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百色油田高效注水配套工艺技术

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百色 油田 高效 注水 配套 工艺技术
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第 块 油 气 田 006年5月 百色油田高效注水配套工艺技术 张佐栅 梁德成 翁 志 吴小梅 (南方公司广西石油天然气开发分公司) 摘要针对百色油田复杂小断块、低孔、低渗及高吸水启动压力的地质特点,对注水开 发效率低的原因进行了系统分析,并针对这些技术难点提出了解决办法。针对水敏性的影响. 改进原来的污水处理流程,确定水性改良方案,运用采出水处理回注工艺技术,解决了因水敏 而导致的注水困难问题。在取得前期效果的基础上,形成了一套适合百色油田的含油污水精 细过滤、解决水质沿程管线恶化、外输污水的净化、注前缘保护液试验、高效净水剂及杀菌剂的 优选、用加砂压裂方法启动注水井低渗层的高效注水配套工艺技术。 关键词 高效注水配套工艺 百色油田 精细过滤采出水处理回注工艺 1 油田注水开发存在问题 百色油田属复杂小断块、低孔、低渗、低压油 藏,1991年陆续投入注水开发,动用5个油田8 个区块,共有1 15口油井,67口水井,地质储量 767×10 t,可采储量188.2×10 t。截至2005年 底,累积产油91.8×10 t,综合含水87.6%,年产 油3.0×10 t,年注水33×10 m 。 随着百色油田注水开发的不断深入,注水工 艺不配套的问题逐渐显露出来,注水效率随之逐 年降低,“九五”期间水油比由2.9 m / m /t,2000年百色油田水油比较高,其中仑、仑35块和百49块的水油比分别达到22, 24.5,15 m /t。 1.1 前期注入水与地层的配伍性差 2000年以前,百色油田均采用地面水注入地 层,由于其配伍性差,注水井吸水启动压力高于地 层破裂压力,造成高压注水。特别是塘寨、雷公区 块储层水敏性中等偏强(有些甚至是极强),造成 大部分水井吸水启动困难,有的井组由于黏土膨 胀及分散运移而严重伤害地层,造成渗透率大幅 下降 。 由于长期高压注水,许多井组之间已存在高 度发育的裂缝或大孔道渗透带,形成注入水死循 环,水驱效率大为降低。雷公油田雷6—13井的 水敏试验结果见表1。 表1水敏试验数据 持 驱替 孔隙 /6/ K/K , K/K K 璐 ( )l/体 一 %一A/%& 从表1可以看出,油田注入的地面水对地层 渗透性的伤害率达到了50%以上,说明以前的注 入水与地层不配伍,地层伤害严重。 1.2前期注入水水质不达标 由于注水初期对注入水的水质重视不够,水 处理的设备和技术简单且落后,注入水的各项技 术指标超标,对地层造成严重污染 J,结果注水 压力长期偏高,超破裂压力注水的现象屡见不鲜, 久而久之,井组油水井之间存在裂缝窜通,导致注 水效率低,油井暴性水淹,含水率居高不下。井站 的悬浮物含量、固体颗粒直径、腐生菌含量、含氧 量等指标均严重超标,直接堵塞渗流孔道,造成超 高压注水。 1.3低效注水原因 由于百色油田储层隔层薄,层间吸水启动压 收稿日期2006—03—07 第一作者简介 张佐栅,1965年生,高级工程师,1988 年毕业于江汉石油学院开发系,现主要从事油田开发研究 工作。地址(531500):广西田东,电话:(0776)2592133, E—63.(;71 ∞盯加 啪 姐 僻 6 3 2 啪 n 0 0 ∞为 ¨m¨ 鳃 1 3 3 ㈨ 0 0 0 水水水 层人馏 地注蒸 维普资讯 ,又缺乏有效的解堵增注办法,注水井吸 水启动压力高于地层破裂压力,造成高压注水,启 动新层吸水工作一直没有取得突破。 2提高注水效率的技术措施 2.1 实施含油污水处理回注工程 2.1+l 利用现有设备进行技术改造 在联合站新上两台高效三相分离器,保证油 水分离效果,使分离出的水中油及悬浮物含量大 大降低,解决了污水处理的源头治理工作。 对污水处理站一、二次沉降罐内的构件进行 改造,并把原有的污水回收罐改造为三次沉降罐, 这样就可增强除去水中原油和悬浮物能力;细化 现有3座压力滤罐滤料级配,提高其去除悬浮物 能力;增加核桃壳过滤,解决进入细滤罐前除油的 问题,确保采出水水质达到注水指标,满足回注的 要求。 建立污水站污泥处理系统,处理沉降罐和三 相分离器排放污泥。 雷公油田接转站增设一座300 m 油罐,罐内 构件按有利含水原油分离沉降设计,该油罐与两 座200 m 油罐串联,更好地使原油与水分离。 建污水回注回掺管网,实现污水回注回掺子 寅、塘寨、雷公油田。 图1是改造后的污水处理站工艺流程。 图1 污水处理站工艺流程 2.1.2技术改造中应用的先进技术 包括:含水原油高效分离技术 ]、含油污水 混凝逆流沉降技术、多层滤料过滤技术、含油污水 精细过滤技术以及含油污泥浓缩工艺技术。 2.2污水处理回注工程实施效果 联合站三相分离器建成投入运行后,分离脱水 效果较好,初期处理原油含水率稳定在0.5%以下, 污水含油量在500 以下,目前由于受来液不 均冲击影响,效果有所下降,但保持处理原油含水 率2.0%以下,仍在外输原油含水指标以内。 72 污水处理站技术改造完成后,初期处理污水 各项指标不甚稳定,通过改进加药品种、加药量及 加强管理,处理后污水悬浮物已控制在8 以下,每天外输污水1 100 m 至子寅、塘寨油田 回注。 子寅油田于2001年1月开始回注污水,塘寨 油田在百2站加装一:套污水精细过滤装置后,也 于同年2月11日开始回注污水,初期回注污水悬 浮物控制在2 以下,最低0.3 ,粒径不 大于2 到低渗透油层注水要求指标。 2.3高效注水技术的改进及效果 2.3.1 含油污水精细过滤技术的应用 百49块于1992年开始注清水补充能量,清 水水敏,室内试验注清水40倍孔隙体积渗透率损 失56%以上,而注污水40倍孔隙体积渗透率损 失仅3.86%,遵照行业标准329—94 ,百49块污水回注需深度处理。污水深度处理 工艺流程见图2。 l H 圈 水井 图2污水深度处理流程 百49块回注污水系统是在注清水系统上建 立的,该系统注清水已有10 水罐、注 水单井管网等内壁均没有防腐措施,其内壁吸附 污垢形成隔离层,阻止水与金属表面接触,污水回 注初期与原来的污垢相亲和,原吸附在管壁上的 污垢逐渐脱落,导致终端(井口)悬浮物含量大辐 度上升 。 污水深度处理技术思路是除去污水处理站来 水中过多的原油和悬浮物,并防止和减少注入水 沿管线流动过程中的水质恶化。 绵体),吸附与截油能力比纤维球好,通过介质的 吸咐、表面截滤和深层过滤,达到油水分离和液固 分离的目的,百色油田首先应用。 该分离器运行使用2个月后,残油、悬浮物逐 渐污染,堵塞滤料,过滤压差上升,出口水质仍达 到要求,处理量大幅下降,需要反冲洗再生恢复处 维普资讯 .百色油田高效注水配套工艺技术 2006年5月 理能力。 2.3.2解决水质沿流程管线恶化的问题 2000年以前,油田注的是地面水,已经在沿 程注水管线上形成污垢,年底开始注污水至次年 4月后,污水与原来的污垢相亲和,原吸附在管壁 的污垢逐渐脱落,使管线中悬浮物含量上升,针对 这种情况,4—10月采取了以下措施:用常规方法 大排量冲洗注水井注水管线;对注水井注水管线 进行酸泡除锈试验,酸泡后用大排量泡沫液扫线, 后采取段塞式混气水扫线,并低排量(注水速度 的1至2倍)扫线2 水井安装高 压井口过滤器。 通过以上工作,10月时塘寨油田的主力注水 井百水1井、百49—2和百49—43井的井口悬浮 物指标大大改善,满足了百49块的注水要求。 2.3.3净化外输污水 含水原油进联合站脱水外输由2部分组成, 一部分是管道输送,各接转站及污水站采取问断 输油;另一部分是汽车拉油到联合站卸油点。这 种输油方式造成了污水处理量及处理效果不稳 定,同时污水站只有一座200 m 储水罐,储存水 无法同时满足注入水平稳输送和污水站过滤器反 冲洗用水的要求,影响2个区块的注水。把原污 水站净化水外输功能移至联合站内,利用联合站 现有的2座300 m 水罐对污水站净化水进行再 次沉降,净化后储存外输,使污水再沉降时问由 2~4 —10 h。 2.3.4优选高效净水剂及杀菌剂 为提高净水剂使用效率,降低净水剂用量,对 净水剂进行了优选。经过多次试验,目前使用 酰胺要好。 通过对3杀菌剂及原使用的1227杀 菌剂的现场试验,优选出3杀菌剂为百色 油田污水处理的杀菌剂。 百49块污水加入3杀菌剂,浓度为 60 ,井15水样细菌含量符合《中华人民共和 国石油天然气行业标准》“碎屑岩油藏注水水质 推荐指标及分析方法4”2.3.5用加砂压裂方法启动注水井低渗层 2001百49块的百水1井及百 49—2井用加砂压裂进行启动低渗透新层的先导 性试验,其主要思路是: 施工目的层段物性较差,采用加砂压裂的方 法进行储层改造,增大油层的吸水面积,使低渗油 层更加有利于吸水。因为是水井压裂改造,所以 设计中胍胶浓度比油井压裂时的胍胶浓度要小, 更容易破胶返排。由于地层闭合压力近32 石英砂强度难以满足支撑裂缝要求,所以用陶粒 作为本井的裂缝支撑剂,延长了压裂有效期。压 裂裂缝以压开短缝为原则,所以压裂设计半缝长 约30 m。 百水1井进行加砂压裂后,已能正常对Ⅱ砂 组3—2层1 421.0—1 424.8 视吸水指数由压裂前的0.35 m /(d)上升 至目前的0.93 m /( 百49—2井正常注水后(特别是启动Ⅱ砂组 后),对应油井百49—25井、百49—28井产油量 均有上升趋势。 百49—2井、百水1井的成功表明,百色油田 塘寨区块用加砂压裂的方法启动新层的工艺技术 可以推广实施。 3 实施效果 经过2年多的工作,解决了油田由于储层物 性差、水敏、速敏严重而难以注水的问题,以及注 入水水质不符合要求和新层启动困难问题,为百 色油田的原油上产提供了强有力的保证。百色油 田污水处理前的水质和处理后的水质对比结果见 表2。 从表2可以看出,百色油田污水回注以解决 注水难问题的同时,成功地解决了污水的水质问 题,为油田的正常注水创造了极为有利的条件。 4结论 百色油田高效注水配套工艺技术自2001年 实施以来,对百色油田的开发产生了根本性的推 动作用。油田的开发效果得到了较大的提高,并 对百色油田的后期开发产生了有力的推进作用。 (1)利用采出水进行回注,解决了百色油田 注入水与地层的配伍性问题,减少注入水对地层 的伤害,降低注水压力,提高水驱效率,解决了含 油污泥处理的难题。 (2)通过对百49块注水沿程管线进行处理, 解决了水质沿流程管线恶化的问题,使井口悬浮 物含量达到百49块低渗层的注水要求。 73 维普资讯 :处理前水厂样1个,井站样77个,不包括井底样;处理后水厂样6个。井站样812个。不包括井底样夏污水处理站水样。 (3)通过对百2站的精细过滤器进行技术研 究与改造,使再生周期由1 5 d,周 期过滤水量由300 m 提高到4 500 m ,周期内的 截取油量由0.24 4 取悬浮物 含量由0.55 3 (4)通过对联合站采出水外输流程的研究和 改造,使污水沉降时间由2~4 0 h, 使污水处理效果更加明显。 (5)通过引用污泥过滤技术,每天可回收原 油0.5 t,污泥浓缩晒干后直接堆放。 (6)经过一系列试验,优选出及效果比原来使用的聚合 74 铝和聚丙烯酰胺好。通过对3杀菌剂及 原使用的1227杀菌剂的现场试验,优选出43杀菌剂为百色油田污水处理的杀菌剂。 参考文献 1 颜素娟。李雪梅,刘志萍等.精细水质处理技术在低渗透油田 开发中的应用.油气地质与采收率,2003,):57—58 2王永清,李海涛,蒋建勋.油田注入水水质调控决策方法研究. 石油学报,2003,24(3):68—73 3唐建东.提高刘陆油田注水系统效率研究.油气田地面工 程。2006,25(1):24—25 4周学文,张智春,石桃英等.油田注水系统存在的问题与对策. 钻采工艺,2004,27(2):42~43 (编辑刘丽) 维普资讯
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