NaCl三元復(fù)合驅(qū)采出液水質(zhì)變化情況及處理試驗(yàn)分析

劉遠(yuǎn)奇

大慶油田有限責(zé)任公司

為降低復(fù)合驅(qū)藥劑成本，緩解注采系統(tǒng)結(jié)垢難題，利用杏六區(qū)東部已結(jié)束三元驅(qū)井網(wǎng)，上返葡Ⅰ1-2油層進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)，研發(fā)無(wú)堿三元體系的NaCl 三元體系提高采收率技術(shù)。為此，開(kāi)展了NaCl 三元復(fù)合驅(qū)采出液處理試驗(yàn)，以研究NaCl 三元復(fù)合驅(qū)采出液性質(zhì)變化及其對(duì)現(xiàn)有處理工藝的適應(yīng)性，為未來(lái)油田地面工程配套NaCl 三元復(fù)合驅(qū)采出液和采出水處理工藝的推廣應(yīng)用提供技術(shù)支持[1-7]。

1 NaCI三元試驗(yàn)區(qū)采出液變化情況

1.1 NaCI三元試驗(yàn)區(qū)采出液性質(zhì)

三元二轉(zhuǎn)油站的1#、2#、3#計(jì)量間的采出液全部來(lái)自NaCl三元復(fù)合驅(qū)的采出井，因此對(duì)3個(gè)計(jì)量間的采出液進(jìn)行取樣，分析其采出液的性質(zhì)。從試驗(yàn)數(shù)據(jù)可以看出（表1），2021年6月時(shí)取樣2座計(jì)量間采出液中聚合物濃度達(dá)到1 200 mg/L以上；表面活性劑濃度達(dá)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(shí)NaCl三元復(fù)合驅(qū)的主段塞已注入0.35 PV聚合物，從數(shù)據(jù)看基本達(dá)到大慶油田三元復(fù)合驅(qū)采出液的高峰期水平。

表1 NaCl三元復(fù)合驅(qū)計(jì)量間采出液特性監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)Tab.1 Monitoring data of produced fluid characteristics in metering room of NaCl ASP flooding

1.2 NaCI三元試驗(yàn)區(qū)采出液的分離特性

三元二-3#計(jì)量間采出液三元化學(xué)劑含量也達(dá)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(dá)到一段脫水指標(biāo)。

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

3#計(jì)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(jì)量間采出水沉降曲線Fig.2 Sedimentation curve of produced water in ASP 2-3#metering room

對(duì)靜止沉降24 h后的水樣，倒置2次，再靜沉2 min，進(jìn)行乳化特性評(píng)價(jià)。如圖3所示，倒置擾動(dòng)后，采出水含油濃度從19 mg/L增加到53 mg/L，說(shuō)明有輕微乳化現(xiàn)象，處理難度不大。

圖3 三元二-3#計(jì)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(duì)三元二-3#計(jì)量間采出液上部的游離油進(jìn)行電脫水全過(guò)程室內(nèi)試驗(yàn)。脫水溫度55 ℃，脫前油中含水率25.13%，總加電時(shí)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(shí)間90 s 后，電流達(dá)到最大值10 mA；然后波動(dòng)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(jì)量間采出油電脫水過(guò)程曲線Fig.4 Electric dehydration process curve of produced oil in ASP 2-3#Metering Room

2 采出系統(tǒng)處理現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)

利用小型的采出液處理裝置開(kāi)展采出液處理現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)，該試驗(yàn)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(guò)優(yōu)化工藝參數(shù)，考察設(shè)備結(jié)構(gòu)與工藝對(duì)NaCl三元復(fù)合驅(qū)采出液和采出水處理的適應(yīng)性。

2.1 采出液處理現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)

導(dǎo)入試驗(yàn)區(qū)3#計(jì)量間采出液進(jìn)行現(xiàn)階段采出液空白（不加藥）一段游離水脫除和二段電脫水現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)（表2）。采出液處理工藝流程見(jiàn)圖5。目前三元化學(xué)劑含量均達(dá)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(xué)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(dá)到≤3 000 mg/L 的一段脫水指標(biāo)。下步計(jì)劃開(kāi)展投加破乳劑的試驗(yàn)，篩選高效破乳劑。試驗(yàn)時(shí)的二段現(xiàn)場(chǎng)裝置有問(wèn)題，未進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)。以電脫水全過(guò)程室內(nèi)實(shí)驗(yàn)可以看出，隨著化學(xué)劑含量的增高，采出油在電場(chǎng)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(dá)到二段脫后凈化油≤0.3%的二段脫水指標(biāo)。

表2 NaCl三元復(fù)合驅(qū)采出液小型試驗(yàn)數(shù)據(jù)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(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)

導(dǎo)入試驗(yàn)區(qū)3#計(jì)量間采出水進(jìn)行試驗(yàn)，工藝流程如圖6 所示，采出水基本性質(zhì)見(jiàn)表3，試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表4。從實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可以看出處理后水中含油量穩(wěn)定達(dá)標(biāo)，懸浮固體基本達(dá)標(biāo)。

表3 3#計(jì)量間采出水基本性質(zhì)Tab.3 Basic properties of produced water in 3#Metering Room

表4 3#計(jì)量間采出水處理試驗(yàn)結(jié)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(jié)論

（1）NaCl 三元復(fù)合驅(qū)的主段塞注入0.35 PV 聚合物時(shí)，計(jì)量間采出液中聚合物濃度達(dá)到1 200 mg/L以上；表面活性劑濃度達(dá)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(shù)據(jù)看基本達(dá)到大慶油田三元復(fù)合驅(qū)采出液的高峰期指標(biāo)水平[11]。

（2）對(duì)三元二-3#計(jì)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(dá)到一段脫水指標(biāo)。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(duì)采出液的游離油進(jìn)行電脫水試驗(yàn)，脫水溫度55℃，總加電時(shí)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(kāi)展采出液處理現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)，3#計(jì)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(dá)到≤3 000 mg/L 的一段脫水指標(biāo)；下步計(jì)劃開(kāi)展投加破乳劑的試驗(yàn)，篩選高效破乳劑；采出水處理后水中含油量穩(wěn)定達(dá)標(biāo)，懸浮固體基本達(dá)標(biāo)。