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1、主讲教师：王海琴主讲教师：王海琴开课院系：储建学院储运工程系开课院系：储建学院储运工程系课程的主要内容课程的主要内容第一章第一章 概论概论第二章第二章 油田水处理工艺油田水处理工艺第三章第三章 油田污水化学处理药剂油田污水化学处理药剂第四章第四章 油田污水腐蚀与防护油田污水腐蚀与防护第五章第五章 油田含油污泥的处理油田含油污泥的处理第六章第六章 提高石油采收率的水处理提高石油采收率的水处理主要参考资料主要参考资料油田污水处理工程油田污水处理工程.刘德绪刘德绪.石油工业出版社石油工业出版社实用水技术实用水技术.美查里斯美查里斯 C.帕托帕托.石油工业出版社石油工业出版社两种油田水处理系统两种油田
2、水处理系统.美美B.W.布雷德利布雷德利.石油工业石油工业出版社出版社油气水处理工艺与化学油气水处理工艺与化学.黄俊英黄俊英.石油大学出版社石油大学出版社 加拿大石油生产协会加拿大石油生产协会（CAPP）technical report： Produced Water Waste Management. August 2001油田污水的来源油田污水的来源污水处理利用的意义污水处理利用的意义水质标准简介水质标准简介原水中的杂质原水中的杂质第一章 概论 水对生命和人类的活动具有极其重要的意义。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水大量存在与自然界，
3、是地球上分布最广的物质之一，是一种优良的溶剂。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。活和工业生产。 地球上地球上总储水量约为总储水量约为13.56亿亿km3。其中，其中，海洋占海洋占92.2，陆地占陆地占2.8，而而淡水仅占淡水仅占0.64。 随着现代化工业的快速发展和人口的增加，随着现代化工业的快速发展和人口的增加，水污染水污染和和水水资源缺乏资源缺乏问题日益严重。问题日益严重。 因此，合理利用洁净水资源，科学处理、循环利用废水因此，合理利用洁净水资源，科学处理、循环利用废水 资源，有效保护生态环
4、境，越来越受到人们的重视。资源，有效保护生态环境，越来越受到人们的重视。第一节第一节 油田污水的来源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。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：石油的开采经历了三次采油阶段：一次采油一次采油 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，向井底，举升至地面，以自喷方式开采以自喷方式开采。 采出液含水率很低。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
5、油方式难以维持。快，一次采油方式难以维持。 为获得较高的采收率，需向地层补充能量，即实为获得较高的采收率，需向地层补充能量，即实 施二次采油。施二次采油。 二次采油二次采油 有注水开发和注气开发等方式。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：全国各大油田绝大部分开发井采用注水开发方式：注入注入高压水驱动原油。高压水驱动原油。 存在问题存在问题：经过一段时间注水后，注入水将随原油采：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，出，且随开发时间的延长，采出油含水率不断上升采出油含水率不断上升。三次采油三次采油 注聚合物等驱油。注聚合物等驱油。主观因
6、素对油藏开采的作用程度在逐渐增加：主观因素对油藏开采的作用程度在逐渐增加：主观因素对油藏开采的作用程度在逐渐增加：主观因素对油藏开采的作用程度在逐渐增加：一次采油一次采油一次采油一次采油二次采油二次采油二次采油二次采油三次采油三次采油三次采油三次采油( (强化采油强化采油强化采油强化采油) )天然能量天然能量天然能量天然能量依靠依靠依靠依靠物理、机械和力学物理、机械和力学物理、机械和力学物理、机械和力学等宏观作用等宏观作用等宏观作用等宏观作用立足立足立足立足化学化学化学化学、物理、热力、生物物理、热力、生物物理、热力、生物物理、热力、生物或联合微观驱油作用或联合微观驱油作用或联合微观驱油作用或
7、联合微观驱油作用应用应用应用应用人工注水人工注水人工注水人工注水注气注气注气注气化学驱化学驱化学驱化学驱混相驱混相驱混相驱混相驱热力采油热力采油热力采油热力采油微生物采油微生物采油微生物采油微生物采油 油田含油污水来源油田含油污水来源原油生产过程中的脱出水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。油洗盐后的污水。洗井水洗井水 为提高注水量、有效保护井下管柱，需定期对注水井进为提高注水量、有效保护井下管柱，需定期对注水井进行洗井作业。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。为减少
8、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。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。为便于叙述，介绍几个有关水的概念。原水原水 未经任何处理的油田污水。未经任何处理的油田污水。初步净化水初步净化水 经过自然除油或混凝沉降除油后的污水。经过自然除油或混凝沉降除油后的污水。滤后水滤后水 经过过滤的污水。经过过滤的污水。净化水净化水 凡是经过系统处理后的污水都叫净化水。凡是经过系统处理后的污水都叫净化水。第二节第二节 污水处理利用
9、的意义污水处理利用的意义一、污水处理利用的重要性一、污水处理利用的重要性必须合理处理利用含油污水。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地层堵塞而带来危害造成环境污染，影响油田安全生产造成环境污染，影响油田安全生产 2、油田、油田注水开发生产带来的问题注水开发生产带来的问题注入水的水源注入水的水源 油田注水开发初期，注水水源为浅层地下水或地表水油田注水开发初期，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，（宝贵的清水），过量开
10、采清水会引起局部地层水位下降，影响生态环境。影响生态环境。对环境的影响对环境的影响 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。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。的正确途径。二、腐蚀防护与环境保护二、腐蚀防护与环境保护油田含油污水特点：油田含油污水特点：矿化度高矿化度高溶解有酸性气体溶解有酸性气体 腐蚀处理设施、注水系统腐蚀处理设施、注水系统溶解氧溶解氧例例1：某油田钢质污水回注管线，
11、一年内腐蚀穿孔：某油田钢质污水回注管线，一年内腐蚀穿孔123次，注水泵一般运转次，注水泵一般运转615天即因腐蚀被迫停产，点蚀深度达到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。的混合，将出现结垢和堵塞现象。 例例2：某油田一口油井投产仅：某油田一口油井投产仅10天，集油管就因结垢而被堵死，天，集油管就因结垢而被堵死， 先后更换先后更换6次管线，最后被迫关井次管线，最后被迫关井。 适宜的温度范围适宜的温度范围含有大量有机物质含有大量有机物质 有害细菌增生有害细菌增生 泵吸
12、入口滤网出现粘膜，使其堵塞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例如：某油田污水中含硫酸盐还原菌达 7.5104 个个ml； 另一油田污水铁细菌含量则达到另一油田污水铁细菌含量则达到1.5105个个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。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、阻垢和杀菌措垢、细菌增生的危害，采取缓蚀
13、、阻垢和杀菌措 施，提高、改进油田水处理技术。施，提高、改进油田水处理技术。三、合理利用污水资源三、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。一种方式。 若污水处理回注率若污水处理回注率100，即油层中采出的污水和地面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，处理、钻井、作业过程中排出的污水全部处理回注，则注则注水量只需要补充由于采油造成地层亏空的水量水量只需要补充由于采油造成地层亏空的水量，因而，因而节约节
14、约大量清水资源和取水设施的建设费用大量清水资源和取水设施的建设费用，提高油田注水开发，提高油田注水开发的总体技术经济效益。的总体技术经济效益。第三节第三节 水质标准水质标准一、油田开发对注水水质的要求一、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，达到要求：保证注水水质，达到“注得上，注得进，注得够注得上，注得进，注得够” 。 对净化采出水的具体要求：对净化采出水的具体要求：化学组分稳定，不形成悬浮物；化学组分稳定，不形成悬浮物；严格控制机械杂质和含油；严格控制机械杂质和含油；有高洗油能力；有高洗油能力；腐蚀性小；
15、腐蚀性小；尽量减少采出水处理费用。尽量减少采出水处理费用。 油层条件对注水水质的要求：油层条件对注水水质的要求：低渗透油田低渗透油田注水水质标准。注水水质标准。 目前，陆上低渗透油藏为目前，陆上低渗透油藏为35左右，且每年新探明的石油左右，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。地质储量中低渗透油层所占的比重越来越大。 例如：例如：1989年探明储量中，低渗透储量占年探明储量中，低渗透储量占27.1，1990年年上升至上升至45.9，1995年上升至年上升至72.7。低渗透油田孔喉半径。低渗透油田孔喉半径24um以下，渗透率（以下，渗透率（1050）104um2。 中原油田平
16、均孔喉半径中原油田平均孔喉半径 2um，渗透率渗透率33.15103um2，平平均油藏纵深均油藏纵深3243m，矿化度（矿化度（1828）104mg/l 。二、净化污水回注水质标准二、净化污水回注水质标准1、注水水质基本要求、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。注水水质确定：根据注入层物性指标进行优选。具体要求：具体要求：对水处理设备、注水设备、输水管线腐蚀性小；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；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与油层流体配伍性良好，即注入油层后不使粘土发生膨胀和移动。和移动。注意注意：如果油田含油污水与其它供给水混注时，必须具备：如果油田含油污水与其它供给水混注时，必须具备完全的可能性（相容性），否则，必须进行必要的处理改完全的可能性（相容性），否则，必须进行必要的处理改良后方可混注；考虑到油藏孔径结构和喉道直径，严格限良后方可混注；考虑到油藏孔径结构和喉道直径，严格限制水中固体颗粒的粒径。制水中固体颗粒的粒径。2、注水水质标准、注水水质标准 由于各油田或区
