油田注水水質(zhì)與處理技術(shù)研究

白常東

摘 要：眾所周知油田工程有著較大的難度，整體內(nèi)容十分復(fù)雜，其涉及到非常多的內(nèi)容。在油田工程中，注水是很重要的生產(chǎn)環(huán)節(jié)與生產(chǎn)內(nèi)容。以油田生產(chǎn)的實(shí)際意義角度來看，注水水質(zhì)帶來的影響十分突出。如果沒有合理控制注水過程，除了會破壞地層，同時也會影響原油采收效果，無法保障油田生產(chǎn)效益，成為油田事業(yè)發(fā)展的重大阻礙與影響?？紤]到以上種種，本文將深入油田注水水質(zhì)處理技術(shù)，分析思路和應(yīng)對方法。

關(guān)鍵詞：油田注水;水質(zhì);處理技術(shù);原油

以我國的發(fā)展?fàn)顩r可以看到的是，當(dāng)前國內(nèi)油田事業(yè)已經(jīng)漸漸進(jìn)入到石油開發(fā)中后期階段。廣泛開展的注水開發(fā)工作，對于社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展、原油生產(chǎn)效益、原油污水處理與回收都有深刻影響。必須注意的是，回注前，需要工作人員采取行之有效的方法處理污水問題，解決污水回收和排放問題，在各項(xiàng)數(shù)值達(dá)標(biāo)以后，才可以回注，保障石油順利生產(chǎn)。因此工作人員需要表現(xiàn)出油田注水處理足夠重視度，正確生產(chǎn)與處理問題。

一、注水水質(zhì)劣化原因

（一）物理因素

這里說的物理因素就是壓力、時間以及溫度等環(huán)境指標(biāo)變化，導(dǎo)致水中粒子和物質(zhì)平衡被打破，引起了水質(zhì)劣化問題。首先是壓力。因?yàn)閴毫υ黾訒铀賾腋∥镞\(yùn)動速度，導(dǎo)致懸浮顆粒聚集。此時壓力升高，就會提升注水懸浮物的含量，劣化水質(zhì)。其次是時間。在時間推移下，懸浮物微生物數(shù)量越來越多，聚集大量懸浮物。此時因?yàn)閼腋∥锾?，所以劣化了水質(zhì)。最后是溫度。溫度會導(dǎo)致水中粒子運(yùn)動變化。水溫提升，會讓水中懸浮物含量增加，劣化水質(zhì)。

（二）化學(xué)因素

首先是化學(xué)劑，比如絮凝劑在投入使用以后，能夠讓微小顆粒絮凝。此時這些小顆粒就會沉降，增加水中懸浮物數(shù)量[1]。

其次是成垢離子。水中成垢離子會生成各種碳酸鹽化合物，附著在系統(tǒng)內(nèi)壁。最后是油滴。在動力學(xué)作用下，油滴包裹了懸浮物，最終沉降，劣化水質(zhì)。

二、水處理流程

一般來說水處理有兩個流程模式，第一種高壓注水站注水，利用多井配水計(jì)量間處理流入注水井。第二種高壓注水站注水，隨后經(jīng)過干管多支線穩(wěn)流配水閥組處理，最后進(jìn)入注水井。

（一）清水系統(tǒng)

縱觀大局，清水系統(tǒng)實(shí)際上運(yùn)用了膠膜隔氧密閉注水工藝以及柴油密封。對于有著較高含氧量的地區(qū)，一般都會用化學(xué)除氧方法[2]。高含成垢陽離子去處理應(yīng)用機(jī)械真空脫氧方式。此外工作人員也會配合應(yīng)用PEC燒結(jié)管精濾和纖維球粗濾方式。另外還會周期性使用段塞式投加殺菌劑，有效殺死細(xì)菌，避免細(xì)菌瘋狂增長。隨后會用防垢劑這種辦法控制與減弱地層結(jié)垢問題出現(xiàn)。也就是說清水系統(tǒng)本身流程很多，完整的技術(shù)是改善地質(zhì)問題，避免生產(chǎn)對地質(zhì)造成負(fù)面影響的關(guān)鍵。

（二）污水系統(tǒng)

作業(yè)中，利用管道破乳、大罐溢流沉降、井口加藥等脫水手段，配合殺菌、過濾、凈化技術(shù)處理污水。技術(shù)之后，將污水回注地層。在一系列處理過程之后，此時污水就能夠達(dá)到國家規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)，這時候?qū)⒈粌艋蟮奈鬯⑷氲貙?。此外工作人員需要合理使用膜技術(shù)與精細(xì)過濾方法，從而進(jìn)一步改善水質(zhì)問題。

（三）污水處理情況

離子交換，在沉淀以后，污水會堆積在儲油罐，去除大量污油。之后污水會進(jìn)入高效氮?dú)鈿飧〕兀藭r內(nèi)部的乳化油和分散油得到了深入處理，控制含油濃度在20/L，此時要避免懸浮物濃度超過20/L。

（四）膜超濾

該技術(shù)使用膜裝置配合超濾膜，通過施加適量壓力，靠著多孔材料攔截能力，就可以用物理手段去除水中菌體、顆粒物和有機(jī)大分子。從而完成不同成分的篩分。

該分離技術(shù)能夠有著固液分離高效、無相態(tài)變化并且可以常溫操作，維護(hù)非常方便等特點(diǎn)。由于優(yōu)勢突出，隨意得到了廣泛的使用。

（五）納濾技術(shù)

由于儲層中有著很高的鋇粒子含量，所以容易引起地層結(jié)垢堵塞問題，降低最終產(chǎn)能，增加注水壓力?？紤]種種，此時需要用納濾技術(shù)，通過改善水質(zhì)源頭，去除污水雜質(zhì)，就可以避免儲層與油井出現(xiàn)結(jié)垢，提高整體生產(chǎn)質(zhì)量。

三、油田水處理劑

（一）處理劑選擇

首先在選擇處理劑的時候，需要綜合考慮，體現(xiàn)足夠的效果與應(yīng)用性能，提高投加便利性，不能讓材料價格過高。此外應(yīng)當(dāng)確保地層流體與地層巖石相互包容，不應(yīng)該有結(jié)垢、乳化問題發(fā)生。假設(shè)工作中，需要使用多種處理劑，就要保障這些處理劑可以彼此包容，避免化學(xué)反應(yīng)問題，要注意化學(xué)相互作用與化學(xué)沉淀問題。

（二）殺菌劑

基于大局角度來看，目前常用殺菌劑有兩種類型，分別是非氧化殺菌劑與氧化殺菌劑。氧化殺菌劑的使用非常廣泛，包括各種各樣的氯和相關(guān)制品[3]。另外目前主流殺菌劑中，臭氧、溴化物也是非常常見的?？紤]到腐蝕性問題，作業(yè)的時候不可以直接應(yīng)用在水系統(tǒng)。另外季銨鹽是非氧化殺菌劑，也是非常常見的殺菌劑種類。國外還有一些其使用的是硫化氨基甲酸酯，在實(shí)踐中效果很不錯。

（三）兩種殺菌工藝

首先作業(yè)的時候，工作人員會把濃度在百分之三至百分之三點(diǎn)五的食鹽水用電解裝置，依靠直流電電解，此時會出現(xiàn)大量次氯酸按。這是一種穩(wěn)定性比較弱的物質(zhì)，在水中會生成原生態(tài)氧，氧化細(xì)菌，有非常好的殺滅細(xì)菌效果。

其次光電殺菌。工作人員使用特殊裝置發(fā)出特定波長紫外線，二氧化鈦與紫外線在化合反應(yīng)中，出現(xiàn)光化學(xué)催化效應(yīng)。此時依靠光電氧化過程，就能夠破壞細(xì)菌的分子結(jié)構(gòu)，從而殺滅水中細(xì)菌，提高水質(zhì)。

（四）防垢劑

過去國內(nèi)所用的水處理防垢劑主要有兩種類型，第一種是有機(jī)磷酸酯或有機(jī)磷酸鹽，第二種是聚羧酸和各種衍生物。常規(guī)情況下，每升使用5至10毫克，就能夠獲得非常好的防垢濾效果，配伍性十足，不會損傷地層。該技術(shù)可以從源頭提高防垢質(zhì)量與效果。

（五）緩蝕劑

在生產(chǎn)中，無機(jī)鹽屬于非常重要的緩蝕劑，常用的類型包括鎢系、鉬系、硅系、鋅系、磷系、鉻系。有機(jī)配方當(dāng)中，有機(jī)磷酸鹽是很常見的緩蝕劑。

（六）其他處理劑

首先是除氧劑，也就是還原劑，比如異抗壞血酸、聯(lián)胺、水合肼、亞硫酸鹽等。

其次是粘土穩(wěn)定劑，用處為控制粘土顆粒移動，避免粘土膨脹發(fā)生。常用材料包括陽離子聚合物、銨鹽、無鹽。

此外為了保障注水效果以及提高驅(qū)油效率，注水中有時會會添加適量表面活性劑，作用為降低水表面張力，改善油水流動性。

四、水質(zhì)檢測技術(shù)

了解水質(zhì)情況，才能夠更好的生產(chǎn)石油，部分項(xiàng)目需要在現(xiàn)場操作，而不是實(shí)驗(yàn)室操作。

常用在油田水質(zhì)檢測的有腐生菌測試瓶與硫酸鹽環(huán)氧菌。操作中注入水中，實(shí)現(xiàn)對鐵、氧以及二價硫的溶解。以上儀器被用在油田水現(xiàn)場檢測，準(zhǔn)確可靠且操作十分方便，性能能夠達(dá)到國外的同類別產(chǎn)品水平，在國內(nèi)被廣泛使用，有著非常好的生產(chǎn)效果。

結(jié)語：本文以油田注水水質(zhì)處理技術(shù)作為切入點(diǎn)，分析與描述了操作思路。立足實(shí)際，可以看到的是，對我國來說，油田產(chǎn)業(yè)屬于非常重要的產(chǎn)業(yè)，其直接影響社會發(fā)展、國家經(jīng)濟(jì)建設(shè)。工作人員需要提高油田生產(chǎn)重視度，重視對各種相關(guān)技術(shù)的開發(fā)與研究。特別是應(yīng)將保障注水質(zhì)量和注水效果作為追求，提高水質(zhì)與處理技術(shù)合理性、科學(xué)性。將目光放在提高原油采收能力，提高石油企業(yè)最終生產(chǎn)效益。

參考文獻(xiàn)：

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[3]李勝蘭，李季，方利平.油田回注水系統(tǒng)水質(zhì)惡劣的成因分析[J].武漢輕工大學(xué)學(xué)報，2020，39（02）：48-52.