油田水处理在用
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出版社 • 《油气水处理工艺与化学》.黄俊英.石油大学出版社
第一章 概论
• 油田污水的来源 • 污水处理利用的意义 • 水质标准简介 • 原水中的杂质
水对生命和人类的活动具有极其重要的意义。 水大量存在与自然界，是地球上分布最广的物质之 一，是一种优良的溶剂。 自然界中的水一般都要经过一定的净化处理才能用于生 活和工业生产。 地球上总储水量约为13.56亿km3。其中，海洋占92.2％， 陆地占2.8％，而淡水仅占0.64％。 随着现代化工业的快速发展和人口的增加，水污染和水 资源缺乏问题日益严重。 因此，合理利用洁净水资源，科学处理、循环利用废水
第三节 水质标准
一、油田开发对注水水质的要求 油田注水的服务对象：致密岩石组成的油层 要求：保证注水水质，达到“注得上，注得进，注得够” 。 对净化采出水的具体要求： 化学组分稳定，不形成悬浮物； 严格控制机械杂质和含油； 有高洗油能力； 腐蚀性小； 尽量减少采出水处理费用。
油层条件对注水水质的要求：低渗透油田注水水质标准。 目前，陆上低渗透油藏为35％左右，且每年新探明的石油 地质储量中低渗透油层所占的比重越来越大。 例如：1989年探明储量中，低渗透储量占27.1％，1990年 上升至45.9％，1995年上升至72.7％。低渗透油田孔喉半径 2～4um以下，渗透率（10～50）×10－4um2。 中原油田平均孔喉半径 2um，渗透率33.15×10－3um2，平 均油藏纵深3243m，矿化度（18～28）×10－4mg/l 。
腐蚀处理设施、注水系统
例1：某油田钢质污水回注管线，一年内腐蚀穿孔123次，注水泵一般运转 6～15天即因腐蚀被迫停产，点蚀深度达到4mm。
污水中大量成垢盐类随温度压力变化，以及与不同水体
的混合，将出现结垢和堵塞现象。
例2：某油田一口油井投产仅10天，集油管就因结垢而被堵死， 先后更换6次管线，最后被迫关井。
课程的主要内容
第一章 第二章 第三章 第四章 第五章 第六章
概论 油田水处理工艺 油田污水化学处理药剂 油田污水腐蚀与防护 油田含油污泥的处理 提高石油采收率的水处理
主要参考资料
• 《油田污水处理工程》.刘德绪.石油工业出版社 • 油田采出水处理设计手册.冯永训.中国石化出版社 • 《实用水技术》.［美］查里斯 C.帕托.石油工业出版社 • 《两种油田水处理系统》.［美］B.W.布雷德利.石油工业
油田注水开发初期，注水水源为浅层地下水或地表水 （宝贵的清水），过量开采清水会引起局部地层水位下降，
影响生态环境。 • 对环境的影响
随着原油含水量的不断上升，大量含油污水不合理排放 会引起受纳水体的潜移性侵害，污染生态环境。 ※生产实践认识：油田污水回注是合理开发和利用水资源
的正确途径。
二、腐蚀防护与环境保护 油田含油污水特点： 矿化度高 溶解有酸性气体 溶解氧
资源，有效保护生态环境，越来越受到人们的重视。
第一节 油田污水的来源
水是石油生成、运移和储集过程中的主要天然伴生物。 石油的开采经历了三次采油阶段： • 一次采油
油藏勘探开发初期，原始地层能量将部分油气水液体驱 向井底，举升至地面，以自喷方式开采。
采出液含水率很低。 若油藏圈闭良好，边水补充不足，原始地层能量递减很 快，一次采油方式难以维持。
适宜的温度范围
含有大量有机物质
有害细菌增生
泵吸入口滤网出现粘膜，使其堵塞 例如：某油田污水中含硫酸盐还原菌达 7.5×104 个／ml；
另一油田污水铁细菌含量则达到1.5×105个／ml。 细菌增生严重制约了油田污水处理和注水系统的正常生产。 我国各陆上油田污水基本都进行处理回注，最大限度减少污
水直接外排，促进环保。并针对油田污水腐蚀、结 垢、细菌增生的危害，采取缓蚀、阻垢和杀菌措 施，提高、改进油田水处理技术。
经过ຫໍສະໝຸດ Baidu滤的污水。 • 净化水
凡是经过系统处理后的污水都叫净化水。
第二节 污水处理利用的意义
一、污水处理利用的重要性 必须合理处理利用含油污水。 1、含油污水不合理处理回注和排放的影响 • 油田地面设施不能正常运作 • 造成地层堵塞而带来危害 • 造成环境污染，影响油田安全生产
2、油田注水开发生产带来的问题 • 注入水的水源
三、合理利用污水资源 水源缺乏的办法之一：提高水的循环利用率 油田污水经处理后代替地下水进行回注是循环利用水的
一种方式。 若污水处理回注率100％，即油层中采出的污水和地面
处理、钻井、作业过程中排出的污水全部处理回注，则注 水量只需要补充由于采油造成地层亏空的水量，因而节约 大量清水资源和取水设施的建设费用，提高油田注水开发 的总体技术经济效益。
为提高注水量、有效保护井下管柱，需定期对注水井进 行洗井作业。
为减少油区环境污染，将洗井水建网回收入污水处理站。 • 钻井污水、井下作业污水、油区站场周边工业废水等
全部回收处理净化，减少污染，满足环保要求。
为便于叙述，介绍几个有关水的概念。 • 原水
未经任何处理的油田污水。 • 初步净化水
经过自然除油或混凝沉降除油后的污水。 • 滤后水
二、净化污水回注水质标准 1、注水水质基本要求 注水水质确定：根据注入层物性指标进行优选。 具体要求： • 对水处理设备、注水设备、输水管线腐蚀性小； • 不携带超标悬浮物、有机淤泥、油； • 与油层流体配伍性良好，即注入油层后不使粘土发生膨胀
为获得较高的采收率，需向地层补充能量，即实 施二次采油。
• 二次采油 有注水开发和注气开发等方式。 全国各大油田绝大部分开发井采用注水开发方式：注入
高压水驱动原油。 存在问题：经过一段时间注水后，注入水将随原油采
出，且随开发时间的延长，采出油含水率不断上升。 • 三次采油
注聚合物等驱油。
主观因素对油藏开采的作用程度在逐渐增加：
依靠
一次采油
天然能量
人工注水 注气
化学驱 混相驱 热力采油 微生物采油
立足
二次采油
物理、机械和力学 等宏观作用
三次采油 应用 化学、物理、热力、生物
(强化采油)
或联合微观驱油作用
油田含油污水来源 • 原油生产过程中的脱出水
原油脱水站、联合站内各种原油储罐的罐底水、含盐原 油洗盐后的污水。 • 洗井水
第一章 概论
• 油田污水的来源 • 污水处理利用的意义 • 水质标准简介 • 原水中的杂质
水对生命和人类的活动具有极其重要的意义。 水大量存在与自然界，是地球上分布最广的物质之 一，是一种优良的溶剂。 自然界中的水一般都要经过一定的净化处理才能用于生 活和工业生产。 地球上总储水量约为13.56亿km3。其中，海洋占92.2％， 陆地占2.8％，而淡水仅占0.64％。 随着现代化工业的快速发展和人口的增加，水污染和水 资源缺乏问题日益严重。 因此，合理利用洁净水资源，科学处理、循环利用废水
第三节 水质标准
一、油田开发对注水水质的要求 油田注水的服务对象：致密岩石组成的油层 要求：保证注水水质，达到“注得上，注得进，注得够” 。 对净化采出水的具体要求： 化学组分稳定，不形成悬浮物； 严格控制机械杂质和含油； 有高洗油能力； 腐蚀性小； 尽量减少采出水处理费用。
油层条件对注水水质的要求：低渗透油田注水水质标准。 目前，陆上低渗透油藏为35％左右，且每年新探明的石油 地质储量中低渗透油层所占的比重越来越大。 例如：1989年探明储量中，低渗透储量占27.1％，1990年 上升至45.9％，1995年上升至72.7％。低渗透油田孔喉半径 2～4um以下，渗透率（10～50）×10－4um2。 中原油田平均孔喉半径 2um，渗透率33.15×10－3um2，平 均油藏纵深3243m，矿化度（18～28）×10－4mg/l 。
腐蚀处理设施、注水系统
例1：某油田钢质污水回注管线，一年内腐蚀穿孔123次，注水泵一般运转 6～15天即因腐蚀被迫停产，点蚀深度达到4mm。
污水中大量成垢盐类随温度压力变化，以及与不同水体
的混合，将出现结垢和堵塞现象。
例2：某油田一口油井投产仅10天，集油管就因结垢而被堵死， 先后更换6次管线，最后被迫关井。
课程的主要内容
第一章 第二章 第三章 第四章 第五章 第六章
概论 油田水处理工艺 油田污水化学处理药剂 油田污水腐蚀与防护 油田含油污泥的处理 提高石油采收率的水处理
主要参考资料
• 《油田污水处理工程》.刘德绪.石油工业出版社 • 油田采出水处理设计手册.冯永训.中国石化出版社 • 《实用水技术》.［美］查里斯 C.帕托.石油工业出版社 • 《两种油田水处理系统》.［美］B.W.布雷德利.石油工业
油田注水开发初期，注水水源为浅层地下水或地表水 （宝贵的清水），过量开采清水会引起局部地层水位下降，
影响生态环境。 • 对环境的影响
随着原油含水量的不断上升，大量含油污水不合理排放 会引起受纳水体的潜移性侵害，污染生态环境。 ※生产实践认识：油田污水回注是合理开发和利用水资源
的正确途径。
二、腐蚀防护与环境保护 油田含油污水特点： 矿化度高 溶解有酸性气体 溶解氧
资源，有效保护生态环境，越来越受到人们的重视。
第一节 油田污水的来源
水是石油生成、运移和储集过程中的主要天然伴生物。 石油的开采经历了三次采油阶段： • 一次采油
油藏勘探开发初期，原始地层能量将部分油气水液体驱 向井底，举升至地面，以自喷方式开采。
采出液含水率很低。 若油藏圈闭良好，边水补充不足，原始地层能量递减很 快，一次采油方式难以维持。
适宜的温度范围
含有大量有机物质
有害细菌增生
泵吸入口滤网出现粘膜，使其堵塞 例如：某油田污水中含硫酸盐还原菌达 7.5×104 个／ml；
另一油田污水铁细菌含量则达到1.5×105个／ml。 细菌增生严重制约了油田污水处理和注水系统的正常生产。 我国各陆上油田污水基本都进行处理回注，最大限度减少污
水直接外排，促进环保。并针对油田污水腐蚀、结 垢、细菌增生的危害，采取缓蚀、阻垢和杀菌措 施，提高、改进油田水处理技术。
经过ຫໍສະໝຸດ Baidu滤的污水。 • 净化水
凡是经过系统处理后的污水都叫净化水。
第二节 污水处理利用的意义
一、污水处理利用的重要性 必须合理处理利用含油污水。 1、含油污水不合理处理回注和排放的影响 • 油田地面设施不能正常运作 • 造成地层堵塞而带来危害 • 造成环境污染，影响油田安全生产
2、油田注水开发生产带来的问题 • 注入水的水源
三、合理利用污水资源 水源缺乏的办法之一：提高水的循环利用率 油田污水经处理后代替地下水进行回注是循环利用水的
一种方式。 若污水处理回注率100％，即油层中采出的污水和地面
处理、钻井、作业过程中排出的污水全部处理回注，则注 水量只需要补充由于采油造成地层亏空的水量，因而节约 大量清水资源和取水设施的建设费用，提高油田注水开发 的总体技术经济效益。
为提高注水量、有效保护井下管柱，需定期对注水井进 行洗井作业。
为减少油区环境污染，将洗井水建网回收入污水处理站。 • 钻井污水、井下作业污水、油区站场周边工业废水等
全部回收处理净化，减少污染，满足环保要求。
为便于叙述，介绍几个有关水的概念。 • 原水
未经任何处理的油田污水。 • 初步净化水
经过自然除油或混凝沉降除油后的污水。 • 滤后水
二、净化污水回注水质标准 1、注水水质基本要求 注水水质确定：根据注入层物性指标进行优选。 具体要求： • 对水处理设备、注水设备、输水管线腐蚀性小； • 不携带超标悬浮物、有机淤泥、油； • 与油层流体配伍性良好，即注入油层后不使粘土发生膨胀
为获得较高的采收率，需向地层补充能量，即实 施二次采油。
• 二次采油 有注水开发和注气开发等方式。 全国各大油田绝大部分开发井采用注水开发方式：注入
高压水驱动原油。 存在问题：经过一段时间注水后，注入水将随原油采
出，且随开发时间的延长，采出油含水率不断上升。 • 三次采油
注聚合物等驱油。
主观因素对油藏开采的作用程度在逐渐增加：
依靠
一次采油
天然能量
人工注水 注气
化学驱 混相驱 热力采油 微生物采油
立足
二次采油
物理、机械和力学 等宏观作用
三次采油 应用 化学、物理、热力、生物
(强化采油)
或联合微观驱油作用
油田含油污水来源 • 原油生产过程中的脱出水
原油脱水站、联合站内各种原油储罐的罐底水、含盐原 油洗盐后的污水。 • 洗井水