華吳平 羅 勇 聶寶維 張偉艷 宋 玲（中國石化西南油氣分公司川東北采氣廠，四川 閬中 637400）

元壩氣田污水回注現(xiàn)狀的分析和探討

華吳平 羅 勇 聶寶維 張偉艷 宋 玲
（中國石化西南油氣分公司川東北采氣廠，四川 閬中 637400）

摘 要：目前元壩氣田處于開發(fā)早期階段，氣田污水是一種含油固體雜質(zhì)、液體雜質(zhì)、微生物、溶解氣體和溶解鹽多組分的復(fù)雜多相體系，對于元壩氣田而言，元壩氣田污水水質(zhì)波動較大、組分更趨于復(fù)雜，回注過程中出現(xiàn)了地層吸水能力降低、回注井壓力升高快，注入難度大等一系列問題，本文主要從污水組成性質(zhì)和地層吸水能力的評價分析，為元壩氣田合理污水處理提供理論基礎(chǔ)。

關(guān)鍵詞：氣田污水；水質(zhì)；吸水能力

1 前言

元壩氣田污水處理系統(tǒng)建有YB29污水處理站和大坪污水處理站﹑一座回注站（回注1井）。單座污水處理站設(shè)計處理量為300m3/d，回注站設(shè)計回注量為200m3/d。自2014年12月10日投產(chǎn)以來，大坪污水處理站已累計處理檢修廢水4792.7m3﹑處理氣田水823方，YB29污水處理站處理返排酸液4827方。截止2015年4月11日，回注1井接收處理達(dá)標(biāo)的檢修廢水及氣田水，累計回注6066方。

2 回注污水組成性質(zhì)分析

元壩氣田污水水質(zhì)分析方法參照行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)SY/T5523-2006“油氣田水分析方法”進(jìn)行，回注水化驗數(shù)據(jù)顯示污水具有弱堿性（平均值7.61）﹑pH值穩(wěn)定﹑低礦化度的水質(zhì)特點；污水中總鐵離子含量波動較大（最低0.32mg/L，最高7.10mg/L）；污水中懸浮固體含量（最低2mg/L，最高11mg/L），變化幅度較大；污水中硫化物含量穩(wěn)定，平均含量為3.11mg/L?？傮w來說，除懸浮固體含量﹑含油量變化較大之外，組成性質(zhì)比較穩(wěn)定，其余離子組成變化均較小。

3 地層吸水能力分析

回注1井沙溪廟組注入層（2951.1m～3184.9m﹑3284.2m～3356.8m﹑2304m～2481m）試注吸水指數(shù)19.82m3/d/MPa，儲水體積為17萬方。吸水指數(shù)是注水井在單位注水壓差下的日注水量，回注1井從2014年12月5日開始注水，本文選擇每隔1個注水工作日的注水量之差與相對應(yīng)的注水壓力之差之比計算吸水指數(shù)。J=（Q2-Q1）/（P2-P1），式中：J——吸水指數(shù)；Q1﹑Q2——兩點的注水量；P1﹑P2——Q1﹑Q2相對應(yīng)的注水壓力，計算線性回歸曲線趨勢公式為：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，僅占體積法計算儲水體積3.55%。

4 吸水能力下降原因探討

通過對回注污水水質(zhì)組成性質(zhì)的分析，可對回注1井地層吸水能力下降的原因進(jìn)行探討，詳述如下：無機結(jié)構(gòu)是該井吸水能力的主要傷害原因，其產(chǎn)生的主要原因有兩個：一是外來流體和地層流體的不配伍，二是隨著生產(chǎn)過程中外界條件的變化，地層水中原有的一些化學(xué)平衡會遭到破壞，平衡發(fā)生移動而產(chǎn)生無機沉淀，常見的無機垢有：碳酸鈣﹑硫酸鈣﹑硫酸鍶。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↓

這些沉淀可吸附在井筒底部或巖石表面成垢，縮小孔道，或隨液流運移在孔喉處堵塞流動通道，使地層吸水能力下降。污水回注組成性質(zhì)分析表可知：元壩氣田回注污水主要成垢離子為HCO3-離子﹑總鐵﹑二價鐵離子（平均為3.11mg/L）﹑硫化物（平均含量為3.11mg/L）﹑含有腐生菌﹑鐵細(xì)菌等細(xì)菌，由此可推斷：（1）污水中含有一定的二價鐵，且含有溶解氧，二價鐵離子在溶解氧的氧化條件下形成三價鐵離子，化學(xué)反應(yīng)公式為：4Fe（OH）2+2H2O+O2=4Fe（OH）3↓，污水中含有三價鐵離子，F(xiàn)e3++OH-=Fe （OH）3↓，形成氫氧化鐵沉淀，堵塞回注井地層孔道；（2）根據(jù)各井站污水分析，大部分井站產(chǎn)出水含有高濃度的Ca2+離子，例如元壩1-1H井約為9314.87mg/L，元壩101-1H井為7975mg/L，且污水呈弱堿性，隨著pH值的升高中HCO3-離子離解成H+和CO32-，HCO3-=H++CO32-，CO32-濃度增加，Ca2++CO32-=CaCO3↓，促使CaCO3沉淀的生成，堵塞回注井地層孔道；（3）回注污水中的固體懸浮物含量較高（最低8mg/L，最高28mg/L），其進(jìn)入地層可造成回注井的機械堵塞；（4）回注污水中的硫化物最高時達(dá)到5.12mg/L，其可以生成硫化物沉淀。

結(jié)論

（1）元壩氣田處理后污水各礦物離子含量較穩(wěn)定，除含油量﹑懸浮固體含量有一定波動外，組成性質(zhì)比較穩(wěn)定，污水離子性質(zhì)相對穩(wěn)定。（2）回注1井地層吸水能力下降主要由污水中的二價鐵﹑三價鐵﹑鈣離子形成的氫氧化鐵﹑碳酸鈣化學(xué)沉淀；固體懸浮物的機械沉淀和硫化物沉淀造成的孔道堵塞所引起。（3）目前污水回注量僅占體積法計算儲水體積3.55%，線性回歸曲線趨勢公式為：y= -0.2383x+3.24，回注1井地層吸水能力下降趨勢不合理，下降速度過快，需合理污水回注制度﹑優(yōu)化污水處理配方，降低地層吸水能力下降速度。

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中圖分類號：TE358

文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A