第一章　海上油田含聚污水回注技術(shù)現(xiàn)狀

中國(guó)海上已發(fā)現(xiàn)原油地質(zhì)儲(chǔ)量47億立方米，其中32.9億立方米為稠油，占70%；目前已動(dòng)用稠油儲(chǔ)量約16.5億立方米，稠油油田水驅(qū)采收率標(biāo)定為20%，相對(duì)于陸地類似油田，提高采收率潛力巨大。海上稠油采收率每增加1%，就相當(dāng)于發(fā)現(xiàn)了一個(gè)億噸級(jí)地質(zhì)儲(chǔ)量的大油田。因此，中國(guó)海上油田的提高采收率技術(shù)和高速高效開發(fā)技術(shù)對(duì)確保國(guó)民經(jīng)濟(jì)的長(zhǎng)期可持續(xù)發(fā)展和緩解石油供需矛盾，支持國(guó)民經(jīng)濟(jì)建設(shè)意義重大。

海上油田由于隔層海水，需要采用平臺(tái)開發(fā)，成本高，工程建設(shè)難度大，平臺(tái)壽命短，一般為20～25年，空間狹小，生產(chǎn)污水在平臺(tái)上停留時(shí)間一般不超過(guò)2h，因此陸地油田許多成熟技術(shù)無(wú)法直接用到海上稠油油田開發(fā)。海上油田必須在較短時(shí)間內(nèi)，提高采油速度，達(dá)到最大采收率。

聚合物驅(qū)油是油田進(jìn)入中高含水期進(jìn)一步提高采收率采取的有效方式之一，具有明顯的降水增油效果。中海油于2003年進(jìn)行聚合物驅(qū)先導(dǎo)性試驗(yàn)，截至2015年12月底已經(jīng)進(jìn)行了綏中36-1、旅大10-1和錦州9-3三個(gè)油田共計(jì)44口井實(shí)施注聚，一線注聚受效采油井187口，動(dòng)用地質(zhì)儲(chǔ)量達(dá)1.4億噸。三個(gè)油田將實(shí)現(xiàn)年度增油98萬(wàn)立方米，累積增油超過(guò)515萬(wàn)立方米，注聚提高采收率3.2%，初步建成了海上稠油油田化學(xué)驅(qū)油高效開發(fā)示范基地。十三五期間，海上油田注聚規(guī)模還將進(jìn)一步擴(kuò)大。

聚合物大量注入儲(chǔ)層，部分聚合物通過(guò)降解/剪切等作用后從生產(chǎn)井產(chǎn)出，形成含聚采出液，其性質(zhì)和成分相比水驅(qū)采油產(chǎn)出液更為復(fù)雜，具有黏度大、含油量高、原油油珠小、乳化嚴(yán)重、油水處理藥劑用量大、伴生含聚油泥堵塞污水處理設(shè)備等特征，處理難度更大，處理成本更高，因此，聚驅(qū)采出液處理是一個(gè)帶有普遍性的世界難題。由于海上平臺(tái)空間及承載有限，使得聚驅(qū)采出液在油水處理流程停留時(shí)間短，另外，目前海上聚驅(qū)油田的油水處理設(shè)備是先期ODP階段設(shè)計(jì)建造的用于處理常規(guī)水驅(qū)采出液的“斜板除油器+氣浮裝置+核桃殼過(guò)濾器（或雙介質(zhì)過(guò)濾器）”三級(jí)處理工藝，聚合物采出液的出現(xiàn)，或多或少造成現(xiàn)有油水處理流程、處理設(shè)備、處理藥劑不適應(yīng)，工藝處理效能逐步降低。

為實(shí)現(xiàn)注采平衡以及兼顧污水排放，海上絕大部分注水開發(fā)油田采取了將處理后的生產(chǎn)污水全部回注儲(chǔ)層，水量不足則補(bǔ)充一定量淺層水源水或海水，即清污混注的注水開發(fā)方式。但實(shí)際運(yùn)行中，水源水或海水和處理后的生產(chǎn)污水混合后常發(fā)生不配伍現(xiàn)象，含聚污水中由于含有一定濃度的產(chǎn)出聚合物，勢(shì)必對(duì)清污混注配伍性產(chǎn)生更復(fù)雜的影響。目前，渤海三個(gè)注聚油田含聚污水處理總量高達(dá)6.2萬(wàn)方/天，占注水總量的75.6%，其余水量由采自館陶組的淺層水源水補(bǔ)充。含聚污水處理得當(dāng)是資源，處理不妥則是污染源，如果處理后的含聚污水水質(zhì)不達(dá)標(biāo)則會(huì)造成注水地層污染，宏觀表現(xiàn)為注入壓力高、注不進(jìn)，常規(guī)解決方法只有酸化解堵，但頻繁的酸化作業(yè)不僅使采油成本增加，并且會(huì)導(dǎo)致地層傷害更為復(fù)雜。隨著注聚擴(kuò)大化的逐步開展，今后含聚污水的產(chǎn)量和產(chǎn)出污水中聚合物的濃度等也會(huì)逐步升高，地面處理負(fù)荷將越來(lái)越大，含聚污水注水水質(zhì)達(dá)標(biāo)難度也將越來(lái)越大，含聚污水回注地層造成的儲(chǔ)層傷害機(jī)理將越來(lái)越復(fù)雜。因此，將含聚污水按照“安全、環(huán)保、經(jīng)濟(jì)”六字方針回注儲(chǔ)層既是油田注水開發(fā)對(duì)水源的切實(shí)需求，也是海上油田實(shí)現(xiàn)零排放、“綠色油田”建設(shè)的強(qiáng)制性規(guī)定。

安全注水：滿足油田配注要求情況下，實(shí)施低壓注水，注水管匯和地層不破裂，通過(guò)有效調(diào)控注水水質(zhì)，研發(fā)有效的降壓增注措施，確保含聚污水零排放、無(wú)事故的全面回注。目前，聚驅(qū)油田部分含聚污水回注井欠注、注入壓力高的現(xiàn)象存在著多種弊端：①注入壓力高，設(shè)備運(yùn)行能源消耗量大，浪費(fèi)能源；②采油平臺(tái)注水流程高壓運(yùn)行，安全隱患大；③嚴(yán)重影響開發(fā)效果，無(wú)法實(shí)現(xiàn)油田高效快速開發(fā)。因此，為了高效快速開發(fā)海上注聚油田，必須對(duì)注水水質(zhì)進(jìn)行全面調(diào)控，并進(jìn)行解堵作業(yè)以改善儲(chǔ)層吸水能力，降低注入壓力。

環(huán)保注水：含聚污水含油率高、乳化嚴(yán)重、伴生油泥等，常規(guī)處理方法是通過(guò)加入各種藥劑進(jìn)行破乳、絮凝等處理，最終形成難以處理的中間層和大量的伴生油泥，這樣既浪費(fèi)資源，又形成新的環(huán)境污染源，而海上油田無(wú)時(shí)間和空間來(lái)處理這類污染物。因而，從源頭避免含聚油泥出現(xiàn)是實(shí)施環(huán)保注水的必然要求。

經(jīng)濟(jì)注水：含聚污水對(duì)設(shè)備堵塞嚴(yán)重，造成處理流程非常脆弱，水處理效率低；解堵頻次增加，解堵有效期短；破乳劑、清水劑等主要處理劑用量增大，且對(duì)藥劑的依賴性更加明顯，導(dǎo)致處理后的含聚污水含油等主控水質(zhì)指標(biāo)大幅度提高，達(dá)不到回注的標(biāo)準(zhǔn)。遵循將產(chǎn)出聚合物不絮凝，溶解于水中形成均相溶液的原則，確保回注水質(zhì)達(dá)標(biāo)，不但不會(huì)造成堵塞，產(chǎn)出聚合物回注還可再次利用，變廢為寶，有利于提高水驅(qū)油效率，降低解堵作業(yè)的頻率。