油、水井酸化作业返排液处理技术
李 勇
【摘 要】［摘要］油、水井酸化作业返排液成分复杂，处理难度大。提出在井口就地处理、就地回用回注的思路。对11口油、水井酸化返排液进行了分析，确定了沉降预分离—多功能处理系统—多级过滤工艺，优选了中和剂、氧化剂、絮凝剂和污泥浓缩剂，研制了撬装处理设备，现场实施15井次，处理后返排液pH 6～8，油和悬浮物质量浓度均低于10 mg/L，实现了就地回用回注。 【期刊名称】工业水处理 【年(卷),期】2019(039)003 【总页数】4
【关键词】［关键词］酸化作业；返排液；就地处理；撬装处理设备；回用回注 油气田水处理
［基金项目］“十三五”国家科技重大专项重点项目“胜利油田特高含水期提高采收率技术（二期）”（2016ZX05011-4）
油、水井的酸化作业是老油田开发的常规增产、增注的措施，主要是通过向油、水井注入酸液，以溶解井底及近井油层的堵塞，恢复油气层原有的渗透率，从而达到增产、增注的目的〔1〕。近年来，我国低渗透油藏开发规模逐渐扩大，酸化作业工作量也显著增加〔2〕，据统计，自2013年以来，仅冀东油田每年实施酸化作业的井就高达100多口，其中油井占三分之一，酸化作业产生的废液高达 2×104m3〔3〕，而酸化返排液中含有残留的盐酸和氢氟酸等药剂，具有较强的毒性和腐蚀性，大量酸化作业返排废液的处理成为油田生产过程中一个难题〔4〕。
酸化作业废液处理的早期工艺已不再适应目前油田生产和环境的要求〔5〕。早期处理工艺是将作业废液用罐车收集、运输，集中到一个废液池中存放，然后经过碱性中和、混凝沉淀和过滤处理，产生的污水并入油田注入水系统，回注到地层，沉淀物进行固废处理〔6〕。这种处理工艺存在三方面问题：一是该工艺只适合于少量作业废液的处理，二是没有进行分质处理，三是产生的固废量较大。集中处理由于废液来源不同，导致废水水质复杂，处理难度增大，且常规处理工艺产生的沉淀含水高达80%以上〔7〕，固废处理工作量大。调研表明，国外大部分油田将作业废液集中处理，包括水力压裂和酸化洗井废液混在一起，然后对水质进行酸碱调节，最后通过蒸发技术或反渗透技术对污水进行淡化处理，循环利用，处理成本非常高〔8〕。本研究结合调研及现场实际，提出将酸化作业废液直接在井口处理，优化药剂及适合的处理工艺，处理后的水作为返排循环用水，尾水则回注到注水井。
1 油、水井酸化作业返排废液特点分析
油井、水井酸化原理和工艺相同，酸化后的返排液也相似，按井口出水顺序，依次是替出油管污水、替出油田环空污水、返排近井地带残酸等入井流体、返排地层深部污染物、返排地层干净流体等5个阶段〔9〕。为了掌握酸化作业返排废液特点，本研究对多口油、水井的作业废液进行了系统分析。
目前，老油田的酸化措施基本上是针对结垢严重的井筒和炮眼附近污垢进行酸解清洗，以疏通注水或产油通道，增加注水量或原油产量。通常注入一定体积的预处理液（15%盐酸+添加剂），一般是10～30 m3；一定体积的主体处理液（12%盐酸+3%氢氟酸+添加剂），一般是 10～30 m3，大型施工在 50 m3以上，反应一定时间后返排1～3 h。不同油、水井用酸量不同，返排酸液量也
不同，返排量多的可达60～80 m3，少的也有30 m3。对11口油、水井返排30 min时的水样对比分析，结果表明：初期返排液pH都较低（≤4）；各井的油和悬浮物含量差异较大，污水含油20～500 mg/L，悬浮物为60～2 400 mg/L，返排2 h后各项指标趋于稳定。表1为高23-43井酸化返排废液不同返排时间的水质情况，从不同时间返排液水质情况可以看出，返排废液主要指标变化较大，pH 3～6，总铁在 40～1 500 mg/L，油质量浓度 85～500 mg/L，悬浮物质量浓度 423～2 400 mg/L。
2 酸化作业返排废液井口处理工艺研究
本研究的目的是将酸化作业返排液在井口进行就地处理、就地利用，对于注水井实施同井同注。油井处理回用后剩余的10 m3左右污水注至附近注水井。处理的目标是达到回用、回注水指标要求。结合酸化作业返排液的分析结果，可将返排液按时间顺序，分2、3批次分质处理，设计处理的工艺流程为：沉降预分离—中和氧化—气浮除油—絮凝沉降—多级过滤。其中沉降预分离主要沉降死油、粗砂、机杂；中和氧化通过加药中和、沉淀铁离子，分散油团和部分较大的悬浮物；气浮除油去除乳化油和部分悬浮物；多级过滤进一步去除较小的悬浮物。
2.1 沉降预分离时间的确定
在酸化作业过程中，为了增加返排率，通常加入一些具有表面活性的助排剂〔10〕，由于助排剂的存在，会导致酸化作业返排废液中含一些乳化油，当酸化返排液的pH低于3.0时，由于强酸有一定的破乳作用，乳化程度大大减轻，在沉降预分离工艺中可去除部分乳化油。酸化返排液在现场取出，经过40 min自然沉降，就可实现80%以上的除油率，处理后出水含油低于50 mg/L，可将
油、水井酸化作业返排液处理技术
