長(zhǎng)慶油田采出水殺菌與緩蝕阻垢處理實(shí)驗(yàn)

雷雨希 張志全 陳汪洋 李春穎 陳曉宇 長(zhǎng)江大學(xué)石油工程學(xué)院

目前，我國(guó)大多數(shù)油田已進(jìn)入開(kāi)發(fā)的中后期，采出液中的平均含水率為50%~70%，有的甚至高達(dá)90%以上[1]。采出水是油水分離后形成的集懸浮物固體、油、溶解物質(zhì)于一體的多相體系，其主要污染物有鹽類(lèi)、硫化物、懸浮物、原油、微生物等。采出水中的硫酸鹽還原菌會(huì)帶來(lái)嚴(yán)重的腐蝕問(wèn)題，若不加處理直接回注，會(huì)堵塞地層，造成原油產(chǎn)量下降，從而嚴(yán)重影響油田的開(kāi)發(fā)效果與經(jīng)濟(jì)效益。解決油田采出水腐蝕結(jié)垢問(wèn)題對(duì)于油田開(kāi)采意義重大，國(guó)內(nèi)外已經(jīng)有許多研究報(bào)道[2-3]，但由于不同油田的采出水的性質(zhì)不同，很多技術(shù)問(wèn)題還有待于進(jìn)一步研究。本文以長(zhǎng)慶油田采油三廠C3-2聯(lián)合站采出水為例，開(kāi)展采出水殺菌和緩蝕阻垢實(shí)驗(yàn)研究，解決聯(lián)合站采出水的結(jié)垢問(wèn)題，并確保采出水達(dá)到回注指標(biāo)。

1 實(shí)驗(yàn)評(píng)價(jià)依據(jù)

依據(jù)《殺菌劑性能評(píng)價(jià)方法（SY/T 5890—1993）》、《油田注水細(xì)菌分析方法（SY/T 0532—1993）》和《碎屑巖油藏注水水質(zhì)推薦指標(biāo)及分析方法（SY/T 5329—2012）》對(duì)殺菌劑在40℃下進(jìn)行殺菌性能評(píng)價(jià)；依據(jù)《油田采出水用緩蝕劑性能評(píng)價(jià)方法（SY/T5273—2000）》對(duì)緩蝕阻垢劑進(jìn)行緩蝕性能評(píng)價(jià)；依據(jù)《油田防垢劑性能評(píng)定方法（SY T5673—1993）》對(duì)緩蝕阻垢劑進(jìn)行阻碳酸鈣垢和阻硫酸鈣垢的評(píng)價(jià)。

2 實(shí)驗(yàn)與結(jié)果討論

2.1 油田采出水水質(zhì)特性分析

對(duì)不同時(shí)期的長(zhǎng)慶油田采油三廠C3-2聯(lián)合站采出水分別進(jìn)行水質(zhì)分析，結(jié)果如表1所示。

表1 油田采出水水質(zhì)特性

由表1可以看出：采出水的礦化度較高，同時(shí)成垢離子含量相對(duì)較高，結(jié)垢趨勢(shì)明顯增強(qiáng)，與地層水混合后的適應(yīng)性較差，易發(fā)生結(jié)垢現(xiàn)象；采出水中含有大量的硫酸鹽還原菌和腐生菌，這些細(xì)菌的存在不僅會(huì)腐蝕管線，而且腐蝕產(chǎn)物會(huì)造成地層的嚴(yán)重堵塞。因此，需要投加殺菌劑、緩蝕阻垢劑，解決細(xì)菌含量高所產(chǎn)生的腐蝕以及結(jié)垢問(wèn)題。

2.2 殺菌實(shí)驗(yàn)

在油田采出水處理過(guò)程中，普遍采用投加氧化性殺菌劑來(lái)控制回注水系統(tǒng)的微生物繁殖[4]。為此，在室內(nèi)進(jìn)行了非氧化性殺菌劑篩選與評(píng)價(jià)實(shí)驗(yàn)。

2.2.1 殺菌劑篩選

用室內(nèi)篩選的非氧化性殺菌劑FY-01、FY-02和FY-03對(duì)采出水進(jìn)行了殺菌實(shí)驗(yàn)，殺菌劑濃度均為100mh/L，結(jié)果如表2所示。

由表2可知：各殺菌劑對(duì)細(xì)菌均具有良好的殺菌效果，硫酸鹽還原菌完全被殺除；對(duì)于腐生菌而言，F(xiàn)Y-01的殺菌效果要好于其他兩種殺菌劑。

表2 非氧化性殺菌劑殺菌實(shí)驗(yàn)結(jié)果

2.2.2 最低致死濃度實(shí)驗(yàn)

取采出水進(jìn)行非氧化性殺菌劑FY-01最低致死濃度（藥劑能使生物群體致死所需要的最低劑量）實(shí)驗(yàn)，結(jié)果如表3所示。

表3 FY-01最低致死濃度實(shí)驗(yàn)結(jié)果

由表3可以看出，F(xiàn)Y-01殺菌劑最低致死濃度為300mg/L。現(xiàn)場(chǎng)選用FY-01殺菌劑，加藥濃度為200mg/L時(shí)可使硫酸鹽還原菌完全殺除，腐生菌含量為1.0×102m L-1，細(xì)菌含量滿足回注要求。

2.2.3 藥效持續(xù)時(shí)間實(shí)驗(yàn)

向采出水中加入FY-01非氧化性殺菌劑200 mg/L，測(cè)定不同時(shí)間內(nèi)腐生菌含量，實(shí)驗(yàn)結(jié)果如表4所示。

表4 FY-01藥效持續(xù)時(shí)間評(píng)價(jià)結(jié)果

由表4可以看出，非氧化性殺菌劑FY-01在72 h以內(nèi)可以使采出水中的腐生菌含量維持在104m L-1以內(nèi)，說(shuō)明FY-01殺菌劑藥效持續(xù)作用時(shí)間長(zhǎng)。

2.3 緩蝕阻垢實(shí)驗(yàn)

選用長(zhǎng)慶油田防腐所研制的FF和HZ系列緩蝕阻垢劑作為長(zhǎng)慶采油三廠C2-3聯(lián)合站回注水系統(tǒng)緩蝕阻垢劑，通過(guò)靜態(tài)阻垢實(shí)驗(yàn)和腐蝕掛片實(shí)驗(yàn)對(duì)緩蝕阻垢劑的性能進(jìn)行評(píng)價(jià)[5]，并與其原使用的緩蝕阻垢劑（簡(jiǎn)稱為XC）性能進(jìn)行對(duì)比。

2.3.1 靜態(tài)阻垢實(shí)驗(yàn)

靜態(tài)阻垢實(shí)驗(yàn)結(jié)果如表5所示。

由表5可以看出：FF-01、FF-02、HZ-01、HZ-02四種緩蝕阻垢劑的阻垢性能均優(yōu)于原先所使用的緩蝕阻垢劑XC，且水中無(wú)明顯沉淀物產(chǎn)生；其中FF-01、HZ-02阻垢性能更好一些，當(dāng)加量為50mg/L時(shí)，其相對(duì)阻垢率可高達(dá)96%以上。

2.3.2 腐蝕掛片實(shí)驗(yàn)

腐蝕掛片實(shí)驗(yàn)結(jié)果如表6所示。

表5 靜態(tài)阻垢實(shí)驗(yàn)結(jié)果

從表6可以看出：FF、HZ系列緩蝕阻垢劑的性能明顯優(yōu)于現(xiàn)場(chǎng)使用的緩蝕阻垢劑XC；相比較而言，F(xiàn)F-01和HZ-02的緩蝕性能要更好一些。

2.4 配伍性實(shí)驗(yàn)

取現(xiàn)場(chǎng)采出水，分別加入200mg/L非氧化性殺菌劑FY-01和50mg/L緩蝕阻垢劑HZ-02，測(cè)定相關(guān)水質(zhì)指標(biāo)，結(jié)果如表7所示。

由表7可以看出，緩蝕阻垢劑HZ-02與非氧化性殺菌劑FY-01的配伍性良好，采出水經(jīng)殺菌和緩蝕阻垢處理后，腐生菌、硫酸鹽還原菌和腐蝕速率均大幅降低，殺菌率高達(dá)99%以上，相對(duì)阻垢率達(dá)97.33%，達(dá)到了油田回注標(biāo)準(zhǔn)。

表7 采出水綜合處理后水質(zhì)分析結(jié)果

3 結(jié)論

通過(guò)對(duì)長(zhǎng)慶油田采油三廠C3-2聯(lián)合站采出水水質(zhì)分析及殺菌和緩蝕阻垢實(shí)驗(yàn)得出如下結(jié)論：

（1）采出水中硫酸鹽還原菌的含量高達(dá)1.8×105~3.1×105m L-1，腐生菌的含量高達(dá)5.0×105~2.0×106m L-1，腐蝕速率達(dá)0.629 mm/a，成垢離子含量相對(duì)較高，采出水具有較強(qiáng)的腐蝕性和結(jié)垢傾向。

（2）殺菌實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，篩選出的非氧化性殺菌劑FY-01具有很好的殺菌效果，且殺菌持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)，當(dāng)FY-01加藥量為200mg/L，采出水經(jīng)殺菌處理后細(xì)菌含量達(dá)到回注水水質(zhì)要求。

（3）緩蝕阻垢實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，F(xiàn)F、HZ系列緩蝕阻垢劑的性能明顯優(yōu)于現(xiàn)場(chǎng)使用的緩蝕阻垢劑XC；經(jīng)綜合比較，長(zhǎng)慶油田采油三廠C3-2聯(lián)合站采出水處理選用HZ-02作為主緩蝕阻垢劑，其加量為50mg/L。

（4）配伍性實(shí)驗(yàn)表明，篩選出的緩蝕阻垢劑HZ-02和非氧化性殺菌劑FY-01配伍性能良好，兩種藥劑同時(shí)投加具有較好的殺菌、緩蝕和阻垢效果。

[1]高生軍．靖二聯(lián)油田污水處理技術(shù)研究與應(yīng)用[D]．西安：西安石油大學(xué)，2009：6-7．

[2]曲虎，劉靜，馬梓涵，等．油田采出水處理系統(tǒng)用藥劑進(jìn)展[J]．油氣田環(huán)境保護(hù)，2012，22（2）：14-18.

[3]白林．長(zhǎng)慶油田腐蝕機(jī)理及防腐防垢技術(shù)研究與應(yīng)用[D]．西安：西北大學(xué)，2012：12.

[4]戴欣．BC-G殺菌劑的研制及評(píng)價(jià)[J]．油氣田地面工程，2005，24（5）：54-55.

[5]陳武，刁浪滔，尹先清，等．緩蝕阻垢劑NY-HGA在潿洲12-1油田生產(chǎn)污水處理中的應(yīng)用評(píng)價(jià)[J]．油田化學(xué)，2005，22（2）：126-129.