長慶油田含硫水處理劑的篩選評價

宋紹富，張麗杰，張隨望，隋 蕾

（1.西安石油大學化學化工學院，陜西西安 710065；2.長慶油田超低滲透油藏研究中心，陜西西安 710021）

長慶油田含硫水處理劑的篩選評價

宋紹富1，張麗杰1，張隨望2，隋 蕾2

（1.西安石油大學化學化工學院，陜西西安 710065；2.長慶油田超低滲透油藏研究中心，陜西西安 710021）

長慶油田莊一聯采出水經處理后仍具有較高的總礦化度、較多的懸浮物及殘余油。根據現場腐蝕、結垢及細菌存在的現狀，采用室內評價和現場試驗相結合的方法，對幾種常用的緩蝕劑、阻垢劑和殺菌劑進行篩選。實驗結果表明：當復配藥劑ZG-03:HSJ-03:SJ-04=40:100:100時，應用效果較好。

緩蝕劑；阻垢劑；殺菌劑；篩選評價

在油田的注水開發過程中產生了大量含油污水，此類污水具有較高的油藏傷害性，較強的腐蝕性及一定的結垢性，必須進行處理后才能回注。常用的化學水處理方法需要向污水中投加相應的防腐、阻垢和殺菌藥劑，使污水達到回注標準。

在長期的生產實踐中發現，不同水處理藥劑之間往往存在一定相互作用，一些藥劑單獨使用時效果較好，但與其他藥劑混合使用時，經常出現相互抑制的現象。本文針對長慶油田超低滲透油藏第一項目部莊一聯含油污水的處理工藝特點，采用室內評價和現場試驗相結合的方法，對幾種常用的緩蝕劑、阻垢劑和殺菌劑進行篩選、評價，優選出配伍性良好的藥劑，為油田生產提供參考。

1 水質分析

莊一聯污水處理的基本流程為：三相分離器來水→自然沉降除油→絮凝沉降→過濾→凈化水罐→回注。連續三天分別取莊一聯三相分離器出口及凈化水罐出口水樣進行水質分析，評價現場水處理效果，結果（見表1）。

由表 1 可知，莊一聯采出水 Ca2+、Mg2+、與 S2－含量均較高，總礦化度約12 500 mg/L。采出水經三相分離器油水分離后，懸浮物、含油量仍然高達300 mg/L與500 mg/L，經自然除油罐、混凝罐與凈化水罐后，懸浮物與油含量降低到120mg/L與25mg/L以上，仍然超過回注水質標準。采出水在三相分離器出口的細菌含量不高，但經過水處理環節后，細菌含量有所增加，表明在采出水處理系統中，所投加的抑菌藥劑效果欠佳，存在細菌滋生現象。莊一聯采出水處理后的腐蝕速率較低，為0.016～0.026mm/a，達到石油行業回注水標準。

針對莊一聯污水水質的分析結果及其處理現狀，對3種緩蝕劑、8種阻垢劑及6種殺菌劑進行篩選評價及配伍性研究，獲得配伍性良好的水處理藥劑。

2 藥劑的篩選評價

2.1 室內評價

2.1.1 緩蝕劑的室內評價 按照石油行業標準SY/T5273-2000的要求，根據莊一聯污水的水質組成，配制模擬水，在現場水溫度下、搖床中腐蝕7天（動態），測定其腐蝕失重情況，并計算腐蝕速率，評價各類緩蝕劑的緩蝕性能。

表1 連續三天水質分析結果

模擬水的配制方法，根據現場水的水質組成，以CaCl2、MgCl2、Na2SO4、Na2S 及 NaHCO3中的對應 Ca2+、Mg2+、S、S2-及模擬現場水樣中相應離子，不足的Cl-以NaCl代替，其他離子暫時忽略不計，調整pH值至現場值。配制的模擬水組成如下：Cl-，6 450 mg/L，Ca2+，635 mg/L，Mg2+，125 mg/L，S，800 mg/L，HC，540 mg/L，S2-，10 mg/L，pH6.5 。

室內模擬莊一聯采出水的腐蝕實驗研究結果（見表 2）。

表2 莊一聯模擬水緩蝕劑室內評價結果

由表2可知，HSJ-03緩蝕劑的緩蝕性能較好。在模擬環境中，動態條件下，HSJ-03緩蝕劑用量達到100 mg/L時，腐蝕速率可降低到0.055 7 mm/a，緩蝕率>81%，而當其用量達到120mg/L以上時，腐蝕速率可進一步降低到0.030 5mm/a以下，緩蝕率>89%。其他兩種緩蝕劑用量達到120mg/L時，腐蝕速率亦可控制在0.076 mm/a以內，但緩蝕率明顯低于HSJ-03。

2.1.2 阻垢劑的室內評價 按QSY-126-2007標準的要求，配制一定濃度的CaCl2、BaCl2、Na2CO3與Na2SO4溶液，分別將上述溶液按 CaCl2+Na2CO3、CaCl2+Na2SO4、BaCl2+Na2SO4兩兩混合，加入要求濃度的阻垢劑，同時做空白對照。恒溫24 h后，比較加入阻垢劑前后水樣中的CaCO3、CaSO4與BaSO4的沉積量，評定阻垢劑的阻垢率，結果（見表3）。

由表3可知，ZG-03對CaCO3的阻垢效率最高，達98.67%，同時ZG-01也達到90%以上，也能達標。ZG-02與ZG-03對CaSO4的阻垢效率均達到90%以上，滿足標準要求。ZG-04對BaSO4的阻垢率最高，ZG-01，ZG-06，ZG-07，ZG-08對BaSO4的阻垢率也在90%以上。

2.1.3 殺菌劑的室內評價 通過從現場采集含菌水樣，接種到硫酸鹽還原菌（SRB）、腐生菌（TGB）與鐵細菌（FB）選擇性培養基中富集培養，再添加不同種類、濃度的殺菌劑，比較、評判各類殺菌劑的殺菌性能，避免在現場細菌含量較低時，出現各種殺菌劑殺菌率100%達標的假象。

表3 不同阻垢劑對CaCO3、CaSO4與BaSO4的阻垢率

原水樣取自莊一聯三相分離器出口采出水，原水樣中TGB含量為600個/毫升、SRB含量700個/毫升、FB含量25個/毫升。經選擇性培養基富集培養后，TGB、SRB與FB含量均達到107個/毫升以上，以此菌種液作為殺菌性能的檢測對象，將6種殺菌劑分別按50 mg/L、100 mg/L與150mg/L濃度加入上述菌液中，靜置殺菌1 h后，按SY/T5890-93方法檢測剩余菌數，評判各類殺菌劑的殺菌性能，同時作空白對照，結果（見表4）。

表4 不同殺菌劑對富集后的油田水中細菌的殺菌性能檢測結果

由表4結果可知，SJ-02、SJ-04與SJ-06殺菌性能較好，SJ-01次之，而SJ-03與SJ-05殺菌性能較差。

2.2 現場應用評價

2.2.1 緩蝕劑的現場評價 按照石油行業標準SY/T5273-2000的要求，對不同緩蝕劑進行現場評價，結果（見表 5）。

表5 不同緩蝕劑的評價結果

由表5評價結果可知，不同緩蝕劑在同一用量下，HSJ-03的緩蝕率相對較高，當加藥量為100 mg/L時，其腐蝕速率只有0.019 mm/a，低于石油行業要求的0.076mm/a，已經達到注水標準。

2.2.2 阻垢劑的現場評價 取現場采出水樣，分別加入20 mg/L與40 mg/L不同種類的阻垢劑，測定溶液中Ca2+的濃度，評價其阻垢性能，結果（見表6）。

表6 不同阻垢劑的評價結果

由表6評價結果可知，不同藥劑在同一用量下，ZG-03，ZG-04的阻垢性能相對較好，其阻垢率均達到80%以上，當加藥量為40mg/L時，ZG-03的阻垢率達91.8%，符合石油行業對阻垢劑阻垢率≥90%的性能要求。

2.3 復配藥劑現場混合使用時的適應性評價

根據藥劑的室內評價及現場應用評價的結果，并考慮到殺菌劑的成本，對莊一聯污水系統，分別選取緩蝕劑HSJ-03，阻垢劑 ZG-03、ZG-04，與殺菌劑 SJ-04進行現場藥劑復配適應性效果評價。

藥劑的濃度：緩蝕劑HSJ-03 100 mg/L，阻垢劑ZG-03、ZG0-4 均選用 40 mg/L、60 mg/L 兩個濃度，SJ-04 100mg/L，結果（見表 7）。

表7 復配藥劑對莊一聯污水腐蝕、阻垢及殺菌性能的影響

由表 7結果可知，HSJ-03、ZG-03、ZG-04與 SJ-04混合復配時，污水系統的腐蝕速率從0.055 9mm/a下降到0.015 2～0.022 7 mm/a，緩蝕效果明顯，腐蝕速率低于0.076mm/a，達到中石油行業要求。復配體系對系統的阻垢性能有一定抑制作用，共同使用時比阻垢劑單獨使用時的阻垢率低5%～10%，當ZG-03:HSJ-03:SJ-04=40:100:100時，阻垢率為86.78%。所以在實際使用時不能將阻垢劑與緩蝕劑混合加藥，應盡可能分開加藥，控制兩種藥劑混合接觸應間隔一定時間，以避免相互抑制。由于污水系統本身的細菌含量不高，復配體系均可達到殺菌要求。

3 結論

（1）在莊一聯的污水水質條件下，在相同的條件下，HSJ-03，ZG-03，ZG-04，SJ-04 的應用效果優于同類其他藥劑。

（2）復配藥劑ZG-03:HSJ-03:SJ-04=40:100:100時，應用效果較好，污水體系的腐蝕速率及殺菌率都達到了石油行業的標準要求，阻垢率為86.78%；緩蝕劑與阻垢劑同時添加時，存在一定抑制作用，建議這兩種藥劑應間隔一定時間添加或在加藥流程間隔一定距離添加。

［1］ SY/T5273-2000油田采出水用緩蝕劑性能評價方法［S］.北京：石油工業出版社，2000:1-3.

［2］ QSY-126-2007油田水處理用緩蝕阻垢劑技術要求［S］.北京：石油工業出版社，2007:1-6.

［3］ SY/T5890-93殺菌劑性能評價方法［S］.北京：石油工業出版社，1993:1-3.

The selection and evaluation of treatment agents for waste water containing sulfides in Changqing oilfield

SONG Shaofu1，ZHANG Lijie1，ZHANG Suiwang2，SUILei2
（1.College of Chemistry and Chemical Engineering，Xi＇an Shiyou University，Xi＇an Shanxi710065，China；2.Research Center of Ultro-low Permeability Oil Reservoir，Changqing Oilfield of CNPC，Xi'an Shanxi710021，China）

There were high salinity,much suspended solids and residual oil in the waste water although it had been treated in Zhuangyilian of Changqing oilfield.According to the local conditions of corrosion,scaling and bacteria,several common corrosion inhibitors,scale inhibitors and bactericideswere screened out through laboratory evaluation and field test.The experimental results showed that:the optimized chemicals were ZG-03:HSJ-03:SJ-04=40:100:100,which could brought excellent performance.

corrosion inhibitor；scale inhibitor；bactericide；selection and evaluation

10.3969/j.issn.1673-5285.2013.03.019

TE624.1

A

1673-5285（2013）03-0073-04

2013－02-14

陜西省科技統籌創新工程計劃項目“陜北特低滲透油田含硫采油污水回注處理技術研究與應用”資助，項目編號：2012KTCG01-11。

宋紹富，男（1974－），博士、副教授，現從事石油化工與油氣田環境保護方面的教學與科研工作。