油气田环境污染控制与储层保护技术研究课件.ppt

油气田环境污染控制与油气田环境污染控制与储层保护技术研究储层保护技术研究 西西 安安 石石 油油 大大 学学屈撑囤屈撑囤汇汇 报报 提提 纲纲油气田污水特点及处理工艺油气田污水特点及处理工艺油气田含油污水综合处理技术油气田含油污水综合处理技术油气田含油污水回用综合处理应用案例油气田含油污水回用综合处理应用案例已取得的成果已取得的成果油气田污水特点及处理工艺油气田污水特点及处理工艺油气田污染物的分布特点油气田污染物的分布特点（1 1）地域分布的广阔性）地域分布的广阔性 （2 2）点源分布的高度分散性）点源分布的高度分散性（3 3）面污染源分布的区域性）面污染源分布的区域性（4 4）与地方工业污染源的交叉性）与地方工业污染源的交叉性油气田污染物排放特点油气田污染物排放特点（1 1）点源与面源排放兼有）点源与面源排放兼有（2 2）无组织排放与有组织排放兼有）无组织排放与有组织排放兼有（3 3）正常生产排放和事故排放兼有）正常生产排放和事故排放兼有（4 4）连续排放与间歇排放兼有）连续排放与间歇排放兼有（5 5）可控排放与不可控排放兼有）可控排放与不可控排放兼有其重点是污水的处理与回用其重点是污水的处理与回用。

悬浮固体；悬浮固体；油；油；溶解物质溶解物质采油污水中的杂质采油污水中的杂质机杂机杂:悬浮颗粒悬浮颗粒 (1-10m)(1-10m)、胶体颗粒胶体颗粒(10(10-3-3-1.0m)-1.0m)，颗粒表面带电性！以较稳定的状态存在颗粒表面带电性！以较稳定的状态存在油油:浮油浮油(100m)100m)、分散油分散油 (1010-100-100mm)、乳化状乳化状(1010-3-3-10m)-10m)（10%10%10%10%）、溶解油溶解油(1010-3-3mm)表面带表面带电荷！以较稳定的状态存在电荷！以较稳定的状态存在溶解性物质溶解性物质:主要有溶解盐、溶解气、溶解有机物主要有溶解盐、溶解气、溶解有机物有机物：有机物：包括高分子和中、低分子量包括高分子和中、低分子量(1.0m)；以溶解状态以溶解状态(分子分散体系分子分散体系)存在；存在；硫化物：硫化物：以溶解状态存在；细菌繁殖的结果、是引以溶解状态存在；细菌繁殖的结果、是引起腐蚀的主要原因之一；起腐蚀的主要原因之一；细细 菌菌:硫酸还原菌（硫酸还原菌（硫酸还原菌（硫酸还原菌（SRBSRB）5 510m10m，腐生菌腐生菌腐生菌腐生菌1010 30m30m和铁细菌和铁细菌和铁细菌和铁细菌，大部分表面带电荷大部分表面带电荷;无机盐：无机盐：高矿化度、高氯离子含量、高结垢离子含高矿化度、高氯离子含量、高结垢离子含 量、量、高高Fe2+含量；含量；采油污水的特点采油污水的特点 较高的储层伤害性较高的储层伤害性较强的腐蚀性较强的腐蚀性不同程度的结垢性不同程度的结垢性污泥污泥堆放现场堆放现场目前常用的处理工艺目前常用的处理工艺（一）重力沉降处理工艺（一）重力沉降处理工艺l油站来水油站来水一次除油罐一次除油罐粗粒化罐粗粒化罐缓缓冲罐冲罐外输泵外输泵斜板除油罐斜板除油罐过滤过滤回注；回注；l油站来水油站来水-次除油罐次除油罐斜板除油罐斜板除油罐缓缓冲罐冲罐外输泵外输泵过滤过滤回注。

回注l（二）压力沉降处理工艺（二）压力沉降处理工艺l油站来水油站来水一次除油罐一次除油罐二次除油罐二次除油罐缓冲罐缓冲罐外输泵外输泵压力滤罐压力滤罐回注l油站来水油站来水自然除油罐自然除油罐混凝除油罐混凝除油罐缓冲罐缓冲罐压力滤罐压力滤罐回注回注三）沉降除油和气浮工艺（三）沉降除油和气浮工艺l油站来水油站来水一次除油罐（接收罐）一次除油罐（接收罐）气浮选气浮选机机缓冲罐缓冲罐过滤过滤回注四）水力旋流工艺（四）水力旋流工艺l油站来水油站来水水力旋流器水力旋流器回注l采用该工艺的联合站来水经水力旋流处理后，采用该工艺的联合站来水经水力旋流处理后，水中含油可由水中含油可由500mg/L500mg/L降至降至30mg/L30mg/L以下l（五）深度处理工艺（五）深度处理工艺l油站来水油站来水一、二级沉降除油一气浮一、二级沉降除油一气浮混凝沉降混凝沉降过滤过滤离子交换柱离子交换柱回用l该工艺为多种处理工艺的组合，主要针该工艺为多种处理工艺的组合，主要针对污水回用而进行的，污水处理效果较对污水回用而进行的，污水处理效果较好，可回用作为蒸汽锅炉用水该工艺好，可回用作为蒸汽锅炉用水该工艺在我国北方某些油田应用较多。

在我国北方某些油田应用较多上述处理工艺主要以去除污水中的悬上述处理工艺主要以去除污水中的悬浮固体、油为主，处理后水的腐蚀、浮固体、油为主，处理后水的腐蚀、结垢控制主要依靠在水中加入缓蚀剂、结垢控制主要依靠在水中加入缓蚀剂、阻垢剂、杀菌剂的方式来进行阻垢剂、杀菌剂的方式来进行导致导致各种处理过程相对独立、协调性差、各种处理过程相对独立、协调性差、处理成本高、处理后水质不稳定处理成本高、处理后水质不稳定油气田含油污水综合处理技术油气田含油污水综合处理技术采油污水回注处理研究要解决的主要问题主要问题处理后水质处理后水质腐蚀速率的有效控制腐蚀速率的有效控制处理后水的稳定性及与地层水的配伍性处理后水的稳定性及与地层水的配伍性处理后水对储层伤害的影响处理后水对储层伤害的影响产出污泥的无害化处理产出污泥的无害化处理含油污水处理的技术思路：针对具体污水的含油污水处理的技术思路：针对具体污水的性质特点，性质特点，将絮凝、防腐、阻垢、杀菌和储层将絮凝、防腐、阻垢、杀菌和储层保护等环节进行综合考虑，保护等环节进行综合考虑，避免了单独处理环避免了单独处理环节出现的药剂之间相互影响、相互制约的不足，节出现的药剂之间相互影响、相互制约的不足，保证最终水处理效果。

保证最终水处理效果技术路线技术路线n采用各种分析方法和手段，如：激光采用各种分析方法和手段，如：激光粒度仪、粒度仪、“吸附聚集吸附聚集-射线衍射法射线衍射法”、失重及电化学方法等，系统研究、失重及电化学方法等，系统研究油气田含油污水的组成、性质及变化油气田含油污水的组成、性质及变化规律技术路线技术路线n通通过过对对有有机机聚聚合合物物与与无无机机絮絮凝凝剂剂混混合合稳稳定定性性研研究究，开开发发适适合合不不同同油油气气田田含含油油污污水水特特点点和和处处理理要要求求的的有有机机阳阳离离子子聚聚合合物物与与无无机机聚聚合合物物复复配配的的一一体体化化高高效效絮絮凝凝剂剂药药剂剂体体系系，解解决决有有机机聚聚合合物物与与无无机机絮絮凝凝剂剂需需分分别别加加药药和和处处理理效效果果较差的难题较差的难题技术路线技术路线n应应用用失失重重和和电电化化学学方方法法、-衍衍射射技技术术、灰灰关关联联分分析析技技术术，系系统统研研究究不不同同油油气气田田含含油油污污水水的的腐腐蚀蚀因因素素及及其其交交互互作作用用，形形成成了了一一套套适适合合不不同同性性质质含含油油污污水水的的腐腐蚀蚀控控制制技技术术，克克服服了了单单因因素素研研究究中中对对影影响响腐腐蚀蚀的的主主要要因因素素判判断断不不准准确确、制制定定的的措措施施针针对对性性较较差差的的问题。

问题技术路线技术路线n应应用用化化学学分分析析、吸吸附附凝凝聚聚-衍衍射射技技术术，系系统统研研究究不不同同油油气气田田含含油油污污水水的的结结垢垢类类型型、结结垢垢机机理理及及影影响响因因素素；应应用用岩岩心心驱驱替替实实验验、扫扫描描电电镜镜定定位位检检测测技技术术等等，研研究究了了处处理理后后水水与与地地层层水水的的配配伍伍性性和和对对岩岩心心渗渗透透率率的的影影响响；应应用用诱诱导导结结晶晶、絮絮凝凝除除垢垢方方法法，研研究究了了高高结结垢垢污污水水除除垢垢和和水水质质稳稳定定问问题题，建建立立针针对对不不同同含含油污水性质的防垢技术和方法油污水性质的防垢技术和方法技术路线技术路线n将化学氧化与絮凝技术有机结合在一起用于将化学氧化与絮凝技术有机结合在一起用于高含铁含油污水处理中，使含油污水中的高含铁含油污水处理中，使含油污水中的有有害害离子在一定离子在一定pH值下，实现价态转化并作为值下，实现价态转化并作为絮凝剂的有效组分，与后续加入的无机聚合絮凝剂的有效组分，与后续加入的无机聚合物类助凝剂形成复合絮凝剂并直接用于含油物类助凝剂形成复合絮凝剂并直接用于含油污水处理中，提高了含油污水的处理效果污水处理中，提高了含油污水的处理效果、降低了污水处理成本，克服了污水处理中污降低了污水处理成本，克服了污水处理中污泥产生量大、处理后水易结垢的难题。

并对泥产生量大、处理后水易结垢的难题并对含油污泥进行固化处理，实现含油污泥资源含油污泥进行固化处理，实现含油污泥资源化利用技术路线技术路线n通过岩心流动实验和通过岩心流动实验和-衍射技术，分析了衍射技术，分析了不同油田的储层特征和潜在伤害因素；应用不同油田的储层特征和潜在伤害因素；应用计算机网络模型，系统研究了计算机网络模型，系统研究了固体颗粒、油固体颗粒、油珠在地层多孔介质中的运移、沉积和堵塞规珠在地层多孔介质中的运移、沉积和堵塞规律，同时考察固体颗粒大小和浓度、油珠大律，同时考察固体颗粒大小和浓度、油珠大小和浓度、结垢种类和结垢量大小、孔隙参小和浓度、结垢种类和结垢量大小、孔隙参数、注入流速等数、注入流速等因素对储层渗透率的影响，因素对储层渗透率的影响，确定出含油污水回注过程中产生确定出含油污水回注过程中产生油层伤害的油层伤害的机理和影响因素机理和影响因素，为注水开发过程中，为注水开发过程中污水处污水处理水质指标的确定理水质指标的确定奠定基础奠定基础技术路线技术路线n在系统研究含油污水絮凝、缓蚀、阻垢、杀在系统研究含油污水絮凝、缓蚀、阻垢、杀菌等各个处理过程相互影响的基础上，综合菌等各个处理过程相互影响的基础上，综合考虑各操作单元与整体处理效果的关系，通考虑各操作单元与整体处理效果的关系，通过药剂配伍性研究和处理工艺的优化，过药剂配伍性研究和处理工艺的优化，将絮将絮凝与防腐、阻垢、杀菌技术进行有机组合，凝与防腐、阻垢、杀菌技术进行有机组合，实现含油污水处理与防腐技术、防垢技术的实现含油污水处理与防腐技术、防垢技术的有机统一有机统一，提高污水处理效果和效率，降低，提高污水处理效果和效率，降低污水处理综合成本。

污水处理综合成本油气田含油污水回用综合处理油气田含油污水回用综合处理应用案例应用案例1.1.哈得哈得4 4清污混注清污混注处理技术处理技术n2004年，哈得年，哈得4油田注水采用清水、污油田注水采用清水、污水单独处理再分别回注的方式这种方水单独处理再分别回注的方式这种方式一是增加地面工程投资和操作的工作式一是增加地面工程投资和操作的工作量；另外也因两种水质间的差异，增大量；另外也因两种水质间的差异，增大了注入水了注入水在地层结垢的可能性在地层结垢的可能性，同时造，同时造成注入水产生腐蚀、结垢的因素的复杂成注入水产生腐蚀、结垢的因素的复杂化哈得哈得4清污混注处理技术研究通过系统研究混合水结垢清污混注处理技术研究通过系统研究混合水结垢量和结垢速度与混合时间、混合温度、晶种加入情况量和结垢速度与混合时间、混合温度、晶种加入情况等因素的关系以及除垢后混合水的结垢量与放置时间、等因素的关系以及除垢后混合水的结垢量与放置时间、放置温度及阻垢药剂种类及加量的关系，得出了清污放置温度及阻垢药剂种类及加量的关系，得出了清污混注技术的处理方法为：先将两种水混合一定时间后，混注技术的处理方法为：先将两种水混合一定时间后，调整混合水的调整混合水的pH值，再加入无机絮凝剂与值，再加入无机絮凝剂与PDM组成的组成的絮凝剂后，沉降、加阻垢剂、过滤，确保注入水的水絮凝剂后，沉降、加阻垢剂、过滤，确保注入水的水质的稳定质的稳定。

研究工作研究工作n含油污水、注水用清水的水质分析；含油污水、注水用清水的水质分析；n确定混合后水腐蚀、结垢的主要因素；确定混合后水腐蚀、结垢的主要因素；n混合水中的离子反应及特征研究；。