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胡庆油田污泥调剖技术的研究与应用

发表时间：2021/3/26 来源：《中国科技信息》2021年3月作者：毕海峰宫志勇王永刚刘利利

[导读] 本文通过对油田污泥性能的分析，在兼顾环境生态效益、社会效益和经济效益平衡的前提下，选择最佳处置与利用方案，将其作为一种新的资源加以有效利用。

中石化中原油田分公司濮东采油厂河南濮阳毕海峰宫志勇王永刚刘利利 457001

摘要：本文通过对油田污泥性能的分析，在兼顾环境生态效益、社会效益和经济效益平衡的前提下，选择最佳处置与利用方案，将其作为一种新的资源加以有效利用。污泥调剖技术在油田生产中逐步发展应用，已成为当今胡庆油田生产部门提高技术水平和管理水平的重要因素。本文分析了胡庆油田污泥的特性，参照污泥的特点提出了适合污泥特点的调剖工艺并选择了合适的污泥调剖注入配套设备，为污泥的有效处置提供了技术支撑。分析了污泥调剖的工艺过程，提出了项目在运行期间存在的环境影响，及减少和治理环境污染的具体方案及思路。
关键词：胡庆油田污泥调剖工艺
        1 污泥调剖技术研究
胡庆油田进入注水开发中后期，油井含水上升速度快，已成为油田开发过程中普遍存在的难题。由于地层原生及次生的非均质性、流体流度差异,在地层中形成注入水冲刷通道,导致油井过早水淹,水驱低效或无效循环。水井调剖技术是油田改善注水开发效果、实现油藏稳产的有效手段。但多轮次措施后，由于近井地带剩余油的减少，大部分剩余油分布在油水井1/5井距以外及中低渗层和注入水波及不到的部位，措施效果不断下降，经济效益因素又制约了深部调剖技术的进一步实施。而获取廉价的调剖剂---污泥进行高含水期水井深部调剖，实现油田的稳产上产势在必行。
        1.1污泥理化性能评价及复配研究
        1.1.1污泥理化性能评价
        含油污水本身的成份较为复杂，在水处理过程中又投加了不同的水处理剂，因此采用不同技术处理污水后的污泥产量和物性差异较大[1]。通过水质改性处理后的污泥主要有以下几部分组成：
        一是含油污水所含的悬浮物、悬浮固体、各种腐蚀产物及垢、细菌残体、固体有机物等。
        二是污水有害离子去除过程中产生的污泥。
        三是为了提高pH值，所投加的石灰乳中含有固体不溶物，由于产生沉淀而形成的污泥。
        四是PH值提高后，污水中部分离子形成沉淀物而产生污泥。PH值大于8时，污水中的HCO3-被转变为CO32-，CO32-与污水中的Ca2+、Mg2+反应生成碳酸盐沉淀；同时水中的OH-也会与Ca2+反应生成Ca(OH)2，加上其它离子反应生成的沉淀物，产出的污泥量会大幅度增加。
        1.1.2复配研究污泥与常用调剖剂的配伍性
        （1）与水玻璃的配伍性:取污泥100ml分别倒入250ml烧杯，然后把100ml水玻璃缓慢倒入污泥中，边倒边搅拌，观察并记录。
        结论：搅拌过程中液体粘度迅速提高，最后全部凝固成固体。
        （2）与胶凝剂的配伍性:在250ml磨口瓶中加入200ml污泥，再加入10g胶凝剂颗粒，搅拌均匀后室温观察并计量膨胀倍数，同时做75℃高温试验。
        结论：定性观察胶凝剂在污泥中常温和高温条件下的膨胀情况和膨胀后状态与在注入水中基本一致，膨胀倍数5。
        （3）与交联聚合物的配伍性:配制交联聚合物调剖剂200ml，加入污泥20ml，搅匀后放入75℃烘箱观察成胶情况。
        结论：交联聚合物调剖剂加入污泥搅拌后污泥迅速絮凝下沉，聚合物粘度下降，放入烘箱后，成胶粘度下降，其它指标无明显变化。分析原因是聚合物絮凝污泥中的大量细小分散相后浓度降低，引起成胶粘度降低。
        （4）与D级油井水泥的配伍性：选用污泥做为基液配制浓度为5%-10%油井水泥，在常温条件下观察一段时间后，放入75℃烘箱。
        结论：常温条件下观察到，污泥具有良好的悬浮性，在高温条件一具有一定的强度，可以适应局部深调现场应用。

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        1.2 污泥调剖选井条件研究
        根据储层条件、井筒条件选择适合污泥调剖的井组，正确判断油水井对应关系，做好污泥调剖选井阶段准备。
        1.2.1油水井对应关系
        油水井对应不但要体现在静态分析上，更要体现在动态反应上，必须是注水见效井组才能见到较好的调剖效果，一些井组注水后油井长期无显示或显示微弱，实际是油水井不对应或对应不明显，调剖不会见效。
        1.2.2主力油层剩余油饱和度高，存在高渗层及大孔道
        不压滤污泥具有较强的悬浮性和良好的注入性，可到达1/5井距以外的地层深部，具有一定的封堵高渗层和大孔道的作用，对层内和平面剩余油挖潜效果较为明显，能实现大剂量注入，消耗污泥量大，投入材料成本低，其经济和社会效益相对较高[2]。
        1.3污泥调剖注入技术研究
        在污泥调剖注入过程中注入设备，污泥含砂、进气等因素会影响泵注问题，在调剖前需做好充分的准备来确保施工的顺利完成，并使措施效果达到最佳。
        1.3.1地面注入流程
        注驱泵选用700C水泥车改装成的电力注驱泵，改装柱塞泵的柱塞直径大且耐磨性强，注入时率可保证，受污泥中气泡的影响较小，相对是目前理想的污泥注驱设备。
        1.3.2注入施工管柱
        不压滤污泥悬浮性和注入性虽好，但由于污泥耐冲刷性差，设计时一般考虑应用高强度堵剂封口，所以对施工管柱有一定的要求，合注管柱和顶封注水管柱均可实施。
注入施工管柱分为五种类型：笼统合注管柱，顶封保护套管合注管柱、顶封油层调下层管柱、填砂保护油层调上部油层管柱、顶封和填砂保护上下部油层调中间油层管柱。
        1.3.3污泥用量设计
        考虑到胡庆油田近几年的调剖现状，结合注水井吸水剖面和油水井动态见效情况，在胡庆油田实施污泥调剖暂定处理半径15-35m，一般设计量3000-6000m3。
        1.3.4注入工艺研究
        不压滤污泥调剖悬浮性好，易注入，但由于它本身是一种无机堵剂，主要靠颗粒沉降堵塞地层，又易对低渗油层造成污染，而油藏中低渗透层的启动压力对堵剂的选择性进入能力有较大的影响，如果注入压力低于中低渗透层启动压力，堵剂便不会进入非目的层。因此，施工过程尽量控制低压低排量注入，一般可按正常注水压力或排量1.2倍实施污泥调剖注入，综合考虑注驱设备和成本因素，现场施工应用变频器来控制注驱泵实际施工排量为3-5m3/h。
        2 社会经济效益
        近三年以来在胡庆油田共组织实施注水井不压滤污泥调剖试验15井次，累计注入不压滤污泥26400m3，折合压滤污泥2112t,工艺成功率100%，井组见效率100%,试验15井组对应油井24口均见到增油效果，阶段累计增油1245t，创产值460.65万元。
        3 结论
        （1）根据目前污泥性质和以往污泥调剖经验，污泥对老区多轮次措施井调剖效果差，而针对投入注水开发的新区水淹井组或老区新转注水淹井污泥调剖效果良好并具有推广价值。
        （2）开展污泥小剂量调剖和大剂量复合调剖试验，完善了庆油田污泥调剖技术，使其慢慢走向成熟，达到油田污泥处理的标准和技术要求的同时具有良好经济效益。
        （3）污泥调剖技术，不仅带来巨大的经济效益，并且在间接上缓解了油田经济和环境上压力，并使油田污泥在处理过程中达到了资源化利用。
【参考文献】
[1]李彦超.李爱芬等.含油污泥无害资源化处理技术研究[J].油气田环境保护，2008（2）.
[2] 闫怀荣,蒲三龙等.姬塬油田含油污泥调剖工艺技术研究[J]. 石油化工应用.?20