2014年8月大慶石油地質(zhì)與開(kāi)發(fā)Aug，2014第33卷第4期Petroleum Geology and Oilfield Development in DaqingVol. 33 No. 4DOI: 10. 3969/J. ISSN.1000-3754. 2014. 04. 019清水與污水配伍性微觀評(píng)價(jià)方法高建崇’劉義剛’.山金城'張嶺'文鑫’唐洪明3(1.中海石油(中國(guó))有限公司天津分公司，天津300452; 2.中海石油(中國(guó))有限公司深圳分公司廣州研究院，廣東廣州510240; 3. 西南石油大學(xué)油氣藏地質(zhì)及開(kāi)發(fā)工程國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，四川成都610500)摘要:清、污水混注是海上中高含水油田普遍采用的注水開(kāi)發(fā)方式，但清水與污水混合容易結(jié)垢，傷害儲(chǔ)層。為評(píng)價(jià)清污混注過(guò)程中清水與污水的配伍性，對(duì)垢物重量法加以改進(jìn)，將懸浮固體分為沉降垢和懸浮垢，運(yùn)用偏光顯微鏡、X-射線衍射、掃描電鏡和能譜分析等微觀分析手段，建立了一套系統(tǒng)評(píng)價(jià)清污配伍性的新方法和實(shí)驗(yàn)流程。評(píng)價(jià)結(jié)果準(zhǔn)確、可靠且直觀。關(guān)鍵詞:清污配伍性;評(píng)價(jià)方法;垢物重量法; X-射線衍射;掃描電鏡中圖分類號(hào): TE992. 2文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼: A文章編號(hào): 1000-3754 (2014) 04-0091-05MICROSCOPIC EVALUATING METHOD OF THE COMPATIBILITYBETWEEN THE FRESH WATER AND SEWAGEGAO Jianchong', LIU Yigang' ，SHAN Jincheng' , ZHANG ling' ，WEN Xin2，TANG Hongming'(1. Tianjin Branch of CNOOC China Limited , Tianjin 300452, China; 2. Research Instiute of Shenzhen Branchof CNOOC China Limited，Guangzhou 510240, China; 3. National Key Laboratory in Petroleum Geologyand Development Engineering of Southwest Petroleum Universiy, Chengdu 610500, China)Abstract: The mixed injection between the fresh water and sewage is generally adopted waterflooding method in theoffshore oilfields in the periods of medium and high water cuts, but the mixture is prone to scale and damage thereservoirs. In order to evaluate the compatibility between the fresh water and sewage in the process of the abovemixed ijetion, the scale gravimetric method is improved, thus the suspended solids can be divided into the stledand suspended scales, with the help of the fllowingg microscopic analyzing methods such as POM (polarizing mi-croscope), XRD, SEM, EDAX (energy dispersive analysis X-ray) and so on, a set of new methods and experi-mental flow charts are established to systeaically evaluate the above compatibility. The evaluated results are pre-cise , reliable and intuitive.Key words: fresh water sewage compatibility ; evaluating method; scale weight/ gravimetric method; XRD (X-raydiffraction); SEM ( scanning electron microscope )產(chǎn)出污水中含有大量的懸浮物、油、無(wú)機(jī)鹽以境污染 和水資源浪費(fèi)，最好的方法是回注地層['3。及各種難分解的有機(jī)物，直接排放會(huì)造成嚴(yán)重的環(huán)清、污水混注是海上中高含水油田普遍采用的注水收稿日期: 2013-08-11改回日期: 2013-11-25中國(guó)煤化工作者簡(jiǎn)介:高建崇，男，1979 年生，工程師，現(xiàn)主要從事采油工藝方面的研HCNMHGE-mail :gaojch@ cnooc. com. cn.92●大慶石油地質(zhì)與開(kāi)發(fā)2014年.開(kāi)發(fā)方式，但清水與污水混合容易結(jié)垢，傷害儲(chǔ)定義為懸浮垢，將錐形瓶?jī)?nèi)壁上的垢定義為沉降層(4+7]。目前對(duì)油田注人水與地層水配伍性研究還垢，沉降垢與懸浮垢總稱懸浮固體。具體實(shí)驗(yàn)評(píng)價(jià)沒(méi)有統(tǒng)一的評(píng)價(jià)方法，國(guó)內(nèi)主要采用靜態(tài)實(shí)驗(yàn)評(píng)方法:價(jià)8-1]，也有學(xué)者用動(dòng)態(tài)實(shí)驗(yàn)評(píng)價(jià)方法[12.13]。配伍(1)洗凈250 mL錐形瓶，于100 C干燥箱中性評(píng)價(jià)方法主要有成垢離子分析法、透光率(濁.烘干2h，在每個(gè)錐形瓶中放入一片載玻片，便于.度)分析法和垢物重量分析法3類，當(dāng)生成的垢實(shí)驗(yàn)結(jié)束后對(duì)沉降垢進(jìn)行觀察分析，錐形瓶冷卻到量較少、且在靜置期間生成的垢基本黏附在容器壁室溫后采用精度為0.1 mg的天平精確稱重待用。上時(shí)，采用垢物重量分析法會(huì)因其有過(guò)濾、干燥等(2)將預(yù)處理后的清水與污水在錐形瓶中按不程序致使實(shí)驗(yàn)誤差較大14.15]，且懸浮固體質(zhì)量濃同體積比例(1 :0、5:1. 3:1、2:1、1:1、1:2、度測(cè)定忽略了附著于實(shí)驗(yàn)瓶壁上的垢。運(yùn)用多種微1:3、1 :5、0:1) 混合，每樣次取200 mL,之后觀分析方法對(duì)清污配伍性實(shí)驗(yàn)進(jìn)行評(píng)價(jià)，提高了結(jié)將錐形瓶密封置于60 C的恒溫烘箱中反應(yīng)8 h。果的精確性和直觀性。(3)按照行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)(SY/T 5329- -2012) 用濾膜過(guò)濾法測(cè)試懸浮垢質(zhì)量濃度，并用滴定法測(cè)定過(guò)1實(shí)驗(yàn)部分濾后水樣中的Ca2+ 質(zhì)量濃度，將錐形瓶放人100 C干燥箱中烘干2 h后冷卻稱重,計(jì)算沉降1.1主要試劑與實(shí)驗(yàn)儀器主要試劑:海上油田現(xiàn)場(chǎng)采集的清水和污水。垢質(zhì)量濃度。實(shí)驗(yàn)所用儀器:恒溫烘箱; SHZ-D ( I)循環(huán)水式(4)將實(shí)驗(yàn)后濾膜上懸浮垢烘干進(jìn)行X-射線真空泵及配套的玻璃砂心過(guò)濾裝置; Quanta450 環(huán)衍射測(cè)試、環(huán)境掃描電鏡觀察、能譜分析,對(duì)載玻境掃描電子顯微鏡(帶能譜分析)，美國(guó)America.片上沉降垢進(jìn)行偏光顯微鏡觀察、環(huán)境掃描電鏡觀公司生產(chǎn); X-Pert PRO粉末X-射線衍射儀，荷蘭察、能譜分析。帕納科公司生產(chǎn);分析天平(精度為0.1 mg);(5)測(cè)試項(xiàng)目(1)、 (2)、 (3)全部?jī)?nèi)容，測(cè)試項(xiàng)目(4) 樣品制備在海上平臺(tái)完成，其余測(cè)0.45 μm纖維濾膜;錐形瓶;載玻片。試和研究?jī)?nèi)容在陸上實(shí)驗(yàn)室完成。1.2實(shí)驗(yàn)方法1.2.1實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備按照SY/T 5523- 2000[16]1 《油氣田水分析方2實(shí)驗(yàn)結(jié)果與討論法》在海上平臺(tái)水源井口采集清水、核桃殼過(guò)濾2.1實(shí)驗(yàn)水樣離子分析器出口采集污水，并分析水樣組成。清水和污水的水質(zhì)分析結(jié)果如表1,利用行業(yè)現(xiàn)場(chǎng)采集的清水水質(zhì)清澈，不含油，直接經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)(SY/T 0600- -2009)[18] 對(duì)清水與污水進(jìn)行結(jié)0. 45 μm纖維濾膜精細(xì)過(guò)濾后使用;現(xiàn)場(chǎng)采集的污垢預(yù)測(cè)。結(jié)果表明，不同比例清水與污水混合有嚴(yán)水水質(zhì)混濁，含油量與懸浮固體質(zhì)量濃度都很高,重的結(jié)CaCO3垢趨勢(shì)，且隨溫度升高，結(jié)垢趨勢(shì)水樣透光率極低，故將污水除油后進(jìn)行2次粗過(guò)加強(qiáng)。濾，然后再用0.45 μm纖維濾膜在溶劑過(guò)濾器上清污不同比例混合水中Ca2+質(zhì)量濃度分析結(jié)果抽濾2次至水樣無(wú)色透明。如圖1,假設(shè)清污水完全配伍，混合水的離子組成1.2.2配伍性實(shí)驗(yàn)應(yīng)該是清水與污水的等比例混合即計(jì)算值。由圖1將清水與污水混合產(chǎn)生的沉淀分為懸浮垢和沉可知，實(shí)際測(cè)得混合水中的Ca2*質(zhì)量濃度低于計(jì)算降垢2類，將清污混合水中按照行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)(SY/T值，即存在Ca2*損失，可能以垢的形式析出，說(shuō)明5329- -2012)[7) 用小于0. 45 μm濾膜抽濾出的垢清水與污水配伍性可能較差。隨混合水中污水比例表1某油田清水 和污水水質(zhì)分析結(jié)果Table 1 Water quality analyzed results of the fresh water and sewage for an olfeld類型水型質(zhì)量濃度/ (mg.L-")總礦化度K* +Na*Mg*Ca2+CIso,HCO,CO,2/ (mg.L"')清水CaCl21 112.7145. 9953.93 752.46中國(guó)煤化工6 078.3污水NaHCO;1 583. 415.573. 21 662. 110MYHCNMH G .4612.1.第33卷第4期高建崇等: 清水與污水配伍性微觀評(píng)價(jià)方法●95●表3清污混合水懸浮固體能譜組分分析Table 3 Spectral component analyses of the suspended solids in the mixture of the fresh water and sewage各原子數(shù)占總原子數(shù)的比例/ %類型(CaMgsiFeNa懸浮垢24.5839. 1236. 30沉降垢22. 2542. 4233. 02.1.21. 04伍性研究[J]. 石油與天然氣化工， 2011， 40 (4): 401-405.3結(jié)論[9] 吳新民，付偉，白海濤，等.姬塬油田注入水與地層水配伍性研究[J].油田化學(xué), 2012, 29 (1): 33-37.(1)清污配伍性評(píng)價(jià)方法結(jié)合了垢物重量法、[10]房會(huì)春，樊家油田樊4塊水源水與儲(chǔ)層配伍性研究[J]. 油離子分析法和微觀分析等方法，評(píng)價(jià)結(jié)果相互驗(yàn)氣地質(zhì)與采收率，2007, 14 (4): 79-81.[1]王駿騏，史長(zhǎng)平,史付平，等注人水配伍性靜態(tài)試驗(yàn)評(píng)價(jià)證，準(zhǔn)確可靠。(2)提出沉降垢的概念并對(duì)其進(jìn)行了評(píng)價(jià),方法研究[J]. 石油天然氣學(xué)報(bào):江漢石油學(xué)院學(xué)報(bào),2010，32 (4): 135-139.沉降垢與懸浮垢的特征差異大，對(duì)儲(chǔ)層損害機(jī)理也[12]李連江，曾慶輝.商河油田商二區(qū)注人水與儲(chǔ)層配伍性研究不同，應(yīng)當(dāng)引起重視。[J].江漢石油學(xué)院學(xué)報(bào)，, 2003, 25 (1): 77-78.(3)微觀分析方法可直接測(cè)定垢的成分，同[13]呂秀芝曲9-21塊沙三段儲(chǔ)層注人水與儲(chǔ)層配伍性研究時(shí)對(duì)垢的微觀形貌進(jìn)行研究，結(jié)果精確而直觀，能[J]. 油田化學(xué), 2012, 29 (2): 176-179.[14]尹先清，伍家忠、純化油田回注污水結(jié)垢性與配伍性研究對(duì)清污配伍性進(jìn)行快速、半定量的評(píng)價(jià)。[J]. 油田化學(xué)，2002， 19 (2): 157-159.參考文獻(xiàn):[15]楊旭，李剛、油田注人水配伍性及阻垢試驗(yàn)研究[J]. 油田化學(xué)，1992. 9 (4): 337-341.[1]屈撐囤，王曉飛，謝娟，等、港東采油污水回注可行性研究[16]國(guó)家能源局.中華人民共和國(guó)石油天然氣行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)SY/T[J]西安石油大學(xué)學(xué)報(bào):自然科學(xué)版，2011，265523- - 2000油氣田水分析方法[S]. 北京:石油工業(yè)出版(1): 51-53.社，2000.[2]杜春安，潘永強(qiáng)，吳曉玲.海上油田污水處理技術(shù)研究進(jìn)展[17]國(guó)家能源局、中華人民共和國(guó)石油天然氣行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)SY/T[J]. 化工進(jìn)展，2012, 31 (5): 1149-1151.5329- 2012 碎屑巖油藏注水水質(zhì)指標(biāo)及分析方法[S]. 北[3]唐洪明，劉鵬，黎菁，等.含聚污水處理系統(tǒng)HPAM形貌特京:石油工業(yè)出版社, 2012.征及膠狀產(chǎn)物成因[J]特種油氣藏，2012，1918]國(guó)家能源局，中華人民共和國(guó)石油天然氣行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)SY/T(2): 130-132.000-209油田水結(jié)垢趨勢(shì)預(yù)測(cè)[S].北京:石油工業(yè)出版[4]陳華興，白健華，劉義剛，等、岐口17-2油田清水污水混注社，2009.配伍性實(shí)驗(yàn)研究[J].石油鉆采工藝，2012, 34 (增刊):[19]程學(xué)峰,陳華興,唐洪明，等.渤海L油田Ed儲(chǔ)層修井過(guò)程114-116.傷害機(jī)理及對(duì)策[J特種油氣藏，2013， 20 (2):[5]鐘平，陳瑛，石紅燕，等注水過(guò)程中油層結(jié)垢對(duì)儲(chǔ)層物性的134-136. .影響[J]. 大慶石油地質(zhì)與開(kāi)發(fā)，2007, 26 (4): 59-61.[20]晉勇，孫小松，薛屺. x射線衍射分析技術(shù)[M]. 北京:國(guó)[6]陳華興，劉義剛，唐洪明，等綏中36-1油田注人井欠注原.防工業(yè)出版社，2008.因及治理建議[J]. 特種油氣藏， 2011， 18 (3); 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