油田产出水的管理及处理

阮少华

摘 要：近年来我国石油生产能力呈逐年下降的趋势，为了提高石油的采收率，国内很多油田都步入了二次采油和三次采油阶段，高含水率产出水管理成为关键任务，油田产出水的特征各异，使得处理过程复杂。本文就常规的产出水管理方法进行了论述，即诊断、减少、再利用、处理外排。总结了当前正在采用的产出水管理新方法，指出研制开发新型处理药剂、技术和工艺是油田发展的需求，水管理应纳入油田整体开发方案。

关键词：油田产出水 水质评价 管理方法 处理方法

中图分类号：TE866 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2014）05（b）-0127-01

由于各油田已开发到中后期，含水率的增加使处理油田产出水成为人们关注的焦点。生产水主要来源于地层水或注入水，它是石油行业产量最高的液体，随着石油或天然气采出。如果油田产出水管理不当，水的相关处理成本会严重影响项目的经济性。然而，正确地管理产出水可显著地降低成本，提高油气生产的收入。为了环境保护和节约资源，需要对这些油田污水进行处理，以实现油田污水的资源化利用。进入“绿色环保时代”是发展的必然，油田公司须做好准备，走可持续发展道路。

1 油田产出水

油田产出水组分包括有机物和无机物两部分，油藏类型不同，地层水的组分差别也很大。而随着产出水回注、油藏增产措施的实施、油藏内细菌活动的影响、油田地理位置的不同以及储集的地层水和所形成的烃类的不同，产出水物理和化学性质都有很大差异。同时在生产过程中往往会添加各种化学处理剂，化学处理剂的应用使得产出水中残留各种化学物质。化学处理剂包括：结垢抑制剂、腐蚀抑制剂和生物杀伤剂和破乳剂、反向破乳剂、凝结剂、絮凝剂、消泡剂、石蜡和沥青处理剂[1]。

以下污染物是水处理的关键：总溶解固体（TDS）的含量高；油和油脂；悬浮固体；溶解和挥发性有机化合物；重金属；放射性核素；溶解的气体和细菌；杀菌剂，腐蚀抑制剂，如生产中使用的化学添加剂、乳化剂和反向破乳剂[2]。

2 水质评价

油田产出水一般是地层水和注入水的混合物，其水质主要取决于注入水的影响，油田对注入水质的基本要求为“不腐蚀注水流程，不堵塞油层”。即就是要严格控制注入水中悬浮固体的浓度和粒经，控制注入水中溶解氧的含量、二氧化碳、硫化氢的含量，从而有效的抑制细菌的活动，并且注入水要与油层岩石地层水相配。

制定注入水水质标准是为了利用最廉价的水，来满足油田注水井对注入水量的需要。或在能满足注水井长期配注要求的前提下，水质标准可放宽。一般注水水质需达到机械杂质含量小于2 mg/L和总铁离子含量小于等于0.5 mg/L的指标。

3 常规管理方法

水影响着石油开采的每一个阶段，从勘探、开发、生产，到最终放弃。采出水问题主要取决于油藏地质、油藏条件、流体性质、流入井内水的来源和流入井筒流入点。水从附近的一个含水层或由注入水产生的，最终将与油混合，并与油一起产出。水流通过油藏，到生产油管和表面处理设施，并最终进行处理或注入储层来保持压力。水的运动被称为“水的循环”。

一般水管理为诊断，减少，再利用和处理。诊断是找到水的来源；减少意味着最大限度地减少产出水；再利用是指变水为宝，处理之后的水，以满足环保的要求。如图2所示，美国壳牌公司的“水变钱”项目，他的基本观点是经济和环保，项目的主要目标是降低产水量，降低常规水处理方法的成本和增加现有设施水平的处理能力，采用水管理计划中最重要的一点就是尽量使采出水最少，其次“变废为宝”[3]。

3.1 诊断

在处理之前应进行产出水识别，水管理的第一步是评估和诊断水源。过量的产出水是由各种原因引起的，因此，治疗产出水的问题，实现较高的成功率，首先必须正确识别问题的根源。然而，实际油田应用过程中，由于不正确诊断水产出问题，堵水成功率低。

诊断常见出水问题是非常复杂的任务，出水问题的原因需进行详细讨论。例如，套管泄漏问题可由密封性试验，如液压试验、地温测量、流量剖面工具，如放射性示踪剂测井、旋转测验、生产测井工具、水泥胶结测井、井下电视仪、压力干扰测试等实验测量。

3.2 减少产出水排放

尽量减少水的产出是水管理的不懈追求，将采出的水量最小化，可以降低生产、水处理等成本，并且消除了对环境的影响。减少产出水量的技术有治水、井下油水分离、水平生产井和双层完井渗水坑[4]。

3.3 再利用

油田污水处理后的用途主要有三种：处理达到石油行业回注标准后作为回注用水，作为聚合物水溶液用水，处理达到排放标准后外排。产出水有双重的潜在利益：减少产出水的合理处置费用，如果产出水能在生产现场进行储量并且用于配置压裂液，生产成本将大幅度降低；减少油田生产中注水、压裂等所用的大量淡水。经过液体稳定剂处理产出水配置糖基压裂液，成功应用于压裂和治沙作业。

4 处理方法

4.1 常规处理方法

油田产出水的处理方法，包括物理法（去除采出水中的大部分油类和固体悬浮物等），重力分离、离心分离、粗粒化、过滤分离、膜分离等方法。化学法（用于处理采出水不能单独用物理法或生物法去除的一部分胶体和溶解性物质，特别是含油污水中的乳化油），混凝沉淀、化学转化和中和法。物理化学方法包括气浮法和吸附法。生物法常用的方法有：活性污泥法、生物膜法、自然处理法、厌氧生物法和生物强化技术[5]。

4.2 新型处理方法

产出水处理技术和经济可行性取决于水的初始成分、待用处理技术类型和处理后水的质量。通常而言，近年来新型产出水的处理方法主要有：避免产出水；除去有毒的特殊成分，例如脱硼，从而有效的用于农业灌溉；调节钠吸附比率参数（SAR），避免用于灌溉；渗滤及地下水回注时对粘土层的破坏；减少需要处理的盐水量；采用注气开采等。

5 结论

产出水的处理是一个重大的问题，几乎影响着整个油井的经济效益。产出水是由各种因素引起的，关键是要理解产出水的根本原因，设计一个有效的处理方案，将井的周期和利益最优化。对于每一个油田来说，需要的是一套完整的采出水经营管理方法而不是单独的地面解决方案。

制定有效的产出水管理方法，需要综合考虑设备的完善程度、油藏类型、开采速度、油田位置、需要遵守的法律和开发历史等因素。从可持续发展和环境保护的角度来看，避免油田产出水和产出水回用是最有效的处理方法。研制开发新型处理药剂、技术和工艺，是油田发展的需求，水管理应纳入油田整体开发方案。

参考文献

[1] 李剑英.油田产出水的净化及资源化研究[D].华南理工大学，2010.

[2] 袁玲，江启胜.油田产出水的处理与再利用[J].广东化工，2012.

[3] 王晶玫.油田产出水处理技术及经营管理新理念[D].石油科技论坛，2005.

[4] 刘建兴，袁国清.油田采出水处理技术现状及发展趋势[J].工业用水与废水，2007.endprint