NaCl三元復合驅采出液水質變化情況及處理試驗分析

劉遠奇

大慶油田有限責任公司

為降低復合驅藥劑成本，緩解注采系統結垢難題，利用杏六區東部已結束三元驅井網，上返葡Ⅰ1-2油層進行現場試驗，研發無堿三元體系的NaCl 三元體系提高采收率技術。為此，開展了NaCl 三元復合驅采出液處理試驗，以研究NaCl 三元復合驅采出液性質變化及其對現有處理工藝的適應性，為未來油田地面工程配套NaCl 三元復合驅采出液和采出水處理工藝的推廣應用提供技術支持[1-7]。

1 NaCI三元試驗區采出液變化情況

1.1 NaCI三元試驗區采出液性質

三元二轉油站的1#、2#、3#計量間的采出液全部來自NaCl三元復合驅的采出井，因此對3個計量間的采出液進行取樣，分析其采出液的性質。從試驗數據可以看出（表1），2021年6月時取樣2座計量間采出液中聚合物濃度達到1 200 mg/L以上；表面活性劑濃度達到150 mg/L 以上；氯化鈉濃度在1 900 mg/L 以上；礦化度為10 000 mg/L 以上。此時NaCl三元復合驅的主段塞已注入0.35 PV聚合物，從數據看基本達到大慶油田三元復合驅采出液的高峰期水平。

表1 NaCl三元復合驅計量間采出液特性監測數據Tab.1 Monitoring data of produced fluid characteristics in metering room of NaCl ASP flooding

1.2 NaCI三元試驗區采出液的分離特性

三元二-3#計量間采出液三元化學劑含量也達到了較高的水平（圖1），38 ℃沉降10 min 后，油水界面不清晰，沉降40 min 后，水中含油濃度在3 000 mg/L 以上，油中含水率在5%左右，不加破乳劑條件下，不能達到一段脫水指標。

圖1 三元二-3#計量間采出液沉降曲線Fig.1 Sedimentation curve of produced liquid in ASP 2-3#Metering Room

3#計量間采出液靜沉1 h 之后的采出水，在初始含油濃度192 mg/L 的條件下，靜止沉降4 h 后，采出水含油濃度降低到50 mg/L 以下，處理難度不大（圖2）。

圖2 三元二-3#計量間采出水沉降曲線Fig.2 Sedimentation curve of produced water in ASP 2-3#metering room

對靜止沉降24 h后的水樣，倒置2次，再靜沉2 min，進行乳化特性評價。如圖3所示，倒置擾動后，采出水含油濃度從19 mg/L增加到53 mg/L，說明有輕微乳化現象，處理難度不大。

圖3 三元二-3#計量間乳化特性Fig.3 Emulsification characteristics of ASP 2-3#Metering Room

1.3 采出液電脫水特性

針對三元二-3#計量間采出液上部的游離油進行電脫水全過程室內試驗。脫水溫度55 ℃，脫前油中含水率25.13%，總加電時間3 600 s（1 h），脫后油中含水率0.11%。如圖4 所示，采出油送電速度比較快，加電時間90 s 后，電流達到最大值10 mA；然后波動并逐漸下降至3 mA，30 min 后，電流維持在2 mA，加電和脫水效果較好。

圖4 三元二-3#計量間采出油電脫水過程曲線Fig.4 Electric dehydration process curve of produced oil in ASP 2-3#Metering Room

2 采出系統處理現場試驗

利用小型的采出液處理裝置開展采出液處理現場試驗，該試驗采用“油氣分離器+游離水脫除器+電脫水器”的氣液分離+兩段脫水的油處理工藝[8-10]，通過優化工藝參數，考察設備結構與工藝對NaCl三元復合驅采出液和采出水處理的適應性。

2.1 采出液處理現場試驗

導入試驗區3#計量間采出液進行現階段采出液空白（不加藥）一段游離水脫除和二段電脫水現場試驗（表2）。采出液處理工藝流程見圖5。目前三元化學劑含量均達到較高的水平，且平均氯離子濃度在2 000 mg/L 左右。從采出液沉降特性可以看出，隨著化學劑含量的增高，采出液油水分離逐漸變得困難，在不加破乳劑的條件下，脫后水中含油濃度很難達到≤3 000 mg/L 的一段脫水指標。下步計劃開展投加破乳劑的試驗，篩選高效破乳劑。試驗時的二段現場裝置有問題，未進行現場試驗。以電脫水全過程室內實驗可以看出，隨著化學劑含量的增高，采出油在電場中的脫水電流較高，且送電有些困難，但60 min后脫水效果較好，可以達到二段脫后凈化油≤0.3%的二段脫水指標。

表2 NaCl三元復合驅采出液小型試驗數據Tab.2 Small scale test data of produced liquid of NaCl ASP flooding

圖5 采出液處理工藝流程Fig.5 Process flow of produced liquid treatment

2.2 采出水處理現場試驗

導入試驗區3#計量間采出水進行試驗，工藝流程如圖6 所示，采出水基本性質見表3，試驗結果見表4。從實驗數據可以看出處理后水中含油量穩定達標，懸浮固體基本達標。

表3 3#計量間采出水基本性質Tab.3 Basic properties of produced water in 3#Metering Room

表4 3#計量間采出水處理試驗結果Tab.4 Treatment test results of produced water in 3#Metering Room

圖6 采出水處理工藝流程Fig.6 Process flow of produced water treatment

3 結論

（1）NaCl 三元復合驅的主段塞注入0.35 PV 聚合物時，計量間采出液中聚合物濃度達到1 200 mg/L以上；表面活性劑濃度達到150 mg/L以上；氯化鈉濃度在1 900 mg/L 以上；礦化度為10 000 mg/L 以上。從數據看基本達到大慶油田三元復合驅采出液的高峰期指標水平[11]。

（2）對三元二-3#計量間采出液靜止沉降40 min后，水中含油濃度在3 000 mg/L以上，油中含水率在5%左右，不加破乳劑條件下，不能達到一段脫水指標。采出水靜止沉降4h 后，采出水含油濃度降低到50 mg/L 以下，處理難度不大。對采出液的游離油進行電脫水試驗，脫水溫度55℃，總加電時間3 600 s（1 h），脫后油中含水率0.11%，脫水效果較好。

（3）利用小型的采出液處理裝置開展采出液處理現場試驗，3#計量間采出液在不加破乳劑的條件下，脫后水中含油濃度很難達到≤3 000 mg/L 的一段脫水指標；下步計劃開展投加破乳劑的試驗，篩選高效破乳劑；采出水處理后水中含油量穩定達標，懸浮固體基本達標。