大牛地氣田產出污水回注標準的制定

劉慧 (中石化華北油氣分公司石油工程技術研究院，河南 鄭州 450000)

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大牛地氣田產出污水回注標準的制定

劉慧 (中石化華北油氣分公司石油工程技術研究院，河南 鄭州 450000)

大牛地氣田產出水采用集中處理方法進行處理，處理后的污水回注地層。為提高污水回注效率、不傷害回注層、保護環境，從分析混合污水水質出發，對回注層巖心滲透率等性質進行試驗分析，結合現行氣田水回注標準、目標氣田的儲層特性等，研究建立了大牛地氣田回注水油量、懸浮物含量等回注指標標準，以確保污水高效安全回注。

大牛地氣田；回注水標準；氣田水回注

大牛地氣田共有7套主力產氣層位及1套接替層位，各層產出水統一進入凈化廠集中處理回注。為確保產出水能安全回注、不傷害回注層、不污染環境，筆者對回注水水質進行研究限定，并完善了配套處理工藝制度，以保障回注水水質達標，實現安全回注。

1 混合污水水質分析

大牛地氣田各生產層位因埋藏深度不同，產出水性質差別大；同時由于各單井開發階段、加藥種類及腐蝕結垢特點不同，導致凈化廠接收的混合污水水質變化大(見表1、圖1)。由表1可知，凈化廠接收的混合污水中，濁度較高，除凝析油外還存在大量懸浮物；鈣鎂離子含量偏高，易形成垢，對污水處理過程中所結垢取樣進行成分分析，其主要成分為碳酸鈣垢。

另外，由于大牛地氣田主要采取注甲醇方式預防氣井水合物生成，受氣井注醇制度影響，污水含醇率呈周期性變化(見圖2)。甲醇具有生物毒性，不能直接回注地層，因此在污水處理過程中，需要對甲醇進行回收，回收甲醇裝置為精餾塔，根據甲醇與水的沸點不同，將產出水中的甲醇進行分離。該過程為加熱分離過程，分離提純后液體離子濃度和溫度升高，易造成后續管線設備的腐蝕穿孔。因此，凈化廠接收的混合污水存在水質變化快、性質差別大、含醇率周期性變化及易造成腐蝕結垢等特點。

表1 混合污水水質分析

2 回注層巖心分析

1)非均質性測試。對大牛地氣田回注井回注層巖心非均質性進行測試，測試結果(見表2)表明，其滲透率范圍在0.011～17.487mD，屬于低孔低滲致密砂巖氣藏，混合污水處理后回注易造成回注層傷害。

圖1 凈化廠第三污水處理站來水濁度

圖2 凈化廠第三污水處理站來水含醇率

2)敏感性測試。對回注層巖心敏感性進行測試的結果(見表3)表明，回注層巖心具有強酸敏性、無-中等偏強的水敏和堿敏性。

3)掃描電鏡微觀特征。對巖心進行地層水驅替試驗，驅替后的掃描電鏡微觀特征分析(見圖3)表明，有部分外來固相顆粒堵塞黏土礦物晶間孔。

圖3 地層水驅替后巖心掃描電鏡微觀特征觀察圖

3 大牛地氣田污水回注標準的制定

表2 回注層巖心非均質性測試結果

各氣田分別根據當地環保要求制定了回注水水質指標，《氣田水回注方法》[4]規定了氣田水回注井和回注層的評選要求、推薦水質指標、達標回注水水質檢測分析方法與推薦水質處理工藝方法。該標準適用于砂巖和碳酸鹽巖氣田水排污回注。

根據巖心非均質性測試結果(見表2)，其滲透率在0.011～17.487mD，且地層水驅替過的巖心，懸浮物顆粒易造成空隙、吼道堵塞，參照《氣田水回注方法》滲透率K≤0.2mD的回注層，要求其懸浮物含量≤15mg/L，懸浮物顆粒直徑中值≤8μm，含油量≤30mg/L，同時嚴格控制回注水懸浮物的含量，確保回注層不被堵塞。

表3 回注層巖心敏感性測試結果

由巖心敏感性分析測試結果(見表3)可知，回注層巖心具有弱速敏性，因此處理后污水回注過程中，對回注速度和日回注量并不進行指標控制，而采取根據回注井壓力變化間歇輪注的方式回注。回注層具有強酸敏性，無-中等偏強水敏、堿敏，因此應嚴格控制回注水的酸性，參照《氣田水回注方法》控制回注水pH值在6～9范圍內。

表4 大牛地氣田污水回注標準

根據混合污水水質分析及已成垢樣品分析，混合污水易形成碳酸鈣垢，同時甲醇回收分離過程需高溫精餾，塔底水對設備管線腐蝕性大。氣田水回注和油田注水開發同樣是注水，可借鑒油田注水標準中對腐蝕結垢控制的要求[1，5～10]。參考《油田采出水處理用防垢劑技術要求》[11]，標準規定防垢劑濃度10mg/L時，碳酸鈣垢防垢率為80%，硫酸鈣垢防垢率為85%。參考《碎屑巖油藏注水水質推薦指標及分析方法》[12]要求控制回注水腐蝕速率≤0.076mm/a，并控制易加劇腐蝕的細菌(腐生菌TGB、硫酸鹽桿菌SRB和鐵菌FB)含量。

綜合參考氣田水回注標準及油田注水開發標準，結合水質、室內巖心試驗分析結果，制定了大牛地氣田污水回注標準(見表4)。

4 結論

通過對回注層巖心滲透率等性質進行試驗分析，結合現行氣田水回注標準、目標氣田的儲層特性等，研究建立大牛地氣田回注水油量、懸浮物含量等回注指標標準：

1)大牛地氣田回注層巖心滲透率≤0.2mD，外來固相易造成晶間孔堵塞，需控制回注水懸浮物含量≤15mg/L，懸浮物顆粒直徑中值≤8μm，含油量≤30mg/L；

2)回注層巖心具有強酸敏性、無-中等偏強的水敏和堿敏性，需控制回注水pH值在6～9范圍內；

3)氣田水回注過程中易造成管線、設備腐蝕結垢，因此規定防垢劑濃度10mg/L時，碳酸鈣垢防垢率為80%，硫酸鈣垢防垢率為85%；

4)控制回注水腐蝕速率≤0.076mm/a，并控制易加劇腐蝕的細菌(腐生菌TGB、硫酸鹽桿菌SRB和鐵菌FB)含量。

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[編輯] 辛長靜

2016-09-25

國家科技重大專項(2016ZX05048)。

劉慧(1987-)，女，碩士，助理工程師，現主要從事油田化學方面的研究工作；E-mail：liuhui1900@163.com。

TE992.2

A

1673-1409(2016)34-0063-03

[引著格式]劉慧.大牛地氣田產出污水回注標準的制定[J].長江大學學報(自科版)，2016,13(34)：63～65.