王元

大慶油田有限責任公司第六采油廠

1 污水平衡問題概述

污水平衡問題貫徹于油田生產過程始終，是由于注采結構或生產措施調整帶來的污水過剩或短缺[1]，造成污水注水系統管網超高（低）壓，最終導致污水站生產困難、注水井注入困難等問題[2]。注水管網壓力與注水量變化關系如圖1所示。

在不同的生產時期，其表現的形式和對生產的影響都不相同。根據全年注采變化情況，可分為污水缺水期、產注平衡期和污水過剩期三種情況。

污水缺水期一般出現在年底、年初及鉆控恢復期，該時段一般采用籠統井上限注水和120%放大注水，導致注水量大幅度增加，且遠高于采出污水量和聚驅清水稀釋量的總和，系統表現為缺水狀態。

產注平衡期一般出現在年中，該時段注水量與采出污水量和聚驅清水稀釋量的總和基本相當。

污水過剩期一般出現在鉆井期間，該時段為緩解鉆井區域地層壓力，會關掉鉆井區附近的注水井，鉆井區域越大，注水井關井數量越多，而相比之下，油井關井的數量較少，導致注水量大幅度下降，且遠低于采出污水量，污水大量過剩。

油田采出液中的污水和聚驅的清水是目前采油六廠注水的主要構成，這兩者隨著不同的生產開發階段而變化。當二者之和小于實際注水量時，系統表現為缺水狀態，需要補水；當二者之和等于實際注水量時，系統表現為平衡；當二者之和大于實際注水量時，系統表現為過剩，需要調整。

當系統出現缺水情況時，可通過補清水或啟動地面污水站補水的方式解決。目前，該廠在喇400、喇3、喇360等6座注水站可實現清污調整注入，調節量在0～2 000 m3/h之間，喇5地面污水站補水能力為400 m3/h左右，完全能夠滿足需求。

2015年前，當系統出現過剩情況時，主要通過調整聚驅注水水質和外排的方式調節。2015年1月1日后，污水外排全面禁止，通過調整聚驅水質已不能滿足過剩時期污水平衡的需求，尤其是在鉆控期間過剩問題持續時間長、過剩量大。

圖1 注水系統管網壓力與注水量變化關系曲線Fig.1 Relationship curve between pipe network pressure and water injection volume of water injection system

2 2015年以來污水平衡問題分析

2015年污水外排全面禁止。而全年卻有北北塊一區葡Ⅱ7—高Ⅰ5油層聚驅、北東塊過渡帶三次加密、中塊井網重構試驗和北東塊一區葡Ⅱ7—高Ⅰ5油層聚驅4產能項目鉆井控注，喇南中塊二區開始注聚，清水回注量增加，導致全廠污水過剩。

針對污水過剩問題，首先聚驅區塊由清水注入調整為污水注入，增加污水回注量22 004 m3/d，但濾后水管網壓力依然居高不下，油田東南部高壓區管網壓力達到0.6～0.7 MPa。該地區的聚喇360、喇140污水站為過濾后余壓外輸流程，且均為40 000 m3/d的大規模污水處理站，升壓泵揚程為0.65 MPa，管網壓力已超過污水站外輸泵揚程，影響污水外輸。與此同時，油田北部低壓區管網壓力也達到0.5 MPa左右。

聚驅區塊調整為清配污稀，由于污水礦化度高，還原性物質和菌類含量較高，因此聚合物的降解非常嚴重[3]。采用清水稀釋的聚合物溶液黏度能夠達到120～140 mPa·s，而采用污水稀釋的聚合物溶液黏度僅有60～90 mPa·s，影響聚驅開發效果。水質調整后聚驅區塊黏度變化情況見表1。

表1 水質調整后聚驅區塊黏度變化Tab.1 Viscosity changes of polymer flooding block after water quality adjustment

針對濾后水管網壓力高、污水站外輸憋壓、容器溢流的問題，為保證污水零外排，采取了周期采油關井的應急措施，控制污水過剩問題，但對油田當年產量及后期開發效果影響較大。在污水過剩集中的7月中旬至8月中旬，在油田污水高壓區的第一、四油礦關井次數較多，第二、三油礦關井較少，累計關井2 297井次，影響產液120 179 m3，影響產油2 117 t。平均日關井92井次，影響產液48 07 m3，影響產油84.7 t。日最大關井液量達到10 857 m3，影響產油243 t。2015年7月中旬至年底全廠關井控制污水量變化如圖2所示。

圖2 2015年7月中旬至年底全廠關井控制污水量變化曲線Fig.2 Variation curve of sewage volume by shutting down wells in the whole plant from mid-July 2015 to the end of 2015

通過關井減少產污水量，管網壓力有所緩解，但油田東南部高壓區管網壓力依然接近0.6 MPa。

此時采取了上調配注措施，緩解系統壓力，全年共上調后續水驅注水井配注8批次，截至8月中旬，采取第7批增注措施，增注12 726 m3/d。2015年10月，喇北東塊一區鉆控開始，為平衡污水，采取第8批增注措施，累計增注17 149 m3/d。一類油層后續水驅污水平衡調整配注實施情況見表2。

表2 2015年一類油層后續水驅污水平衡實施情況統計Tab.2 Statistics of the implementation of follow-up water flooding sewage balance in one-class oil reservoirs in 2015

2015年鉆控期間，通過采取聚驅注水水質調整量22 004 m3/d、上調配注量17 149 m3/d（4 709 m3/d）和備好臨時關井5 000 m3/d等措施，確保了喇北東塊一區鉆控期間生產的平穩運行。

3 污水平衡問題對策及措施

借鑒2015年鉆控時期的調控方案，在2016年北東塊一區鉆控前，合理地安排了聚驅水質調整、后續水驅增注，并備好臨時關井措施，保證了該區塊鉆井期間的生產平穩。鉆控期間，因污水過剩關井影響液量2 786 m3，影響產油61 t，與2015年相比有較大改善。

鉆井結束后，為彌補虧空放大注水，污水平衡問題也由過剩轉變為缺水。此時，陸續將喇南中西二區、北西塊一區、南中東二區等見效區塊調整為污水注入，并在虧空較大的三礦地區補清水調節，解決了缺水問題。

3.1 建立壓力預警管理

實踐表明，壓力是反映污水系統生產情況的最敏感因素，合理的濾后水管網壓力應該在0.2～0.4 MPa之間波動，偶有超范圍現象發生，因此確定壓力為主要預警參數。

選擇污水管網相對高壓區的喇140、喇360污水站外輸壓力作為污水過剩預警點，選擇污水管網相對低壓區的喇2注水站來水壓力作為污水短缺預警點，選擇污水管網末端的喇14注水站來水壓力和流量作為污水過剩、短缺預警點。

（1）在壓力上升階段，喇140污水站外輸壓力預警值初步定為0.45 MPa，喇360污水站外輸壓力預警值初步定為0.45 MPa，喇14注水站來水壓力預警值初步定為0.1 MPa（結合來水流量）。當壓力達到預警值時，污水過剩。

（2）在壓力下降階段，當喇2注水站來水壓力低于0.15 MPa時，管網缺水。

（3）在壓力上升階段，喇14注水站來水壓力超過0.1 MPa，普通污水來水流量高于注水泵出口流量時，污水過剩；在壓力下降階段，無來水壓力，普通污水來水流量低于注水泵出口流量時，污水短缺。

出現上述情況，生產單位需及時向油田管理部匯報，以便調節。

在壓力突變，即在短時間內突然躥升的情況下[4]，除采取常規增注、啟動備用泵、聚驅調整清水調整為污水注入等常規性措施外，各礦要組織好人員，在無法控制污水壓力的情況下，選擇性關井。地質大隊要選擇好臨時關井的井號，并給到各采油礦，以便基層單位執行。

各壓力預警點要每小時錄取一次壓力值，每日16：00匯總上報油田管理部、規劃設計研究所。

各礦要嚴格執行壓力預警機制[5]相關要求，油田管理部、規劃設計研究所將采用定期檢查和臨時抽查方式進行檢查考核。

油田管理部、規劃設計研究所要摸索污水壓力與水量之間的關系及規律，要進一步優選污水壓力監測點，做好壓力錄取及分析工作，確定全廠監測點的壓力變化規律。

3.2 應對措施

3.2.1 與地質大隊結合，制定增注措施

地質大隊根據鉆井時間安排、鉆井區域及鉆井隊伍安排情況，預測出整個鉆井期間各個時段的污水過剩量[6]。根據過剩水量，制定相應的增注措施。增注方案確定后，由油田管理部組織實施。目前已經確定增注（12 000 m3/d）方案，后續還將研究制定7 000 m3/d的方案。此外，在增加產液的同時，要配套調整注水，確保產注平衡。

3.2.2 新產能區塊水井加快投產進度，增加污水回注量

協調相關部門，加快喇北東塊一區葡Ⅰ2—高Ⅰ5油層聚驅產能注水井和喇北東塊過渡帶三次加密產能項目剩余轉注井的投產進度，預計可增加污水回注量4 500 m3/d。

3.2.3 調整聚驅區塊水質

目前，喇南中西氣頂注聚驅區塊已由清水注水調整為污水注入，增加污水注入量1 100 m3/d。喇南中西、南中東二區全部采用清水稀釋，喇北北塊二區補充部分清水，預計清水注入量為13 000 m3/d。在污水過剩階段，可將這部分清水調整成污水注入，緩解污水過剩問題。

3.2.4 生產管理應急措施

容器中低液位管理，增加緩沖時間。油田管理部、規劃設計研究所組織采油礦結合站庫已建各類容器，提前調整組織污水站、注水站各類緩沖罐（在保證水質處理效果的基礎上）液位。在不影響日常生產的情況下，保持中低液位[7]運行，預計可增加緩沖罐緩沖空間20 000 m3，做好調峰儲備。

加強注水泵的運行、保養、維護，確保設備安全平穩運行。油田管理部提前組織采油礦、機修大隊、電力大隊等相關部門，對注水站、變電所進行問題排查并及時處理，保證鉆控期間注水機組穩定運行。

臨時啟動備用注水泵，緩解污水管網壓力。目前，全廠共有可啟動備用注水泵3臺，鉆控期間可短時間啟動備用注水泵，緩解污水管網[8]壓力。

臨時關閉高含水采油井，緩解污水管網壓力。地質大隊和采油礦結合，選一批高含水、產量低的井作為備用調整方案，由油田管理部統一組織協調，在上述措施不能緩解污水管網壓力時實施。

4 結束語

（1）污水平衡問題貫徹于生產全過程，不同時期表現的形式不同。

（2）鉆控期間，要提前準備好污水平衡調控方案，合理安排并實施水質調整、增注、緩沖調峰、臨時關井[9]等措施，保證鉆控期間的生產平穩。