污泥调剖技术的研究与应用

沈聪

摘 要：含油污泥是油田开发过程中产生的污染之一，辽河油田每年产出几万吨的含油污泥。针对污泥无害化处理及调剖需求，通过对污泥组成分析，提出对含油污泥进行化学剂处理，形成污泥调剖剂，并开展了现场试验。现场试验表明，该技术能较好地解决污泥污染与利用问题，能有效地封堵高渗透地层，提高注入水波及体积，有显著的社会效益和经济效益。

关 键 词：含油污泥;污泥调剖; 固相颗粒;水井调剖;辽河油田

中图分类号：TE 357 文献标识码： A 文章编号： 1671-0460（2015）06-1307-02

Research and Application of Sludge Profile Control Technique

SHEN Cong

（China University of Petroleum （Beijing）， Beijing 102249，China）

Abstract： The oily sludge is one of the pollution generated during the development of oilfield; Liaohe oilfield produces tens of thousands of tons of oily sludge every year. For the sludge harmless treatment and profile control application， based on analysis of composition of sludge， its pointed out that the oily sludge can be treated by chemical method to produce sludge profile control agent， and the field test was carried out. The field test shows that， this technology can solve the problem of sludge pollution， and can effectively block the high permeability formation to improve the injection profile and volume， so remarkable social and economic benefits can be obtained.

Key words： Oily sludge; Sludge profile control agent; Solid phase particles; Water well profile control; Liaohe oilfield

自注水是油田開发的主要方式之一，由于油层的非均质性，注入水通常有80%～90%被高渗透层所吸收，致使注水剖面很不均匀。为了发挥中低渗透层的产能，提高注入水的波及系数，就必须对高渗透层进行一定程度的堵塞，使后续的注入水进入中低渗透层，通常向注水井中注入的化学药剂称为调剖剂。

辽河油田稠油油泥是一种由稠油、细微泥砂、水及少量化学药剂和部分工业杂质形成的多相、多物质混合物，性质稳定，油、泥砂、水、杂质等组分分离困难。由于油泥产生途径不同，油泥组份和性质差异较大，因此更增加处理工艺和广泛适应性上的困难。辽河油田每年新产生的原生油泥约几万吨，呈粘稠膏状体或较粘流体，含水率在85%～95%，给油泥处理的拉运、储存等环节造成很大麻烦，如果不及时处理，则会造成堆积，占用土地资源，甚至会影响到油田的正常生产。如果管理不善，还会对周围环境造成污染。考虑到含油污泥产于地层，与油层有良好的配伍性等有利因素，并借鉴固体颗粒调剖的特点与作用，对含油污泥实施化学处理，使成为污泥调剖剂，用于注水井深部调剖，这将对油田环保和油田开发都具有重要意义。

1 技术原理

含油污泥是油田集输和污水处理过程产生的工业垃圾，主要组分为油、泥砂、水和多种化学添加剂。对含油污泥进行化学处理，形成活性含油污泥调剖剂，不仅解决油田生产问题，而且为油田含油污泥的再生利用找到有效途径[1-8]。

含油污泥加入适量的悬浮剂、分散剂等添加剂形成一种假塑体流体，油泥中的泥沙、胶质沥青质等较稳定的分散、悬浮在里面，被携带进入地层的深部。调剖剂在地层到达一定的深度后，分散、悬浮体系解体，分散的细小颗粒，又粘联聚集形成较大粒径的“团粒结构”沉积在大孔道中，使大孔道通径变小，增加了注入水的渗流阻力，迫使注入水改变渗流方向，从而起到提高注入水的波及体积，达到改善注水开发效果的目的 [9，10]。

2 室内实验

2.1 污泥物性

取不同处理地点的污泥，常温下开展相关分析，数据见表1-2。污泥含油量较高，不分层，固含量较低，粘度较小，流动性很好。

表1 污泥特性

Table 1 The characteristics of sludge

表2 污泥中固相粒径分析

Table 2 Sludge solid particle size analysis

2.2 污泥封堵性能

对污泥进行脱水处理后，用不同含水量的污泥进行岩心封堵实验，考察原生污泥及脱水污泥的调剖、封堵效果。结果见表3。

表3 含油污泥封堵性能

Table 3 Oily sludge plugging performance

污泥具有一定的封堵能力，随着含水量的降低其封堵能力增强。但是，原生污泥脱水难度大、费用高，并且含油污泥的封堵效果不明显。因此，考虑以污泥为主液，通过添加固相颗粒及其它物质提高封堵性能。

2.3 配方确定

为了达到调剖作用，向原生污泥中加入电厂粉煤灰作填充剂提高封堵性能。为了将调剖剂输送到调剖目的层即高渗透层，必须使用具有悬浮作用的携带液，所以，必须加入稳定剂。

2.3.1 固相颗粒

考察原生污泥加入不同量固相颗粒对调剖性能的影响。从表4数据确定固相加量范围在5%～8%。

表4 固相颗粒加量对封堵性能的影响

Table 4 Effect of solid particles on plugging performance

2.3.2 穩定剂

将50 g污油泥倒入250 mL烧杯中，分别加入不同量的稳定剂和质量分数5%的粉煤灰，搅拌10～30 min后，取30 mL放入带刻度的试管中静置，观察记录油、水的分层时间及固体颗粒的沉降时间，实验数据见表5。可见，稳定剂的加入减缓了颗粒的沉降速度，提高了调剖剂的使用性能。根据需要选定稳定剂加量为0.2%。根据以上实验结果，确定含油污泥调剖剂基本配方是：污泥+5%～8%固相颗粒+0.2%～0.3%稳定剂。

表5 稳定剂加量对颗粒沉降的影响

Table 5 Effect of addition amount of stabilizer on particle sedimentation

2.4 封堵能力

采用上述配方，将不同渗透率的岩心并联后注入含油污泥调剖剂，分别收集水相渗透率3 300×10-3 μm2高渗层和370×10-3 μm2低渗层流出液，结果表明：污泥调剖剂95%以上进入了高渗透带。封堵能力达到90%以上。

3 现场应用

现场试验2井次，措施后在注入量基本保持不变的前提下，井口生产压力提高1.5～2.5 MPa，吸水剖面得到明显改善（表6）。

表6 曙3-06-0005吸水剖面解释成果对比表

Table 6 S3-06-0005 injection profile interpretation result contrast table

4结 论

（1）含油污泥深度调剖技术为含油污泥的无公害处理提供了一条新途径;

（2）含油污泥深度调剖技术可以有效地控制注入水沿次生大孔道窜流的发生，提高注入水的利用率，在一定程度上扩大了水驱波及体积系数。

参考文献：

[1] 李浩.污泥调剖在稠油井吞吐后转水驱井上的应用[J].中国高新技术企业， 2011 （12）.77-78.

[2] 胡雪滨，邓卫东，肖文.含油污泥调剖剂的研制与应用[J].油田化学，2004（03）：251-254.

[3] 肖文，肖中华，程义平，等.污泥调剖工艺技术研究与应用[J].江汉石油职工大学学报，2004（04）：25-27.

[4] 高养军.含油污泥深度调剖技术研究[D]. 大连：大连海事大学， 2004.

[5] 李丹梅，王艳霞，余庆中，等.含油污泥调剖技术的研究与应用[J].石油钻采工艺， 2003 （03）：74-76.

[6] 李丹梅，王艳霞，余庆中.河南油田含油污泥调剖技术研究及应用[J].油气田环境保护，2003 （03）：30-32.

[7] 王亚，苏建栋.含油污泥调剖技术研究与应用[J].石油天然气学报，2008（04）：159-160.

[8] 包亚臣，牛景岗，徐典平，等.杏北油田采出污泥调剖现场试验研究[J].大庆石油地质与开发，2007（02）：101-104.

[9] 陈治军.污泥调剖技术在锦州油田注水井的研究及应用[J].内蒙古石油化工，2010（11）：92.

[10]黄勇，肖毅.污泥调堵技术在后续水驱阶段的研究与应用[J].大庆师范学院学报，2008（02）：158-160.