周海剛

中國(guó)石化勝利油田分公司技術(shù)檢測(cè)中心，山東 東營(yíng) 257000

勝利油田回注水沿程水質(zhì)變化因素分析及對(duì)策措施

周海剛

中國(guó)石化勝利油田分公司技術(shù)檢測(cè)中心，山東 東營(yíng) 257000

根據(jù)勝利油田含油污水水性和處理工藝的不同選擇了30條沿程檢測(cè)線，通過(guò)檢測(cè)分析，確定“懸浮固體含量”和“SRB菌含量”沿程有明顯變化，水質(zhì)變化的拐點(diǎn)一般位置出現(xiàn)在注水站。采用常規(guī)工藝的強(qiáng)腐蝕性水，水質(zhì)變化較為明顯，水質(zhì)改性和預(yù)氧化處理工藝的污水站沿程水質(zhì)保持穩(wěn)定。分析認(rèn)為管理因素和水性因素是造成沿程水質(zhì)變化的兩個(gè)主要原因。保持沿程水質(zhì)穩(wěn)定達(dá)標(biāo)應(yīng)從技術(shù)和管理兩方面入手，遵循“源頭治理，沿程控制”的原則。

注水；水質(zhì)變化；沿程；含油量；懸浮固體含量；SRB菌含量；平均腐蝕率

多年來(lái)的開發(fā)實(shí)踐證明：要實(shí)現(xiàn)低滲油田的高效能開發(fā)，必須注足水、注好水。近幾年來(lái)分公司對(duì)油田注入水水質(zhì)進(jìn)行了專項(xiàng)治理，水質(zhì)有了明顯的改善，有效地提高了低滲油田的開發(fā)效果。污水處理回注是一項(xiàng)系統(tǒng)工程，每個(gè)環(huán)節(jié)對(duì)最終的結(jié)果都會(huì)產(chǎn)生很大的影響，污水處理的前端固然是重要的，但真正決定注入地層的水是否符合油層開發(fā)要求取決于是井口水質(zhì)的指標(biāo)，從檢測(cè)數(shù)據(jù)來(lái)看，盡管污水在經(jīng)過(guò)過(guò)濾裝置后已經(jīng)取得了較好的效果，主要指標(biāo)能夠滿足所屬地層滲透率的要求。但是，配水間和井口后水質(zhì)有明顯惡化。對(duì)于出現(xiàn)這種現(xiàn)象的原因急需進(jìn)行分析，確定主要影響因素，從而制定科學(xué)的對(duì)策解決井口水質(zhì)變差的現(xiàn)象。從2009年起，通過(guò)對(duì)沿程水質(zhì)的跟蹤監(jiān)測(cè)，掌握了水質(zhì)變化現(xiàn)狀，摸清了水質(zhì)變化影響因素，提出了治理措施，并對(duì)治理措施進(jìn)行了驗(yàn)證，得出了結(jié)論。

1 勝利油田沿程水質(zhì)變化現(xiàn)狀

勝利油田目前的水處理工藝流程主要有常規(guī)重力流程、水質(zhì)改性工藝流程、電化學(xué)預(yù)氧化工藝流程等。通過(guò)對(duì)各工藝不同節(jié)點(diǎn)水質(zhì)進(jìn)行連續(xù)跟蹤檢測(cè)結(jié)果來(lái)看，沿程水質(zhì)與污水站外輸水相比，水質(zhì)狀況有明顯惡化，達(dá)標(biāo)率降低7到10個(gè)百分點(diǎn)，其中降低幅度較大的指標(biāo)是懸浮固體含量和SRB菌含量。

按不同處理工藝對(duì)各指標(biāo)情況進(jìn)行綜合分析，沿程水質(zhì)存在如下特點(diǎn)：

①改性及預(yù)氧化工藝沿程水質(zhì)各項(xiàng)指標(biāo)基本保持穩(wěn)定；

②常規(guī)處理工藝沿程懸浮固體含量和SRB菌升高較普遍；

③凈化指標(biāo)中，含油量沿程基本穩(wěn)定，懸浮固體含量指標(biāo)則明顯變差；穩(wěn)定指標(biāo)中，SRB菌含量沿程升高明顯，腐蝕率僅有個(gè)別站存在升高現(xiàn)象；

④水質(zhì)變化的拐點(diǎn)一般位置是在注水站，水質(zhì)在配水間和井口進(jìn)一步惡化。

2 水質(zhì)沿程變化影響因素分析

從連續(xù)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)分析，回注水的四個(gè)主要指標(biāo)中，“懸浮固體含量”和“SRB菌”沿程變化現(xiàn)象最為突出，而“含油量”和“平均腐蝕率”的變化不突出，下面將對(duì)各指標(biāo)變化原因進(jìn)行分析，其中重點(diǎn)對(duì)“SRB菌”和“懸浮固體含量”的變化進(jìn)行剖析。

2.1 含油量變化影響因素分析

（1）沿程設(shè)施管道存在污染，油粘附于管道內(nèi)壁或腐蝕產(chǎn)物及污垢上，形成油泥，在達(dá)標(biāo)水流經(jīng)時(shí)隨水逐漸沖走。

（2）注水站注水罐排泥不及時(shí)，大量含油污泥沉積在注水罐底部，達(dá)標(biāo)水流經(jīng)時(shí)把部分油再次攜帶走，導(dǎo)致后面流程中含油量增加。

（3）污水站前端水處理本身不穩(wěn)定，造成不同時(shí)間所取水樣含油量波動(dòng)。

2.2 SRB菌變化影響因素分析

沿程SRB菌的增加主要是因?yàn)樵搭^控制不到位和過(guò)程控制缺陷造成的。

（1）源頭控制不到位

這里的源頭控制指的是污水站外輸水的控制。由于藥劑投加量不足及投加方式不適應(yīng)，當(dāng)外輸水中的SRB菌未被有效殺滅時(shí)，在沿程后端流程中適宜的溫度環(huán)境下SRB菌又會(huì)大量滋生。源頭控制不到位的主要原因是殺菌劑投加費(fèi)用不足引起的，藥劑技術(shù)水平的局限性也是造成SRB菌沿程增加的因素之一。

（2）過(guò)程控制存缺陷

所謂的過(guò)程控制缺陷，這里指的是在源頭水質(zhì)處理以后，在后端沿程沒(méi)有采取有效的連續(xù)控制措施，藥劑投加斷流，藥效無(wú)法連續(xù)發(fā)揮作用，使SRB菌得以喘息的機(jī)會(huì)。當(dāng)然，究其根源這種現(xiàn)象也是由于藥劑量的投加費(fèi)用不足造成的。由于沿程管壁、構(gòu)筑物內(nèi)壁上本身黏附有大量菌落，在內(nèi)壁未被清理干凈的情況下，SRB菌會(huì)長(zhǎng)期存在。菌落中的SRB菌單體會(huì)隨水流沖走，進(jìn)入下一級(jí)流程中，導(dǎo)致后端檢測(cè)中SRB含量升高的情況發(fā)生。

2.3 懸浮固體含量變化影響因素分析

沿程水質(zhì)懸浮固體含量的變化在常規(guī)處理工藝下較普遍存在，起影響因素可分為管理因素和水性因素兩個(gè)方面。

(1) 管理因素

因認(rèn)識(shí)不到位及成本制約，管路長(zhǎng)期不清洗，管道及構(gòu)筑物中腐蝕產(chǎn)物、垢以及污泥的存在，使得水在運(yùn)移過(guò)程中可能攜帶部分顆粒物，使得后端流程中懸浮物含量增加。水在管網(wǎng)流動(dòng)過(guò)程中，由于化學(xué)、電化學(xué)及微生物的腐蝕以及水質(zhì)的穩(wěn)定性差，往往形成管內(nèi)腐蝕、沉淀及結(jié)垢的情況。結(jié)垢層成分非常復(fù)雜，有混凝劑鋁鹽的沉淀粘垢、有機(jī)基質(zhì)生物膜層和鐵銹瘤等，其厚度不但與水溫、pH 值、殘留有機(jī)物含量有關(guān)，而且和管道的使用年限有關(guān)，隨著時(shí)間的推移而增厚。管道的有效截面積縮小，污垢會(huì)在流速變化的情況下產(chǎn)生脫落，易造成“渾水”。

(2) 水性因素

①鐵離子和溶解氧的影響

現(xiàn)河和東辛的幾條沿線水質(zhì)出現(xiàn)了懸浮固體含量明顯升高的現(xiàn)象。這幾條線的來(lái)水具有類似的性質(zhì)，即二價(jià)鐵含量較高，均達(dá)到10mg/L左右。油田采出水中的鐵在水中不含溶解氧時(shí)，一般以二價(jià)鐵離子形式存在于水中。在沿線水質(zhì)檢測(cè)中存在一個(gè)較普遍的現(xiàn)象，即在注水罐出口處溶解氧含量升高，變化范圍0.5mg/L～2mg/L；一旦水暴氧，水中的二價(jià)鐵會(huì)迅速轉(zhuǎn)變?yōu)槿齼r(jià)鐵，三價(jià)鐵又極易水解生成氫氧化鐵沉淀，使水中懸浮物含量明顯增加。

②SRB菌的影響

通過(guò)對(duì)濱南的利津和濱五沿線檢測(cè)結(jié)果發(fā)現(xiàn)，流程后端的水質(zhì)呈現(xiàn)黑水現(xiàn)象，沿程SRB菌有明顯增長(zhǎng)，黑水現(xiàn)象在配水間后表現(xiàn)明顯。利津污在經(jīng)過(guò)連續(xù)大劑量的殺菌劑投加后，SRB菌得到了較好的控制，后端的水質(zhì)也有了明顯改善，由此也可以佐證SRB菌對(duì)后端水質(zhì)的影響。

3 沿程水質(zhì)變化控制措施建議

對(duì)于沿程水質(zhì)穩(wěn)定存在的問(wèn)題，應(yīng)從源頭治理和過(guò)程控制兩方面入手。源頭治理是解決水質(zhì)穩(wěn)定的基礎(chǔ)，過(guò)程控制是水質(zhì)穩(wěn)定的保障。對(duì)于因管道構(gòu)筑物內(nèi)部污染原因引起的水質(zhì)變差，可在管理上采取定期排泥、清洗管壁等措施進(jìn)行解決。而對(duì)于因水質(zhì)本身性質(zhì)變化引起的井口水質(zhì)變差問(wèn)題，則應(yīng)從源頭控制，解決影響因素。

通過(guò)分析研究表明，只要控制或者減少兩對(duì)影響因素中的某個(gè)因素，就可以實(shí)現(xiàn)水質(zhì)的穩(wěn)定。目前采出水的水質(zhì)穩(wěn)定控制工藝除注重系統(tǒng)的防腐、防垢外，在采出水性質(zhì)的調(diào)整方面進(jìn)行了一些研究和實(shí)踐應(yīng)用，取得了較好的效果。歸納起來(lái)有兩方面的做法。在采出水的水質(zhì)穩(wěn)定控制中，對(duì)于原水中含鐵離子和硫離子的情況，應(yīng)采用源頭控制的方式，采取適當(dāng)?shù)墓に嚧胧┰谒|(zhì)處理過(guò)程中去除，對(duì)于腐蝕性較強(qiáng)，SRB菌孳生嚴(yán)重的沿程注水流程中易次生鐵離子和硫離子的采出水，應(yīng)加強(qiáng)過(guò)程控制，通過(guò)投加“三防”藥劑、密閉隔氧、采用非金屬管道或涂敷防腐涂層等方式控制鐵離子和硫離子的次生。

4 結(jié)語(yǔ)

1 ）勝利油田回注水沿程水質(zhì)狀況有明顯惡化，水質(zhì)變化的拐點(diǎn)一般位置是在注水站，水質(zhì)在配水間和井口進(jìn)一步惡化。

2 ）回注水沿程水質(zhì)的變化因水性、水處理工藝的不同而存在差異。采用常規(guī)工藝的強(qiáng)腐蝕性水，水質(zhì)變化較為明顯，水質(zhì)改性和預(yù)氧化處理工藝的污水站沿程水質(zhì)保持穩(wěn)定。

3 ）水性是沿程水質(zhì)穩(wěn)定的決定因素，亞鐵離子含量高和SRB菌的滋生是影響水質(zhì)變化的重要因素。

4 ）保持沿程水質(zhì)穩(wěn)定達(dá)標(biāo)應(yīng)遵循“源頭治理，沿程控制”的原則。從源頭上消除不穩(wěn)定離子，可保證水質(zhì)長(zhǎng)期穩(wěn)定。注水罐罐底污泥和沿程管線污垢造成了水質(zhì)的二次污染，定期清污是從管理上保證水質(zhì)穩(wěn)定的有效措施，科學(xué)的藥劑投加方案是技術(shù)上保證水質(zhì)沿程穩(wěn)定的關(guān)鍵。

10.3969/j.issn.1001-8972.2012.20.028