NaCl三元复合驱采出液水质变化情况及处理试验分析

刘远奇

大庆油田有限责任公司

为降低复合驱药剂成本，缓解注采系统结垢难题，利用杏六区东部已结束三元驱井网，上返葡Ⅰ1-2油层进行现场试验，研发无碱三元体系的NaCl 三元体系提高采收率技术。为此，开展了NaCl 三元复合驱采出液处理试验，以研究NaCl 三元复合驱采出液性质变化及其对现有处理工艺的适应性，为未来油田地面工程配套NaCl 三元复合驱采出液和采出水处理工艺的推广应用提供技术支持[1-7]。

1 NaCI三元试验区采出液变化情况

1.1 NaCI三元试验区采出液性质

三元二转油站的1#、2#、3#计量间的采出液全部来自NaCl三元复合驱的采出井，因此对3个计量间的采出液进行取样，分析其采出液的性质。从试验数据可以看出（表1），2021年6月时取样2座计量间采出液中聚合物浓度达到1 200 mg/L以上；表面活性剂浓度达到150 mg/L 以上；氯化钠浓度在1 900 mg/L 以上；矿化度为10 000 mg/L 以上。此时NaCl三元复合驱的主段塞已注入0.35 PV聚合物，从数据看基本达到大庆油田三元复合驱采出液的高峰期水平。

表1 NaCl三元复合驱计量间采出液特性监测数据Tab.1 Monitoring data of produced fluid characteristics in metering room of NaCl ASP flooding

1.2 NaCI三元试验区采出液的分离特性

三元二-3#计量间采出液三元化学剂含量也达到了较高的水平（图1），38 ℃沉降10 min 后，油水界面不清晰，沉降40 min 后，水中含油浓度在3 000 mg/L 以上，油中含水率在5%左右，不加破乳剂条件下，不能达到一段脱水指标。

图1 三元二-3#计量间采出液沉降曲线Fig.1 Sedimentation curve of produced liquid in ASP 2-3#Metering Room

3#计量间采出液静沉1 h 之后的采出水，在初始含油浓度192 mg/L 的条件下，静止沉降4 h 后，采出水含油浓度降低到50 mg/L 以下，处理难度不大（图2）。

图2 三元二-3#计量间采出水沉降曲线Fig.2 Sedimentation curve of produced water in ASP 2-3#metering room

对静止沉降24 h后的水样，倒置2次，再静沉2 min，进行乳化特性评价。如图3所示，倒置扰动后，采出水含油浓度从19 mg/L增加到53 mg/L，说明有轻微乳化现象，处理难度不大。

图3 三元二-3#计量间乳化特性Fig.3 Emulsification characteristics of ASP 2-3#Metering Room

1.3 采出液电脱水特性

针对三元二-3#计量间采出液上部的游离油进行电脱水全过程室内试验。脱水温度55 ℃，脱前油中含水率25.13%，总加电时间3 600 s（1 h），脱后油中含水率0.11%。如图4 所示，采出油送电速度比较快，加电时间90 s 后，电流达到最大值10 mA；然后波动并逐渐下降至3 mA，30 min 后，电流维持在2 mA，加电和脱水效果较好。

图4 三元二-3#计量间采出油电脱水过程曲线Fig.4 Electric dehydration process curve of produced oil in ASP 2-3#Metering Room

2 采出系统处理现场试验

利用小型的采出液处理装置开展采出液处理现场试验，该试验采用“油气分离器+游离水脱除器+电脱水器”的气液分离+两段脱水的油处理工艺[8-10]，通过优化工艺参数，考察设备结构与工艺对NaCl三元复合驱采出液和采出水处理的适应性。

2.1 采出液处理现场试验

导入试验区3#计量间采出液进行现阶段采出液空白（不加药）一段游离水脱除和二段电脱水现场试验（表2）。采出液处理工艺流程见图5。目前三元化学剂含量均达到较高的水平，且平均氯离子浓度在2 000 mg/L 左右。从采出液沉降特性可以看出，随着化学剂含量的增高，采出液油水分离逐渐变得困难，在不加破乳剂的条件下，脱后水中含油浓度很难达到≤3 000 mg/L 的一段脱水指标。下步计划开展投加破乳剂的试验，筛选高效破乳剂。试验时的二段现场装置有问题，未进行现场试验。以电脱水全过程室内实验可以看出，随着化学剂含量的增高，采出油在电场中的脱水电流较高，且送电有些困难，但60 min后脱水效果较好，可以达到二段脱后净化油≤0.3%的二段脱水指标。

表2 NaCl三元复合驱采出液小型试验数据Tab.2 Small scale test data of produced liquid of NaCl ASP flooding

图5 采出液处理工艺流程Fig.5 Process flow of produced liquid treatment

2.2 采出水处理现场试验

导入试验区3#计量间采出水进行试验，工艺流程如图6 所示，采出水基本性质见表3，试验结果见表4。从实验数据可以看出处理后水中含油量稳定达标，悬浮固体基本达标。

表3 3#计量间采出水基本性质Tab.3 Basic properties of produced water in 3#Metering Room

表4 3#计量间采出水处理试验结果Tab.4 Treatment test results of produced water in 3#Metering Room

图6 采出水处理工艺流程Fig.6 Process flow of produced water treatment

3 结论

（1）NaCl 三元复合驱的主段塞注入0.35 PV 聚合物时，计量间采出液中聚合物浓度达到1 200 mg/L以上；表面活性剂浓度达到150 mg/L以上；氯化钠浓度在1 900 mg/L 以上；矿化度为10 000 mg/L 以上。从数据看基本达到大庆油田三元复合驱采出液的高峰期指标水平[11]。

（2）对三元二-3#计量间采出液静止沉降40 min后，水中含油浓度在3 000 mg/L以上，油中含水率在5%左右，不加破乳剂条件下，不能达到一段脱水指标。采出水静止沉降4h 后，采出水含油浓度降低到50 mg/L 以下，处理难度不大。对采出液的游离油进行电脱水试验，脱水温度55℃，总加电时间3 600 s（1 h），脱后油中含水率0.11%，脱水效果较好。

（3）利用小型的采出液处理装置开展采出液处理现场试验，3#计量间采出液在不加破乳剂的条件下，脱后水中含油浓度很难达到≤3 000 mg/L 的一段脱水指标；下步计划开展投加破乳剂的试验，筛选高效破乳剂；采出水处理后水中含油量稳定达标，悬浮固体基本达标。