油田注入水纳滤处理工艺的关键问题与探讨.pdfVIP

油田注入水纳滤处理工艺的关键问题探讨 杨全安“2刘宁1’2董俊啦王小勇啦周佩啦刘爱华啦 (1．中国石油长庆油田分公司油气工艺研究院；2．低渗透油气田勘探开发国家工程实验室、陕西省西安市、710018) 摘要：针对油田注水水源富含硫酸根离子，易与地层水中钙、钡／锶离子生成难溶性硫酸盐垢问题，研发了注入水纳滤脱 硫酸根装置及工艺技术，利用纳滤膜选择性脱除注入水中s042一成垢离子特点，成功解决了油田硫酸钡锶结垢难题。本文重．最 探讨了纳滤水处理工艺的适用条件，不同水质条件的纳滤工艺流程选择，降低浓水含量与临界so。2’脱除率等关键技术，介绍 了现场规模应用初步效果，展现了该水处理技术在油田具有广阔的应用前景。 关键词：注入水纳滤脱硫酸根硫酸盐垢低渗透油田 1前言 近年来新开发的主力姬塬、环江油田，由于注人水富含SO。z一离子，地层水高含Ba：+胼+离子，两种不配伍的水质在地层中 混合结垢，将对储层产生伤害，导致注水井高压欠注，严重影响油田开发。 着膜技术的发展进步，膜处理工艺备受人们重视，常用的纳滤膜对二价离子SO。}、Ca舢、M92+有相当高的脱除率，特别对二价 阴离子脱除最高，尤其适于高SO．z一含量的水川。与药剂处理与离子交换法相比，纳滤膜处理工艺具有：操作简单，运行成本低， 环保(无污染、无废渣)，自动化程度高等优点。Plu唧e—z1等采用NF一40膜对海水进行注入水sO．2一脱除，脱除率达到98％， 避免了与地层水中高浓度的Ba2+形成沉淀堵塞地层孔隙。Davis【3J等采用纳滤软化后的海水为英国北海油田注水，防止Brea油井 中BaS0．的沉积堵塞油层，纳滤膜水处理成为解决油田此类问题的先进技术。 国内开展纳滤水处理工艺技术研究较晚，目前主要用于饮用水制备、工业废水处理、垃圾渗滤液处理等。尚未见将纳滤技 术应用于油田水处理方面的文献报道。长庆油田首次在国内试验了注入水纳滤处理工艺，取得了经验，本文主要开展了纳滤膜 水处理工艺适用条件研究，不同水质对应纳滤工艺流程，降低浓水含量与临界s0。：一脱除率等关键问题探讨，论述了油田纳滤水 处理工艺及应用效果。 2纳滤水处理工艺适用的条件研究 经各类化学防垢剂试验表明：当s042一、Ba2+，SP离子含量处于数百毫克／升时，采用化学法可实现结垢控制，当s042一、 Ba2+／S一离子含量增加至1600 m胡以上时，成本大幅度上升，防垢率也呈下降的趋势。图1为筛选出的x一1阻垢剂在不同 Sq2。、Ba2+／Sp含量下的阻垢率曲线。 s‘)42-750m*／1 ‘ s04z。。2100tn自／l ～～～～～………～趣翌～～～一 s042一。1600’”。／I 206蔓 ： jt，j：一蛸l∞0_ ……觋：!“……．～j■ 700 120‘) l¨00 2loo nn2-韵k，堑…g／I 图1 不同s042。、Ba2+／sr2一含量(阻垢剂浓度120ppm)阻垢率曲线 的结垢，化学防垢剂可实现控制，但并不代表纳滤技术不适用，长庆姬塬地区目前水质硫酸根含量1600一3000 m酊(表1为姬 塬油田某注水站注入水和地层水水质，表2为两种水质配伍性实验结果)，华庆地区水质中硫酸根含量800—1200mg，l，指标的选 择是基于长庆油田实际情况考虑，经过室内反复实验得出的。 表1 注入水与地层水、纳滤水与浓水水质分析结果 序 水源 C1’ HC0．一 Na+／K+ Ca2+ Sr2+／Ba2+ S0．2一 M92+ 总矿化度 号 性质 (mg／L) (mg／L) (mg／L) (mg／L)