海上某油田海水系統除氧劑的篩選與應用

禹 盟，王永軍，胡昭朝，戴俊峰，袁宏強，趙 珊

(中海油能源發展股份有限公司工程技術分公司，天津 300452)

海上某油田生產開發初期，采用了生產水與海水混注的方式補充地層能量。海水是由海平面以下一定深度提取，海水中含有豐富的溶解氧，細菌，藻類、海生物及懸浮固體顆粒等，這些有害物質的存在給注水工藝流程、注水井、甚至地層，造成結垢、腐蝕、堵塞等傷害，為此，必須對海水進行過濾及除氧[1]處理。海上油田初期采用了真空脫氣的方式，在實際運行過程中發現依靠真空除氧可將海水中含氧量降到0.5 mg/L左右，但仍高于油田注水標準，為使海水中的含氧量達到小于0.01 mg/L，還必須進一步采取化學除氧[2-4]方法。文章采用溶解氧測試儀器考察了不同類型的除氧劑的除氧效果，篩選出性價比最高的產品，并在現場得到了成功應用。

1 評價實驗

1.1 實驗方法

實驗采用哈希Polymetron9582溶解氧測定儀對水中溶解氧含量進行定時檢測，從而建立時間同溶解氧之間的關系曲線，確定最佳藥劑。

在油田現場采用凱麥快速測試管跟蹤現場海水含氧量，判定藥劑效果。

1.2 實驗器材及藥劑

水浴鍋、廣口瓶、無菌注射器、溶解氧測定儀、溫度計、海水、不同類型除氧劑YHTYW-04，YHTYW-008，YHTYW-009，YHTYW-010，YHTYW-011，YHTYW-012，YHTYW-013，YHTYW-014等8個樣品。

1.3 實驗過程

(1)空白水樣含氧量：6.8 mg/L(平均值)；

(2) 實驗溫度：30℃；

(3)實驗操作過程：用量筒量取200 mL海水水樣到廣口瓶中，將廣口瓶置于30℃水浴中，使用溫度計測量廣口瓶中水溫，將溶解氧測定儀預先插入除氧備用。待溫度到達30℃時且溶解氧儀讀數穩定后，在廣口瓶中注入規定藥劑，迅速密封瓶口，測取水中溶解氧含量。

2 實驗數據分析

2.1 除氧劑室內評選

首先開展除氧劑初步評選，藥劑加注濃度為50 mg/L，實驗時間210 s，除氧劑評選結果詳見表1。

表1 除氧劑評選表

從評價結果來看，加注濃度為50 mg/L時，YHTYW-04、YHTYW-009、YHTYW-010、YHTYW-013、YHTYW-014除氧效果較好。下一步降低藥劑加注濃度至30 mg/L，對以上5種藥劑進行細化評價，評選結果詳見表2。

表2 除氧劑評選表

從評價結果來看，加注濃度為30 mg/L時，YHTYW-04、YHTYW-010、YHTYW-014除氧效果較好，YHTYW-009、YHTYW-014次之。再次針對除氧效果良好的三種藥劑開展濃度梯度實驗，藥劑加注濃度為35 mg/L，25 mg/L，20 mg/L，實驗時間210 s，除氧劑評選結果詳見表3。

表3 除氧劑濃度梯度實驗

從評價結果來看，加注濃度相同時，YHTYW-04、YHTYW-010、YHTYW-014除氧效果較好。加注濃度為25 mg/L的YHTYW-04與加注濃度為35 mg/LYHTYW-010、YHTYW-014效果一致。綜合三種產品的性價比，決定開展YHTYW-04的現場試驗。

2.2 除氧劑現場試驗

2018年7月17日至8月19日，開展了除氧劑現場試驗，考察了不同濃度下除氧劑的除氧效果，數據結果見圖1。

圖1 不同濃度下除氧劑的除氧效果

試驗結果表明，除氧劑YHTYW-04加注濃度在16 mg/L時，海水中氧氣含量為0 μg/L，加注濃度為13 mg/L，海水中氧氣含量為40 μg/L，加注濃度為12 mg/L，海水中氧氣含量為180 μg/L。因此除氧劑YHTYW-04最低加注濃度為16 mg/L。

2.3 除氧劑穩定性試驗

受限于海上運輸的不及時性，除氧劑要求在海上長時間存儲并保持穩定[5]。因此考察了不同存儲時間下除氧劑的除氧效果。藥劑存儲時間為1天，3天，5天，7天，10天，14天，21天，藥劑加注濃度為20 mg/L，試驗結果見圖2。

圖2 不同存儲時間下除氧劑效果

試驗結果表明，存儲10天內，加注濃度在16 mg/L時，除氧劑效果仍滿足效果，存儲14天后藥劑效果下降明顯。根據海上產品7天的運輸周期，14天的穩定期可滿足現場需求，因此該藥劑適合海上應用。

3 結論

(1)室內評價實驗表明，加注濃度為25 mg/L的YHTYW-04與加注濃度為35 mg/LYHTYW-010、YHTYW-014效果一致，其中YHTYW-04性價比最高。

(2)現場試驗結果表明，除氧劑YHTYW-04效果良好，加注濃度為16 mg/L時可將海水含氧量降低至0 μg/L。

(3)除氧劑穩定性試驗表明，除氧劑存儲10天內效果穩定，存儲14天后藥劑效果下降明顯，根據海上的運輸條件，14天的穩定期滿足現場實際工況。