中图分类号：TQ016" " "文献标识码： A" " "文章编号： 1004-0935（20202023）08-00001226-0－3

延长油田是低渗透油田，注水方式的开发对水处理提出了更高的要求。水处理药剂的种类、性质、品种的好坏是水处理效果的关键因素，且在长期生产过程中现场使用药剂会相互作用，存在相互抑制等现象[1-6]。因此定期开展药剂配方优化工作，有利于更好提高药剂效果、优化水质和降低水处理成本。

在油田水处理中，为形成防治处理设备及管线腐蚀与结垢，以及降低胶体、悬浮颗粒含量和抑制有害细菌增生等的环境条件，通常需要投加水处理药剂[7-10]。水处理药剂是通过水性调节、油珠聚并、悬浮颗粒聚结、缓蚀阻垢杀菌清洗等化学作用，将复杂的问题简单化，是保护工艺设施、提高处理工艺效率的重要措施之一[11-14]。

1" 药剂投加现状

石家河注水站为清水处理站，注入水质标准为悬浮物含量质量浓度≤5.0 mg/L，悬浮物颗粒直径中值≤3.0μm，含油量含油质量浓度≤8.0 mg/L，平均腐蚀率≤0.076 mm/a，SRB≤10个/mL，TGB≤100个/mL，FEB≤100个/mL。水处理流程为：沉降罐→PEU烧结管精细过滤器→净水罐，水处理系统添加药剂有杀菌剂、除氧剂和缓释阻垢剂3种，浓度均为125 mg/L。通过对石家河注水站处理后水进行分析化验发现，水处理后悬浮物含量质量浓度为9 mg/L，粒径中值为14.696μm，平均腐蚀速率为0.127 0 mm/a，SRB为0，TGB≥1.1×10⁸个/mL，FEB为2.5×10³个/mL，注入水水质严重超标。如果注入水水质达不到要求，导致堵塞地层，回注压力升高，严重影响油田的生产运行，因此，我们在现有药剂的基础上对其种类和浓度进行优化，获得一套适合于石家河注水站的水处理药剂配方。

2" 水处理药剂配方优化

水质主要控制指标的检测按中华人民共和国石油天然气行业标准SY/T 5329-—2012《碎屑岩油藏注水水质指标及分析方法》测定。配伍性实验采用《油田常规采出水处理用三防药剂配伍性评价方法》Q/SH 1020 1953-—2008规定的方法进行。

2.1" 杀菌剂优选

选用延长油田常用的1#杀菌剂和2#杀菌剂。取石家河注水站100 mL来水，逐量投加杀菌剂，摇匀后在现场温度下放置40～60 min，采用绝迹稀释法测定细菌数目，结果见表1。1#杀菌剂加药量提高至350 mg/L时，细菌含量达标，2#杀菌剂加药量降至20 mg/L时，细菌含量达标。建议选用2#杀菌剂，投加质量浓度为20 mg/L时细菌含量即可达标。

2.2" 除氧剂优选

选用延长油田常用的1#除氧剂和2#除氧剂。用量筒量取200 mL水样到广口瓶中，将广口瓶置于30 ℃水浴中，使用温度计测量广口瓶中水温，将溶解氧测定仪预先插入除氧备用。待温度到达30 ℃时且溶解氧仪读数稳定后，在广口瓶中注入规定药剂，迅速密封瓶口，测取水中溶解氧含量，结果见表2。1#除氧剂加药量提高至330 mg/L时，含氧量为0.46 mg/L，达标；2#除氧剂加药浓度提高至170 mg/L时，水中溶解氧含量达标，继续加大浓度至210 mg/L，发现水中溶解氧含量变化不大，因此建议选用2#除氧剂，加药浓度提高至170 mg/L时溶解氧含量即可达标。

2.3" 缓蚀阻垢剂优选

选用延长油田常用的1#缓蚀阻垢剂和2#缓蚀阻垢剂。根据悬挂在注水体系内的试片实验前后试片的损失量计算平均腐蚀率。将试片先用滤纸擦净，然后放入盛有沸程为60℃～90 ℃石油醚的器皿中，用脱脂棉除去试片表面油脂后，再放入无水乙醇中浸泡5 min，进一步脱脂和脱水。取出试片放在滤纸上，用冷风吹干后再用滤纸将试片包好，贮于干燥器中，放置1 h后称量，精确至0.1 mg，结果见表3。在相同浓度条件下，2#缓蚀阻垢剂缓释效果优于1#缓释阻垢剂，但均不达标，当2#缓蚀阻垢剂的浓度调整至150 mg/L时，平均腐蚀速率为0.072 1 mm/a（低于注入水标准0.076 mm/a）。因此建议选用2#缓释阻垢剂，加药浓度提高至150 mg/L时平均腐蚀速率即可达标。

2.4" 三因素正交实验分析

为了检验目前石家河注水站三种药剂的配伍性，研究中分别开展了多因素交互作用对水处理效果影响实验研究。通过对正交实验数据分析，找出最适合石家河注水站药剂投加浓度及药剂投加顺序，为石家河注水站水质控制提供决策依据。实验数据及分析见表4。

应用极差分析法对表4中正交实验数据进行分析。极差分析法是用极差R来描述各因素对评价指标的影响大小，极差R的大小反映了实验中三种因素对水质影响大小，极差大表明此因素对水质的影响大，通常为重要因素；极差小则为次要因素，极差分析结果如表5所示。

2.5" 现场应用

在石家河注水站按最佳加药量和加药顺序加入药剂，处理前后水质主要控制指标分析结果如表6所示。其中悬浮固体含量为2.31 mg/L，悬浮物颗粒粒径中值为2.045μm，平均腐蚀率为0.031 3 mm/a，其他各项含量均为0，水质各项控制指标均达标。在保证水处理效果下，调整配方后水处理成本为

2.37元/m3，可节约成本0.86元/m3，药剂成本降低26.63%。按照石家河注水站每天处理水量205 m3计算，年节约成本：6.43万元。

3" 结论

在石家河注水站先加入20 mg/L杀菌剂，搅拌充分后加入160 mg/L除氧剂，最后加入150 mg/L缓释阻垢剂，水质主要控制指标均达标，达到注入水水质要求，且新配方较原配方药剂成本降低26.63%。

参考文献：

［1］高文玲，刘正，同航.延长油田某联合站污水处理药剂效果评价与筛选[J].辽宁化工，2020，49（05）：598-600.

［2］姜雄，贺巧，周宏，等.油田水处理药剂研究现状及展望[J].当代化工研究，2017，（03）：104-105.

［3］沈哲，黄志宇，李俊，等.油田水处理药剂配伍性研究[J].油田化学，2017，34（04）：688-693.

［4］葛伟明.化学药剂在油田采出水处理中的应用[J].化工管理，2021，（28）：65-66.

［5］李胜伟，毛天聪，王忠武，等.陆梁油田污水水质达标处理技术[J].2014（4）：42-43.

［6］杨磊，倪腾源，张伟，等.石南21油田污水处理药剂筛选研究[J].化工安全与环境，2022，35（44）：15-20+24.

［7］梁新坤，刘冬梅，李振，等.某油田腐蚀结垢原因分析及防治对策技术研究[J].全面腐蚀控制，2022，36（10）：97-101.

［8］葛胜祥，尹先清.油田水处理药剂研究进展[J].内蒙古石油化工，2007，（12）：154-156.

［9］陈朋利.水处理药剂的应用与发展[J].中国资源综合利用，2019，37（06）：162-163+166.

［10］王梓民，刘亮，吕雷，等.樊学地区注入水与产层水的配伍性及注水处理工艺[J].油田化学，2016，33（02）：261-265.

［11］郭民主.某油田联合站采出液油水处理药剂优选及效果评价[J].当代化工，2021，50（07）：1546-1549.

［12］韩霞，祝威，刘娜，等.胜利油田采出水处理系统药剂配伍性研究[J].油气田地面工程，2009，28（12）：25-27.

［13］陈蓉，回注污水达标工程配套药剂优化研究.天津市，中国石油大港油田勘探开发设计研究院，2004-01-20.

［14］张倩，周娟，姚健，等.延长油田水处理剂研究现状及发展趋势[J].辽宁化工，2022，v.51;No.483（01）：60-63.

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