胜利油区配注污水水质对化学驱效果的影响

第21卷第3期油气地质与采收率Vol.21,No.32014年5月PetroleumGeologyandRecoveryEfficiencyMay2014收稿日期：2014-03-26。作者简介：丁玉娟，女，工程师，从事油田注水开发、三次采油技术研究。联系电话：（0546）8715484，E-mail：dingyujuan.slyt@sinopec.com。基金项目：国家科技重大专项“高温高盐油田化学驱提高采收率技术”（2011ZX05011-004）。胜利油区配注污水水质对化学驱效果的影响丁玉娟（中国石化胜利油田分公司地质科学研究院，山东东营257015）摘要：胜利油区化学驱单元大多采用污水配注化学剂，配注污水水质对化学驱效果影响较大。在统计胜利油区化学驱历年配注污水水质的基础上，分析了水质对聚合物溶液粘度、表面活性剂油水界面张力的影响。结果表明，化学驱配注污水矿化度和钙、镁离子质量浓度逐年升高，Fe2+质量浓度最高达6.6mg/L，S2-质量浓度最高达5.5mg/L。配注污水水质不达标会导致聚合物溶液粘度降低，钙离子质量浓度为300mg/L就会导致聚合物溶液粘度下降50%，钙离子质量浓度达到400mg/L，表面活性剂油水界面张力升高一个数量级；当Fe2+质量浓度增大至1mg/L时，聚合物溶液粘度保留率仅为55%；当S2-质量浓度为2mg/L时，聚合物溶液粘度保留率仅为47.4%。对比2001—2011年胜利油区化学驱矿场应用聚合物溶液粘度与质量浓度发现，配注污水矿化度、钙、镁离子质量浓度逐年升高，水质不合格导致化学剂用量逐年增加。为了保证化学驱效果，必须通过改善配注污水水质减缓聚合物溶液粘度损失、增加表面活性剂界面活性，从而减少化学驱中化学剂用量，降低投资成本。关键词：配注污水水质化学驱井口粘度胜利油区中图分类号：TE357.43文献标识码：A文章编号：1009-9603（2014）03-0066-04化学驱是确保胜利油区东部产量硬稳定的重要技术手段，胜利油区从20世纪90年代开始化学驱先导试验，到2013年底已经工业化推广聚合物驱29个单元、复合驱17个单元，累积增油量达2249×104t。胜利油区淡水资源紧张，油田采出污水外排困难，矿场实施的化学驱多为利用黄河水配制聚合物母液，用处理后的采出污水作为配注污水稀释母液后再注入地层［1］，而配注污水的矿化度、钙、镁离子质量浓度及污水中所含有Fe2+和S2-等影响了聚合物溶液的粘度、表面活性剂界面活性，导致驱油体系提高采收率值降低，从而影响化学驱矿场增油效果。聚合物溶液粘度影响因素一直是中外研究的热点［2-3］，有关配注污水温度、矿化度、溶解氧含量、pH值对聚合物溶液粘度影响的研究较多［4-8］，其他涉及较少。笔者分析了历年来胜利油区化学驱矿场配注污水水质变化及其对化学驱效果的影响，以期为保证化学驱效果、降低成本提供参考。1配注污水矿化度对化学驱油体系性能的影响化学驱配注污水水质直接影响聚合物溶液粘度及表面活性剂界面活性。胜利油区实施化学驱单元的配注污水矿化度及钙、镁离子质量浓度较高，并且呈现逐年上升的趋势（图1）。东三联注水站是孤东油田实施化学驱单元配注污水的主要配注污水站，2005年东三联注水站配注污水矿化度为7273mg/L，钙、镁离子质量浓度为173mg/L，到2012年矿化度上升至9900mg/L，上涨了36.1%；钙、镁离子质量浓度上升至295mg/L，上涨了70.5%。孤岛油田孤一联注水站配注污水矿化度由2005年的7917mg/L上升至2010年的9322mg/L，钙、镁离子质量浓度由140mg/L上升至193mg/L。图1胜利油区配注污水矿化度及钙、镁离子质量浓度变化DOI:10.13673/j.cnki.cn37-1359/te.2014.03.018第21卷第3期丁玉娟.胜利油区配注污水水质对化学驱效果的影响·67·1.1矿化度对驱油体系的影响1.1.1对聚合物溶液粘度的影响室内实验结果表明：随着配注污水矿化度的增大，聚合物溶液粘度下降；矿化度低于10000mg/L时，随着矿化度的增大，聚合物溶液粘度快速下降，粘度保留率仅为61.8%；矿化度高于10000mg/L之后，聚合物溶液粘度下降趋势减缓，当矿化度达到40000mg/L时，聚合物溶液粘度保留率仅为41.5%。这是由于溶液中的盐中和了部分水解聚丙烯酰胺基团上的电性，随着电性中和程度的增加，基团间的斥力减弱，分子恢复卷曲构象，与溶液接触面积小，故分子间内摩擦力下降，导致溶液粘度下降。1.1.2对表面活性剂油水界面张力的影响目前表面活性剂—聚合物驱被认为是可以较大幅度提高采收率、适用范围广、最具发展前景的技术，在胜利油区得到了广泛应用。表面活性剂具有降低油水界面张力、提高毛管数的特性。目前应用最多的驱油