第49卷第11期辽宁化工Vol.49，No. 11 2020 年 11 月________________________________Liaoning Chemical Industry__________________________November，2020
及其危害性评价
朱秀兰\郭文杰2，冉彦龙3，丁宝宝1
(1.陇东学院能源T程学院，甘肃庆阳745000 ; 2.长庆油田分公司第二采油厂，甘肃庆阳745000;
3.甘肃能源集团有限责任公司，甘肃庆阳745000)
摘要：陇东地区油田长时间注水开发，采油污水量逐年增加。采油污水组分及性质复杂，含有
一定的原油、大量的固体悬浮物和其他污染物，油水分离困难、易结垢堵塞地层及腐蚀损坏设备。污
水处理设备长时间运行后，处理系统负荷增大，运行稳定性变差，存在污泥、结垢及腐蚀等问题，需
要及时做好清洗、排泥、水质检测工作，以达到提升水质处理效果的目的。
关键词：采油污水；水质特征；污水危害性；污水处理
中图分类号：X741 文献标识码：A文章编号：1004-0935 (2020)11-1430-04
陇东地区油气储存资源量占鄂尔多斯盆地总量 的40%，是长庆油田增储上产的主力油藏区块。以油田稳产、高产为核心，陇东地区油田开展实施“注 上水、注好水、注够水”精细化注水工作。随着开 采时间的延长，多数油田区块已经全面进人中高含 水期、产量递减阶段，油井含水率大幅度增加，导 致采油污水产量也随之增加。采油污水成分十分复 杂，通常含油浓度较高、含有大量的固体悬浮物和 其他污染物，它是一种量大而面广的污染源，而且 造成资源及能量浪费。本文通过室内实验及矿场监 测分析陇东地区采油污水水质特征，探究采油污水 对油田开发及环境保护的危害性，提出合理的作业 措施，对油田绿可持续开发、保护生态环境具有 重要意义。
1油田采油污水现状
1.1采油污水来源
采油污水属于油田开采伴生物，通常是指从储 层中与原油共同采出，在油气集输系统进行采出液 处理工艺后的含油污水。它是一种成分非常复杂且 含有多种杂质的水，其不仅携带有原油，而且还溶 解有地层中的各种盐、气体和多种悬浮固体。除此 之外，在原油集输过程中，进行采出液处理工艺（破 乳、脱水等）时，掺进一些化学药剂如破乳剂等，还含有少量钻井污水和站内其他类型含油污水等次要成分。由于采油污水中有机物含量较高且环境适 宜，导致细菌含量也较高。综上所述，采油污
水是 一种含有石油烃、无机盐离子、硫化物、细菌、固体颗粒以及阻垢剂、絮凝剂、缓蚀剂和杀菌剂等化 学药剂的混合水[11。
1.2采油污水特征
釆油污水的性质不仅取决于储层岩性及油水流 体性质，而且还与转油脱水的运行条件有关[2]，通 常情况下，采油污水具备以下特征：
1 )水温高，40~60尤之间。
2 )矿化度高，通常在2 000〜5 000 mg_L_l之间。
采油污水主要成分为地层水，而地层水中含有Na+、K+、Ca2+、M g2+等形成的大量金属盐类。例如，长庆油田的采出水矿化度通常在50 000 m g l/1左 右。
3 )pH值较高，一般为7_5~8.5之间。
4 )油含量高，采油污水中原油的质量浓度一般 为 1000 mg.L-1，高的可达 20 00-
5 000 mg_L-1。在油 田开发过程中，油水共同流经储层、完井段防砂管、井筒、井口、井下及井口油
嘴、阀门、输油管道等，随着流动截面变化，油水承受较强的机械剪切力，导致部分原油分散于水中。随着油藏条件和处理方 式的不同，污水中的含油量通常为每升几十到几百 毫克[3]。原油分散形式主要有：溶解油（粒 径< 1nm)、乳化油（粒径0.001〜10 pm)、分散油(10-100 pm)及浮油（粒径> 100 H m)；其中溶解
基金项目：甘肃省工业绿低碳转型升级课题（项目编号：G G L D-2019-60);2020年甘肃省创新驱动助力工程申报项目（项目编号：Z L G C202003~4);
陇东学院青年科技创新项目（项目编号：X Y Z K1906)；陇东学院教育教学研究项目（项目编号：2019-42)。
收稿曰期：2020-06-12。
作者简介：朱秀兰（1987_)，女，天津市人，讲师，硕士，2011年毕业于西南石油大学油气田开发工程专业，研究方向：油气藏开发及提高采收率。
第49卷第11期
朱秀兰，等：陇东地区油田采油污水水质特征及其危害性评价1431
油、乳化油、分散油及浮油分别占污水中原油的 0.2%~0.5%、10%左右、90%左右。因此，采油污水 中的原油主要为分散油及浮油。
5)
成分复杂，非均相。除含油量高外，还含有 其他杂质，如所溶气体、悬浮物、泥沙等。所溶气 体包括强氧化剂〇2、酸性气体H 2S 和C 02。泥沙粒 径范围一般在0.05〜100 pm 之间，其中黏土、粉砂、 细砂粒径范围分别为0.05〜4 (xm 、4-60 (im 、 60-100叫1。细菌含量高，通常为硫酸盐还原菌和 腐生菌、铁细菌等，含量可高达106个_mL '有机
物含量高，如胶质、沥青质、石蜡等形成的微晶以
及挥发酚等。
6) 残存一定数量的絮凝剂等化学添加剂。
2陇东地区采油污水水质分析
根据石油行业标准《SYW 5329—2012碎屑岩油
藏注水水质推荐指标及分析方法》以及 《SYAT 5523—2016油田水分析方法》进行测定，采 取室内实验与矿场监测相结合的方法，应用化学分 析法和仪器分析法，以陇东地区CX 4转的采油污水 (三相分离器出U 水样）为研究对象，分析油田采 油污水的组成及性质，测定常规无机盐离子质量浓 度、硫酸还原菌、腐生菌和铁细菌的含量、悬浮物 质量浓度及含油量等。
根据上述室内实验及现场检测结果（表1、表 2 )，总结陇东地区CX 4转采油污水水质特征如下：
1 )采油污水中溶解有地层中各种矿物质盐类， 矿化度6 721.64 mg .L -1，水型为NaHC 03，水质pH 值8.75，呈弱碱性，其中含有大量无机离子，如Na +、
k +、c a2+、M g2+、c
r 、HC (V 等。污水中阳离子以
Na +、k +占主导，c r 、HC 〇r 离子含量较高。由此 可以看出，采油污水矿化相对较高，且具有一定成 垢、腐蚀性的特点。
2)采油污水中的含油量为177.58 mg ‘L '
主要
为多种烃类化合物以及硫化合物、氧化合物、氮化
合物等，其中最主要的是石油烃类高分子难降解有 机物'
3
)采油污水中悬浮固体质量浓度92.7 rng -L 1,
悬浮物粒径中值为0.39 nm 。
4)矿场原油集输系统溶解氧含量较低，而采油
污水中营养物质丰富，在厌氧环境条件下，污水中
大量繁殖能将硫还原为腐蚀性硫化物的硫酸盐还原
菌等有害细菌[4]。采油污水中的细菌总含量在
2 x 104个•mL '与回注水水质指标相比，严重超标。
5)在原油集输过程中，须要添加阻垢剂、絮凝
剂、缓蚀剂等化学药剂，其可生化性较差，
BOD /CODC r <0.2〇
表1
采油污水常规检测项分析结果
离子类型实验方法
检测结果Na+/( mg-L'1)原子吸收分光光度法
2 128.30K+/( mg -L 1)
45.13阳
Ca2+/( mg L-1)51.80离 ，
EDTA 滴定法
子
Mg 7( mg L )27.35
总 Fe,’( mg.L_1)
邻菲啰啉分光光度法
0.17Sr27( mg.L -，）
原子吸收法31.96C l 7( mg-L-1)硝酸银滴定法1 657.50
阴
纳赛尔主义C 0327( mg.L-1)0离
，
指不剂滴定法
子
HCO"( mg_L-1) 2 760.43
S 〇42"/( mg L_1)重量法
19矿化度/( mg L_1) 6 721.64水型
NaHC03
表2采油污水非常规检测项分析结果
测试项目实验方法测试结果
含油量/( mg_L_1)比法177.58悬浮物质量浓度/( m g 'l/) 重量法92.7悬浮物粒径中值/_
滤膜分级法
0.39硫酸盐还原菌
2.〇x l 03
细菌含量
/(个.mL-1)
腐生菌 铁细菌
绝迹稀释法
l.lxlO 47.0x1 〇3
平均腐蚀率常压静态挂片法
0.17硫化物（s 2_)越野
碘量法含硫化物p H 值
电位滴定法
8.75
3采油污水危害性
3.1处理前采油污水危害性
油田各类污水主要为采油污水，采油污水量及
其危害性不容忽视。若采油污水不经有效处理直接 回注入地层，除了影响石油开采以外，将导致生产 设备损害、储层堵塞，破坏生态环境。到目前为止， 陇东地区油田部分油井的产水率已达到85%，污水
处理已逐渐进人开发的最后阶段。
针对陇东地区采油污水水质分析结果，其危害
性有以下几点：
1 )采油污水富含各类离子，主要矿物盐离子为
Na +、K +、Ca 2+、M g 2+、Cl ' HC 03_等。采油污水的
导电能力强，导致电化学活动活跃，促进电化学反
应快速进行，加剧对设备及管线的腐蚀。
1432 辽 宁化工 2020年11月
2) Cl _含量很高，氯化物盐类一般呈溶解态， 但由于c r 体积小，活性大，易穿透金属表面的保 护膜，与金属发生活性反应，腐蚀金属。除此之外, 油田污水中含有气体、硫化物等，若不有效处理，弱酸，使得污水腐蚀性增强，对污水处理及回注系 统造成安全隐患。
3 )HC 〇r 含量很高，高矿化度水在回注的过程 中比较容易结垢，与地层水混合后的适应性较差， 在管道及设备内结垢趋势明显增强，极易发生注水 井堵塞现象，管线设备结垢后对整体水质影响严重。
4 )当处理后的采出地层水与地表水等外来水源 混合注水时，采出水中原油与外来水源中的杂质一
旦接触，吸附形成乳化块[5]，堵塞储层。
铣床夹头5) 由于采油污水中富含有机质、矿物质，细菌 生存繁殖的适宜水温40~70丈（采出水温 40〜60 I )，适宜的污泥也是硫酸盐还原菌、腐生 菌繁殖的场所。回注水中的有机质诱发污水中微生 物大量繁殖，尤其是硫酸盐还原菌在厌氧条件下使 硫酸盐还原硫化物产生硫化氢，水质逐渐变为酸性，
不仅腐蚀管线，而且硫化氢与铁作用形成FeS 沉淀 并产生黏液，加剧垢的形成，产生的生物黏泥严重 堵基地层。
6)
采出水量大，油田多数进入中高含水期，以 庆阳西一联合站为例，主要承担了西峰采油一区及 三区原油污水处理工作，处理的采出水量高达 1 300m \tri 左右，污水量极大。
综上所述，陇东地区油田采油污水中无机盐离 子矿化度较高，含有一定悬浮物，滋生大量有害细 菌，且油田采油污水为连续排放。若未经处理或处 理不合格，将产生一系列化学反应（水垢、污垢等）， 严重损坏设备及管道，导致清洁和维护管道的费用 增加，最终造成油田停运或严重的环境污染。因此， 在采油污水回注地层前，必须对采油污水进行有效
处理，使水质满足《SY 75329—2012碎屑岩油藏注 水水质推荐指标及分析方法》《Q /SYCQ %75—201(S
长庆油田采出水回注标准》，达到经济、安全、环保 的要求。
3.2处理后采油污水危害性
陇东地区采油污水处理后，“污水”变“清流”， 但污水处理设备在长时间运行后，处理系统负荷增 大，运行稳定性变差，连续正常运行困难。目前， 设备内部的污泥沉积和结垢问题严重，导致回注水 处理系统内环境变差，极大地影响油田回注水水质。 由于污泥和管垢的存在，水流通面积减小、细菌繁 殖加快、设备和管线腐蚀加快；污水处理系统工作 效率降低，水质污染严重；大量采出水无效回注， 造成水资源浪费；系统流程长，回注费用高。因此，
必须对CX 4转采出水处理系统进行提升和改造。
4结论
1) 根据陇东地区油田采油污水水质组成及性质进行分析，矿化度6 663.65 mg .L '水型为NaHC 03, 含油量为175.84
主要为石油类高分子难降
解有机物，悬浮固体质量浓度为93.5 mg _L '粒径
中值为0.38 |_im ，细菌总量在2 x 104个‘mL —1。
频谱仪2)
由于c r 、H e a r 含量及细菌含量较高，采
油污水处理过程中污泥、管垢与腐蚀性问题严重。
因此，采油污水处理技术的重点是有效除油、过滤。
3) 增建污泥污水池，用于沉降除油罐、过滤装
置的排泥及反洗，将站内采出水系统、集输系统排 污分开，及时做好清理、水质检测工作，提升水质 处理效果。
参考文献：
[1] 张志辉，酆婧轩，郑天龙，等.混凝-微气泡气浮法预处理油田采出
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Evaluation on Water Quality Characteristics and Harmfulness of
Oil Production Wastewater in Longdong Area
ZHUXiu-lan , GUO Wen-jie2, RAN Yan-long3, DING Bao-bao'
(1. College of Energy Engineering, L o n gdong University, Qingyang G a n s u 745000, China;
2. PetroChina Changqing Oilfield C o m p a n y No.2 Oil Production Plant, Qingyang G a n s u 745000, China;
3. G ansu Energy Group Co., Ltd., Qingyang Gansu 745000, China )
(下转第1437页
戈尔巴乔夫近况）
第49卷第11期曾德尚，等：致密砂岩裂缝油藏滲吸机理及规律研究进展1437
Research Progress of the Mechanism and Law of Imbibition
in Tight Fractured Sandstone Reservoirs
ZENG De-shang,CHEN Xin-yang,PEI Xiang-yang,DAI Mei
(College of Petroleum Engineering, Yangtze University, W u h a n Hubei 430100, China )
A b stract:Fractured tight sandstone reservoirs have the characteristics of tightness, complex pore structure and development of natural fractures. Depleted production has the problems of rapid decline in production and difficulty in energy supplementation. T h e matrix has a large amount of remaining oil that has not been used, and the degree of recovery i s low. Th e imbibition oil recovery is an important w a y to improve the development effect of tight fractured sandstone reservoirs. However, the imbibition process has the problems of unclear mechanism and complex and diverse rules. Therefore, in-depth study of imbibition displacement mechanism and clarification of imbibition law i s really important for improving the recovery factor of tight sandstone fractured reservoirs. In this paper, the types and identification methods of imbibition in tight fractured sandstone reservoirs were summarized. Volumetric method, mass method, nuclear magnetic resonance method and C T scanning method were used to study the imbibition mechanism. A n d the effect of rock permeability, oil-water interfacial tension and wettability on the imbibition law wa s summarized. Based on the anal
gto2012ysis of the current domestic research progress, the direction of the next study on the imbibition of tight sandstone fractured reservoirs wa s proposed.
Key w ords:Tight sandstone； Imbibition mtchanism; Imbibition law; Research progress
(上接第1388页）
Main Relief Case Analysis and Relief Area Calculation of
Tank PSV in LNG Fueling Stations
FAN Zhong-hui,QIU Guo-hong,QIAN Hong-hua
(Zhangjiagang C I M C Sanctum Cryogenic Equipment Co., Ltd., Zhangjiagang Jiangsu 215600, China )
A b stract:A i m i n g at un-manned operation L N G fueling station exported to European, possible different cases during different m o d e s were analyzed. T h e major cases causing P S V relief were discussed, as well as P S V relief area calculation.
Key w ords:L N G fueling station; Tank PSV; Relief case; Relief area
(上接第1429页）
Technical Difficulties Analysis and Prevention
Measures of Deep Water Cementing Slurry
ZHANG Jun 1,PAN Hong-lin 2,ZHANG Shi-hang3,ZHA O Qiang4,HU Shun4,YANG Xiao-rong4
(1. Well Cementing Engineering C o m p a n y of Sinopec Jianghan Petroleum Engineering Co., Ltd., Qianjiang Hubei 433100, China;
2. Zhanjiang Branch of C N O O C(China) Co., Ltd., Zhanjiang Guart-gdong 524000, China;
3. D o w n h o l e Testing C o m p a n y of Sinopec Jianghan Petroleum Engineering Co., Ltd., W u h a n Hubei 430000, China;
4. Jingzhou Jiahua Technology Co.,Ltd., Jingzhou Hubei 434000, China)
A b stract:D e e p water cementing has a unique reservoir environment, so i t i s different from onshore oilfield, and there are also different operation difficulties and prevention schemes. In this pa
per, the key difficulties and corresponding prevention measures in the field of deepwater cementing in recent years were summarized, and m a n y problems in the development of offshore oil and gas in deep water were analyzed, so as to provide s o m e reference for the development of deepwater oil and gas resources.
Key w ords:D e e p water; Cementing; Preventive measures; Review
(上接第1432页）
A b stract:With the development of water injection for a long time in the oilfield, the amount of oil production wastewater increased year by year in the L o n g d o n g area. T h e components and properties of oil production wastewater are complex, containing oil, a large amount of suspended solids and other pollutants. I t i s difficult to separate oil and water, the formation is easily blocked by scaling and the equipment is d a m a g e d by corrosion. After long-term operation of sewage treatment equipments, the load of the treatment system increases, the running stability becomes worse, and there are problems,such as sludge, scaling and corrosion. Cleaning, sludge discharge and water quality inspection w ork need to be completed in time to achieve the purpose of improving water quality treatment effect.
Key w ords:Oil production sewage; Water quality characteristics; Sew a g e hazard; Se w a g e treatment
豫公网安备41160202000603
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