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含油污泥深度调剖技术在高升油田的应用

作者：武垚

来源：《科技资讯》2012年第18期

摘 要:本文针对含油污泥深度调剖技术,以含油污泥为原料,将其经过化学剂处理变成活性稠化污泥调剖剂并应用于油田的注水井调剖,从而提高注水波及体积,达到改善注水开发效果的目的。现场应用效果表明,含油污泥深度调剖技术具有很好的发展前景。 关键词:含油污泥 深度调剖技术 高升油田 应用

中图分类号:X741 文献标识码:A 文章编号:1672-3791(2012)06(c)-0096-02

油田生产中从油井产出的采出液成分非常复杂,在砂岩地层的油井还含有大量泥砂,泥砂在污水罐中沉积形成难以处理的含油污泥。罐底含油污泥的处理和利用问题一直是亟待解决的主要难题之一。据现场调查,高升采油厂高一联合站在原油脱水和污水处理过程中,每年会产生近1000m3的含油污泥废液,由于废液污泥含量大,矿化度高,外排会造成土壤板结与碱化,对周围环境造成严重污染,环境保护部门严禁直接外排。目前高升采油厂处理含油污泥的方法是将含油污泥排入污泥干化池,待其水分蒸发后运至焚烧填埋场进行焚烧后填埋。该方法存在处理周期长、处理成本高、焚烧填埋占用土地及存在环境污染的问题。同时,油田注水开发区块在注水开发后期,由于注入水的长期冲刷,在注水井和生产井之间有可能产生特高渗透率的薄层,流动孔道变大,造成注入水在注水井和生产井之间的循环流动,致使油井出现了高含水现象,大大降低了油井的采收率。

为解决含油污泥的综合治理和开发利用的难题,同时更好地改善注水开发效果,提高注水效率,根据高升油田地质条件,开展了含油污泥深度调剖技术的应用研究,并分别进行了两口井现场实验,取得了较好的经济效益和社会效益。 1 含油污泥深度调剖机理

深度调剖技术采用段塞法等注入法,将化学剂注入油藏深部,封堵高渗透,高吸水层段,达到在油藏深部改善吸水剖面,迫使液流转向,从而扩大波及体积,提高注水开发效果和水驱采收率。 含油污泥深度调剖技术是以含油污泥为原料的复合深度调剖技术。含油污泥是油田原油脱水处理过程中在污水沉降罐中伴生的工业废物。它来源于地层岩石的剥落物,随着油井产出液进入联合站原油脱水系统。其主要成分是水、泥质、胶质沥青质及蜡质；其中泥质的粒径非常小,一般为微米级。在含油污泥中加入适量的添加剂,使之形成均一、稳定的乳状液,注入地层,封堵注水层注水冲刷形成的孔道,迫使注入水改变渗流方向,使之进入低渗层。调剖剂段塞在油藏注入水的作用过程中,不断漂移,在油藏多孔介质中连续运移分配,不断增大作用半径,使注入水在

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油藏多孔介质中多次绕流而增大水驱波及体积,从而达到提高提高水驱效率和增油降水的目的。

2 室内实验

2.1 含油污泥性能测试

(1)污泥组分分析。称取一定量的样品,置于蒸馏瓶中加热并收集馏出的水份,至无馏出水后,用石油醚和丙酮的混合液反复洗涤蒸馏瓶中的残余物,用砂芯漏斗过滤,至漏斗中残余物不含油为止,最后将砂芯漏斗连同残余物烘干称重。其中1、2号样品分别取自于高一联1、2号污泥干化池。测试结果见表1。

(2)污泥泥质分析。将上述实验中分离出的泥样,用标准筛筛分称重,结果见表2。

(3)油分特性分析。将脱水后含油污泥样品加热至90℃,逐步降温,分别测不同温度条件的粘度,结果如图1。

由上述实验可看出,高一联合站所排含油污泥具有油组分含量相对较高,粘度高的特点。针对这些特点,我们有针对性的进行乳化含油污泥的配方实验。 2.2 配方筛选

含油污泥深度调剖技术实际是一种复合深度调剖技术,调剖剂主要是由乳化含油污泥段塞、树脂段塞和弱凝胶段塞三种段塞构成。室内配方实验主要针对乳化含油污泥体系的配方筛选,树脂体系配方实验和弱凝胶体系性能评价实验。

(1)乳化含油污泥体系。乳化含油污泥段塞是含油污泥深度调剖剂的主段塞。含油污泥产自地层,与地层有很好的配伍性,因此乳化含油污泥体系室内实验主要是配方筛选实验。 ①含油污泥固化物含量:由于高升采油厂高一联合站所排含油污泥粘度大,考虑到乳化处理含油污泥的成本及污泥的运输,决定含油污泥固化物含量在3%～10%范围内。

②乳化剂的筛选:添加乳化剂,能使污泥中的油组分与水形成均匀的水包油型乳化液,从而降低污泥粘度。通过室内实验,当乳化剂使用浓度在3%～4%时,乳化效果最好。

③分散剂的筛选:通过大量的沉降实验,筛选出浓度为0.1%～0.5% BJ分散剂,拆散由凝聚作用而形成的较大、较强的油、泥、水结构,使固体颗粒和油更好地分散于水溶液中；同时起到表面活性剂的作用,从而形成均一、稳定的乳状液。

(2)树脂体系。树脂体系由无机物微颗粒与有机树脂复配而成复合阴离子树脂。有机树脂包裹无机物微颗粒,形成柔性微团,从而能封堵由注水冲刷形成的大孔道,改变注水水流方向,起到

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调剖作用。并且柔性微团在注入水的作用过程中,能够不断漂移,在油藏多孔介质中连续运移分配,不断增大作用半径,使注入水在油藏多孔介质中多次绕流而增大水驱波及体积。树脂段塞与污泥段塞共同构成含油污泥深度调剖剂的主段塞。

(3)弱凝胶体系。含油污泥深度调剖技术中弱凝胶段塞的作用是起到隔离调剖剂主段塞和后续注入水的作用。同时,该段塞也具有近井地带的渗透率调整,要求它具有适度的堵塞强度和耐冲刷性能,并能做到该段塞在近井周围调而不堵,堵而不死,确保注水井处理后保持足够注入量,以满足油藏稳产的要求[2]。弱凝胶体系的性能评价实验主要做凝胶的热稳定性的实验。实验所选弱凝胶体系为聚丙烯酰胺浓度0.5%,胶联剂浓度0.1%。实验结果见图2。

由图2中可知,弱凝胶有较好的热稳定性,在60℃下保存90d后,粘度保持率仍达87.5%,能达到调剖剂的技术要求。 2.3 模拟实验

采用双路岩心夹持器化学剂评价模拟实验装置测试活化后的含油污泥的封堵性能。实验结果见表3。

由上述室内实验结果可得出结论:高一联所排的含油污泥经化学剂乳化后,作为水井调剖剂,技术上是可行的；从封堵实验来看,乳化含油污泥对岩芯的封堵效果十分明显。 3 现场实施情况

该项技术分别在高2-4-72、高2-3-5井进行了现场实验,取得了较好的效果。高2-4-72井投入资金28万元,该累计增油达588.9吨,创产值50.06万元,投入产出比为1∶1.79；井组含水率下降了6.5%；注水压力提升了4.7MPa。高2-3-5井投入资金22万元,累计增油达459.6t,创产值39.07万元,投入产出比为1∶1.78；井组综合含水率下降了6.4%；注水压力提升了7.3MPa。 4 结论及建议

(1)含油污泥深度调剖技术的研究为含油污泥的处理提供了一项切实可行的新技术,解决了长期以来含油污泥外排造成的环境污染问题。

(2)含油污泥深度调剖技术有效地解决了注水井组的水窜问题,增油减水效果明显,具有显著的社会效益和经济效益,有很好的推广前景。

(3)通过筛选与含油污泥配伍性好的处理剂配方,解决了含油污泥用作调剖剂的注入性及悬浮分散等问题。通过室内实验,优化处理剂配方配方,解决了污泥在施工过程中的沉降问题,使污泥体系的沉降时间达到了4小时30分钟以上,从而保证了施工顺利进行。