青海油田含油污泥調剖技術應用

從生偉 郭利霞 王輝 劉文博 張猛（青海油田公司采油二廠）

油田進入高含水或特高含水開采期后，污泥調剖技術研究及應用取得了新進展，在改善高含水油藏水驅開發效果方面獲得了顯著效果。含油污泥是原油脫水處理過程中伴生的工業廢物，主要成分是水、鹽、固體懸浮物、泥質、乳化油、膠質瀝青和蠟質[1-3]。作為調剖劑，與其他化學調剖劑相比，含油污泥具有良好的抗鹽、抗高溫、抗剪切性能，便于大劑量調剖擠注，是一種成本低、能夠有效改善吸水剖面的效果較好的堵劑。

1 污泥性質及調剖可行性

聯合站含油污泥是一種組成復雜、化學性質較為穩定的棕黑色黏稠狀固體，含有殘余的原油破乳劑、水處理劑、硫化物沉降物、泥沙及少量原油及膠質、瀝青質等，具有一定的活性，屬于多相體系，一般由水包油（O/W）、油包水（W/O）及懸浮固體組成，存在一定的乳化及黏度，固相難以徹底沉降。污泥粒徑較小，污泥粒徑一般小于1mm，具有一定的粒徑及堵塞孔喉的能力和較好的配伍性。國家環保法已將含油污泥列為《國家危險廢物名錄》之中，含油污泥的處理和轉運均要受到相關環保部門的監控，處理成本較高[4]。

利用聯合站含油污泥產于地層、與地層有良好的配伍性的有利因素，使含油污泥應用于油田注水井調剖施工。污水處理中沉積形成的難以處理的含油污泥，用于油田調剖，是基于“來自地層，還于地層”的思想提出的一種含油污泥處理和利用并舉的方法。在含油污泥中加入適量添加劑，調配成黏稠懸浮液，回注地層。用于高滲透注水井調剖，起到封堵大孔道，協調注采關系的作用。當懸浮液在地層達到一定的深度后，懸浮體系解離，其中的固體顆粒、膠質瀝青和蠟質析出，并通過它們的黏聯聚集形成較大粒徑的“團粒結構”沉降在大孔道中，使大孔道通徑變小，增加了注入水的滲流阻力，迫使注入水改變滲流方向，從而達到提高注入水波及體積、改善注水開發效果的目的，具有較好的應用前景[5-10]。

2 室內實驗情況

2.1 污泥樣品分析

烏南聯合站污水污油池接收調儲罐、凈化水罐排污，以黑色污水為主。潛水泵放置于污水污油池底部，泵出含污泥污水至罐車，當30m3罐車裝至罐體積量的一半時，取污水污油池內污水200g，恒溫干燥箱內80℃，48h烘干，確定平均污泥3.92%，2020年8月烏南聯合站污水含量見表1。

表1 2020年8月烏南聯合站污水含泥量

污泥經高滲透層或大孔道進入地層，會在高滲透層、大孔道內產生堆積。不同粒徑的堆積，強度上也會產生差別，會有部分較小的顆粒進入地層孔喉內，對孔吼產生封堵。孔喉被封堵后，會直接改變流體滲流方向，使水流轉相，進而改變吸水剖面。污泥的粒徑分布，對施工過程及污泥調剖后的有效作用期，都有重要影響。使用SALD-2300粒徑測試儀，對烏南聯合站污泥樣品進行粒徑分析發現，污泥泥質粒徑較小，一般為微米級，147.329～417.116μm的粒子占比最高，為眾數粒子，中位粒徑為176.876μm。

2.2 懸浮劑加量確定

污泥中含有一定的原油及固相顆粒，具有一定的封堵作用。為形成穩定均一體系，施工中需加入懸浮劑，保持污泥中固相顆粒的均勻性、懸浮穩定性。

實驗室配置污泥，測定污泥在黃原膠中的沉降時間。配制濃度為0.01%、0.02%、0.04%、0.05%、0.06%、0.08%、0.10%的黃原膠溶液500mL，分別加入1.5g（5%濕污泥）、3.0g（10%濕污泥）、4.5g（15%濕污泥）干污泥，攪拌機攪拌1h，形成均勻懸濁液，測試懸濁液沉降時間見表2。

表2 懸浮劑沉降時間

濕污泥含量在5%、10%、15%時，0.05%黃原膠濃度下，沉降時間均可達到4h，滿足施工要求。實際應用中發現黃原膠易產生生物降解，在一些細菌的作用下，會失去部分黏度，因此在使用中會添加0.025%聚丙烯酰胺，提升黏度。

3 現場試驗情況

近年，青海油田部分區塊主力層存在不同程度水淹，含水持續上升，水淹后治理難度加大。這部分油田區塊近年的調剖工作，使研究者對油泥調剖有了一定的認知，也為污泥調剖提供了實踐經驗。調剖采用柔性顆粒、體膨顆粒、聚合物凝膠的調剖體系。2019年調剖施工5井次，增油414t，較2018年調剖2井次增油量1284t有差距。2020年調剖施工2井次，累計注液6699×104m3，其中含泥污水4844×104m3，污泥193.8t，累計增油216.3t。2020年典型井調剖情況統計見表3。

表3 2020年典型井調剖情況統計

切六6-5調剖井組數據來看，調剖期間井組含水明顯下降，產量上升，切六7-6井組對應油井調剖前后產量對比見表4。切六6-7暫時未見成效，后期繼續觀察。

表4 切六7-6井組對應油井調剖前后產量對比

切六H6-11井施工后從產液量、產油量、含水三方面對比，產液量、產油量上升，含水下降；累計增油87.7t，有一定的效果。調剖前后，切六H8-11、切六H6-13未見明顯成效，切六-338井組對應油井產量變化統計見表5。

表5 切六-338井組對應油井產量變化統計

4 經濟效益

兩個井組累計創造利潤為12.94萬元，隨著井組其他產油井的開啟及有效井的持續增油，效益還將持續得到提升。

切六7-6井組對應油井調剖后增產原油128.6t；每桶按48美元計；人民幣匯率按6.5計，共創造產值29.5萬元，去除施工成本16.79萬元，利潤為12.71萬元。切六-338井累計增油87.7t，創造產值20.1萬元，扣除成本19.87萬元，利潤為0.23萬元，切六污泥調剖費用見表6。

表6 切六污泥調剖費用

5 結論及建議

1）應用污泥調剖，可以有效地控制注入水沿大孔道流竄，提高注水利用率，在一定程度上控制水驅波及體積，達到了控水穩油、增油的目地。

2）含油污泥調剖的應用，為含油污泥處理、利用提供了一條切實可行的道路，降低了污泥處理成本，同時也實現了廢物利用。

3）含油污泥作為顆粒型沉淀物，其本身固結強度較低，需借助于封口劑提高封堵強度。擬篩選的封口劑應具有一定的膠結強度、具有一定的耐溫性。

4）施工中加入表面活性劑，降低油水界面張力，使更多的顆粒進入孔吼，提升調剖效果。

5）由于污泥調剖劑的強度較低，在調剖井注入壓力下降后，還可以繼續進行污泥調剖。