第20卷第3期
2003年9月25日
油 田 化 学Vol.20 No.325Sept,2003
文章编号:100024092(2003)0320245202
油田回注污水三项水质指标检测方法研究
冯 萍,孙凤梅,周海刚,张 晶,曹金林,曲志林
(中国石化胜利油田公司技术检测中心,山东东营257000)
Ξ
摘要:胜利油田按照行业标准SY/T532921994检测油田回注污水特别是精细过滤水水质时,发现某些指标测定值误差较大或不能反映水质好坏。悬浮固体含量测定误差来源于水质的不稳定性,通过避氧取样、水样密闭及添加稳定剂可得到准确的测定结果。含油量测定中,汽油萃取法只适用于含油量大于10mg/L的污水,精细过滤水含油量低,建议用石油醚萃取,在波长225nm处测紫外光的透光度,求得含油量。,建议增加水样中固体颗粒总数和颗粒直径数量分布两项指标,。图2表3。
关键词:油田采出水;注入水;水质检测方法;;中图分类号:TE357.6+1 1994然气行业标准T2《碎屑岩油藏注水水质推荐指标及分析方法》。胜利油田连续几年依据该标准检测各联合站污水,调查水质检测工作状况,发现该行业标准中存在指标针对性差,操作过程规定不够严密,测定误差较大的问题。为保证回注污水水质,近几年胜利油田投产了20多套精细过滤装置,精细过滤水的设计指标较高,悬浮固体含量≤3mg/L,含油量≤2mg/L,固体颗粒直径中值≤1.5μm。为了对精细过滤装置作出科学的评价,我们对回注污水水质检测方法进行了研究。以下报道涉及3项指标的研究结果。
表1 各联合站污水中悬浮固体含量
测定数据的稳定性
测试时间3
/h
悬浮固体含量/mgL-1
坨二站 3.0
7.0
2032353528
辛三站 10
14
2237414320
郝现联 8.0
8.[1**********]
孤五站 17
25
3436403030
即时 0.5
2
51015
采油厂数据
3取样后开始计时。
表2 取样及水样处理方法改进后悬浮
固体颗粒含量测试值对比
悬浮固体含量/mgL-1
坨二站
现场取样后即时测定实验室处理后测定
4.04.0
1 悬浮固体含量
水样在采集时和采集后曝氧及温度、压力改变,使水样中一些离子沉淀析出及微小固体颗粒长大,悬浮固体含量的检测结果可相差2～10倍,见表1。
通过避氧取样、水样密闭、添加稳定剂等方法消除水样水质的不稳定性,大大降低了实验测定误差,提高了悬浮固体含量测定结果的准确性,见表2。
辛三站
12.011.5
滨一站
8.08.3
孤一站
2020
2 关于颗粒直径中值
悬浮固体颗粒中值测定结果受水样中颗粒数和粒径分布的影响。图1(a)和(b)分别为用MSⅡ型Coulter全自动颗粒粒度分析仪测得的樊128注水
Ξ收稿日期:2002210208;修改日期:2003204230;2003209210。
作者简介:冯萍(1970-),女,工程师,石油大学(华东)石油加工专业学士(1992),通讯地址:257000山东省东营市胜利油田技术检测中
心质量监督检验所,电话:0546-8559872。
246油 田 化 学2003年
表3 樊128注水站和营11注水站水样中颗粒直径的累计体积分布3
注水站樊128
营11
累计至不同体积百分数时的粒径/μm
10%23.7627.20
25%23.6420.71
50%15.9812.88
75%
%5.2./m13.9.765
33
15.9812.88
10.19
3从粒径31.46μm90533平均粒径:;50%时颗粒的直径,亦即按颗粒总体积平均的
站和营11注水站水样中颗粒直径数量分布曲线。表3列出2种水样按颗粒直径从大到小(31.46～0.905μm)统计的颗粒体积累积分布数据。从图1和表3看出,樊128水样中颗粒数少,0.5mL中只有200多个,直径最大为23.52μm,只有1个,直径大于10μm的只有7个,小直径(2μm左右)颗粒多,颗粒直径中值(颗粒累计体积达到总体积50%时对应的颗粒直径)d50为15.98μm;而0.5mL营11水样中颗粒数超过1.0×104,最大的
建议增加2项指标:颗粒总数和颗粒直径按颗粒数量的累计分布,后一指标可用分布曲线和类似表3
的分布数据(包括数量平均颗粒直径)表达。将测得的这一组水质数据与注水站注水区块地层物性数据和孔隙数据对照考察,确定注入水的该项指标是否合格。
3 含油量
行业标准叙述了用汽油作萃取剂的实验操作程序和条件,但未说明萃取剂汽油和石油醚的适用范围及用石油醚作萃取剂时的实验操作程序和条件,使标准的执行发生困难,测试结果的分散性增大,可比性减小。
我们的测试实践表明,汽油作萃取剂的测试方法只适用于含油量大于10mg/L的污水含油量测定;精细过滤水含油量低,以石油醚作萃取剂,在225nm处测量紫外光通过萃取液时的透光率,可以测得准确的含油量数据。
颗粒直径为29.77μm,直径大于20μm的颗粒有18个,直径在10～20μm之间的颗粒有125个,直径略大于1μm的颗粒最多,颗粒直径中值为12.88μm。如果只按照颗粒直径中值的大小判断水质,就会得出营11注水站的水质优于樊128注水站水质的错误结论。因此,单一的颗粒直径中值这一水质指标在反映水质好坏时有一定的局限性。
考虑到注入水中的固体颗粒是否堵塞地层既决定于颗粒直径,又决定于直径大于一定值的颗粒数,
AboutDeterminingMethodsforThreeCharacteristicsofRecycledProducedWaterQuality
FENGPing,SUNFeng2Mei,ZHOUHai2Gang,ZHANGJing,CAOJin2Lin,QUZhi2Lin
(MonitoringandTestCenter,ShengliOilfieldCompany,Sinopec,Dongying,Shandong257000,PRofChina)
(下转第244页。tobecontinuedfromp.244)
244油 田 化 学2003年
操作繁琐,不宜用于所含原油种类经常变化的污水。
(4)红外分光光度法 矿物油的甲基、次甲基在波长3.14μm处有明显的吸收,在一定浓度范围内吸收值与含油量成正比。测定时使用四氯化碳作萃取剂,正十六烷和异辛烷等的混合物作标准油。该法可以测定轻质组分,操作简单,不必制作油田原油标准曲线,测量范围大,为0.1～100mg/L。该法几乎在世界各国都得到承认,常被推荐为标准方法[2]。3.3 建议
30±2d后取出,根据试片质量损失计算平均腐蚀
率。现场绝大部分取样点无法进行挂片检测,数据
大多来自室内静态测试,所得数据缺乏准确性和代表性。吐哈油田油田化学室设计制造了一种高压注水井井口腐蚀率测定器,基本结构为堵头上连接一钢管,钢管前再加具有一定强度和绝缘性能的材料作为试片支架,安装在井口时使钢片面积最大的两面与水流方向同向。该装置具有操作简单、检测结果准确的特点,适合在注水压力高于25MPa的注水井上使用。
参考文献:
[1]王永,郑海英.关于水中油含量及分散状态测定法[J].注水及
水处理,1996,(1):81.[2]左焕眉.[J].注水及水处理,
1993,(1)为了使测试结果有较强的可比性,建议采用红外分光光度法测定含油量。
4 平均腐蚀率
将试片悬挂在注水体系内,在正常生产条件下
TheDeterminationEAppraisalT2HamiOilFields
CHENGHai2Jun,NIUYing,2Jun2ang
(Engineeringand2ieldBranch,PetroChina,Shanshan,Xinjiang838202,PRofChina)
Abstract:Theerrorsindetermining4characteristicsofinjectionwaterqualityaccordingtothetradeStandardSY/T523921994inTurpan2Hamioilfieldsandsomeimprovementsarepresented.Sometimesnosuspendedsolidsaredetectedandthisoriginatesfromfairlylittlesuspendedsolidscontentinwatersamplesclosetoweighingerrorandfromdissolveoutofthefiltermembraneused;thesuggestionsare:toenlargethevolumeofwatersamplestakenifpossible;toselectmembranesoflowdissolveoutlossortouseinertmembranes;toinsert2layersofmembranestocancelouttheerrorowingtodissolveoutloss.Themedianvalueofparticlesizedoesnotexpressthewaterqualityproperlyandrelatedcharacteristicsmustbeestabilishedonthebasisofphysicalandgeologicaldataofthereservoirtobewaterflooded,asanexampleitisstatedthatthenumberofparticlesofdiameter>2μmshouldnotexceed2.0×104per1mLoffreshwaterforfloodinglowpermeablereservoirsinTurpan2Hami.NooilisdetectedinthewaterwhichcontainsoilysubstancesnotablyandthisisorginatedfromthesolventanddetectingmethodusedanditissuggestedthatCCl4beusedassolvent/extractant,amixtureofcetane,isooctane,andothers—asstandardoilandtheextractedoilinsolutionbedetectedat3.14μmofinfra2redregion.Toovercomethedifficultyconnectedwithdeterminingcorrosionrateatsitesacorrosionratemeasuringdeviceinstalledonwellheadofinjectionwellsisrecommended.
Keywords: injectionwater;methodsofwaterqualityappraisal;suspendedsolidscontent;medianparticlesize;oilcontent;
corrosionratemeasuringdevice;Turpan2Hamioilfields
(上接第246页。continuedfromp.246)
Abstract:ThequalityofpurifiedrecycledproducedwaterisappraisedaccordingtothetradeStandardSY/T532921994inShenglianditisfoundthatthedeterminationsofsomewaterqualitycharacteristicsareerrorousinsomecasesordonotrepresenttherealwaterquality,especiallyafterfinefiltration.Theerrorsindeterminationsofsuspendedsolidscontentinthewatersamplesoriginatefromunstablewaterqualityandaccuratevaluescanbeobtainedaftertakingfollowingmeasures:samplingunderoxygenfreeconditions,maintainingwatersampleshermeticandaddingaproperwaterqualitystabilizer.Todetermineoilcontentinthewatersamplesgasolinecanbeusedasextractantonlywhenoilcontentinthewatersamplesis>10mg/L;theinjectionwaterafterfinefiltrationcontainsmuchlessoilysubstancesandinthiscasepetroleumetherisrecommendedasextractantandoilcontentinwatersamplesistobedeterminedfromultraviolentabsorbanceoftheextractat225nm.Thecharacteristicmedianparticlesized50representswaterqualitywithgreatlimiatationsanditissuggestedtodetermine2additionalcharacteristics:totalparticlenumberandnumberdistributionofparticlesizeandtoassessthewaterqualityaccordingtothephysicalparametersofthereservoirtobewaterflooded.Keywords: oilfieldproducedwater;injectionwater;methodsofwaterqualityappraisal;suspendedsolidscontent;median
particlesize;oilcontent;Shenglioilfields
第20卷第3期
2003年9月25日
油 田 化 学Vol.20 No.325Sept,2003
文章编号:100024092(2003)0320245202
油田回注污水三项水质指标检测方法研究
冯 萍,孙凤梅,周海刚,张 晶,曹金林,曲志林
(中国石化胜利油田公司技术检测中心,山东东营257000)
Ξ
摘要:胜利油田按照行业标准SY/T532921994检测油田回注污水特别是精细过滤水水质时,发现某些指标测定值误差较大或不能反映水质好坏。悬浮固体含量测定误差来源于水质的不稳定性,通过避氧取样、水样密闭及添加稳定剂可得到准确的测定结果。含油量测定中,汽油萃取法只适用于含油量大于10mg/L的污水,精细过滤水含油量低,建议用石油醚萃取,在波长225nm处测紫外光的透光度,求得含油量。,建议增加水样中固体颗粒总数和颗粒直径数量分布两项指标,。图2表3。
关键词:油田采出水;注入水;水质检测方法;;中图分类号:TE357.6+1 1994然气行业标准T2《碎屑岩油藏注水水质推荐指标及分析方法》。胜利油田连续几年依据该标准检测各联合站污水,调查水质检测工作状况,发现该行业标准中存在指标针对性差,操作过程规定不够严密,测定误差较大的问题。为保证回注污水水质,近几年胜利油田投产了20多套精细过滤装置,精细过滤水的设计指标较高,悬浮固体含量≤3mg/L,含油量≤2mg/L,固体颗粒直径中值≤1.5μm。为了对精细过滤装置作出科学的评价,我们对回注污水水质检测方法进行了研究。以下报道涉及3项指标的研究结果。
表1 各联合站污水中悬浮固体含量
测定数据的稳定性
测试时间3
/h
悬浮固体含量/mgL-1
坨二站 3.0
7.0
2032353528
辛三站 10
14
2237414320
郝现联 8.0
8.[1**********]
孤五站 17
25
3436403030
即时 0.5
2
51015
采油厂数据
3取样后开始计时。
表2 取样及水样处理方法改进后悬浮
固体颗粒含量测试值对比
悬浮固体含量/mgL-1
坨二站
现场取样后即时测定实验室处理后测定
4.04.0
1 悬浮固体含量
水样在采集时和采集后曝氧及温度、压力改变,使水样中一些离子沉淀析出及微小固体颗粒长大,悬浮固体含量的检测结果可相差2～10倍,见表1。
通过避氧取样、水样密闭、添加稳定剂等方法消除水样水质的不稳定性,大大降低了实验测定误差,提高了悬浮固体含量测定结果的准确性,见表2。
辛三站
12.011.5
滨一站
8.08.3
孤一站
2020
2 关于颗粒直径中值
悬浮固体颗粒中值测定结果受水样中颗粒数和粒径分布的影响。图1(a)和(b)分别为用MSⅡ型Coulter全自动颗粒粒度分析仪测得的樊128注水
Ξ收稿日期:2002210208;修改日期:2003204230;2003209210。
作者简介:冯萍(1970-),女,工程师,石油大学(华东)石油加工专业学士(1992),通讯地址:257000山东省东营市胜利油田技术检测中
心质量监督检验所,电话:0546-8559872。
246油 田 化 学2003年
表3 樊128注水站和营11注水站水样中颗粒直径的累计体积分布3
注水站樊128
营11
累计至不同体积百分数时的粒径/μm
10%23.7627.20
25%23.6420.71
50%15.9812.88
75%
%5.2./m13.9.765
33
15.9812.88
10.19
3从粒径31.46μm90533平均粒径:;50%时颗粒的直径,亦即按颗粒总体积平均的
站和营11注水站水样中颗粒直径数量分布曲线。表3列出2种水样按颗粒直径从大到小(31.46～0.905μm)统计的颗粒体积累积分布数据。从图1和表3看出,樊128水样中颗粒数少,0.5mL中只有200多个,直径最大为23.52μm,只有1个,直径大于10μm的只有7个,小直径(2μm左右)颗粒多,颗粒直径中值(颗粒累计体积达到总体积50%时对应的颗粒直径)d50为15.98μm;而0.5mL营11水样中颗粒数超过1.0×104,最大的
建议增加2项指标:颗粒总数和颗粒直径按颗粒数量的累计分布,后一指标可用分布曲线和类似表3
的分布数据(包括数量平均颗粒直径)表达。将测得的这一组水质数据与注水站注水区块地层物性数据和孔隙数据对照考察,确定注入水的该项指标是否合格。
3 含油量
行业标准叙述了用汽油作萃取剂的实验操作程序和条件,但未说明萃取剂汽油和石油醚的适用范围及用石油醚作萃取剂时的实验操作程序和条件,使标准的执行发生困难,测试结果的分散性增大,可比性减小。
我们的测试实践表明,汽油作萃取剂的测试方法只适用于含油量大于10mg/L的污水含油量测定;精细过滤水含油量低,以石油醚作萃取剂,在225nm处测量紫外光通过萃取液时的透光率,可以测得准确的含油量数据。
颗粒直径为29.77μm,直径大于20μm的颗粒有18个,直径在10～20μm之间的颗粒有125个,直径略大于1μm的颗粒最多,颗粒直径中值为12.88μm。如果只按照颗粒直径中值的大小判断水质,就会得出营11注水站的水质优于樊128注水站水质的错误结论。因此,单一的颗粒直径中值这一水质指标在反映水质好坏时有一定的局限性。
考虑到注入水中的固体颗粒是否堵塞地层既决定于颗粒直径,又决定于直径大于一定值的颗粒数,
AboutDeterminingMethodsforThreeCharacteristicsofRecycledProducedWaterQuality
FENGPing,SUNFeng2Mei,ZHOUHai2Gang,ZHANGJing,CAOJin2Lin,QUZhi2Lin
(MonitoringandTestCenter,ShengliOilfieldCompany,Sinopec,Dongying,Shandong257000,PRofChina)
(下转第244页。tobecontinuedfromp.244)
244油 田 化 学2003年
操作繁琐,不宜用于所含原油种类经常变化的污水。
(4)红外分光光度法 矿物油的甲基、次甲基在波长3.14μm处有明显的吸收,在一定浓度范围内吸收值与含油量成正比。测定时使用四氯化碳作萃取剂,正十六烷和异辛烷等的混合物作标准油。该法可以测定轻质组分,操作简单,不必制作油田原油标准曲线,测量范围大,为0.1～100mg/L。该法几乎在世界各国都得到承认,常被推荐为标准方法[2]。3.3 建议
30±2d后取出,根据试片质量损失计算平均腐蚀
率。现场绝大部分取样点无法进行挂片检测,数据
大多来自室内静态测试,所得数据缺乏准确性和代表性。吐哈油田油田化学室设计制造了一种高压注水井井口腐蚀率测定器,基本结构为堵头上连接一钢管,钢管前再加具有一定强度和绝缘性能的材料作为试片支架,安装在井口时使钢片面积最大的两面与水流方向同向。该装置具有操作简单、检测结果准确的特点,适合在注水压力高于25MPa的注水井上使用。
参考文献:
[1]王永,郑海英.关于水中油含量及分散状态测定法[J].注水及
水处理,1996,(1):81.[2]左焕眉.[J].注水及水处理,
1993,(1)为了使测试结果有较强的可比性,建议采用红外分光光度法测定含油量。
4 平均腐蚀率
将试片悬挂在注水体系内,在正常生产条件下
TheDeterminationEAppraisalT2HamiOilFields
CHENGHai2Jun,NIUYing,2Jun2ang
(Engineeringand2ieldBranch,PetroChina,Shanshan,Xinjiang838202,PRofChina)
Abstract:Theerrorsindetermining4characteristicsofinjectionwaterqualityaccordingtothetradeStandardSY/T523921994inTurpan2Hamioilfieldsandsomeimprovementsarepresented.Sometimesnosuspendedsolidsaredetectedandthisoriginatesfromfairlylittlesuspendedsolidscontentinwatersamplesclosetoweighingerrorandfromdissolveoutofthefiltermembraneused;thesuggestionsare:toenlargethevolumeofwatersamplestakenifpossible;toselectmembranesoflowdissolveoutlossortouseinertmembranes;toinsert2layersofmembranestocancelouttheerrorowingtodissolveoutloss.Themedianvalueofparticlesizedoesnotexpressthewaterqualityproperlyandrelatedcharacteristicsmustbeestabilishedonthebasisofphysicalandgeologicaldataofthereservoirtobewaterflooded,asanexampleitisstatedthatthenumberofparticlesofdiameter>2μmshouldnotexceed2.0×104per1mLoffreshwaterforfloodinglowpermeablereservoirsinTurpan2Hami.NooilisdetectedinthewaterwhichcontainsoilysubstancesnotablyandthisisorginatedfromthesolventanddetectingmethodusedanditissuggestedthatCCl4beusedassolvent/extractant,amixtureofcetane,isooctane,andothers—asstandardoilandtheextractedoilinsolutionbedetectedat3.14μmofinfra2redregion.Toovercomethedifficultyconnectedwithdeterminingcorrosionrateatsitesacorrosionratemeasuringdeviceinstalledonwellheadofinjectionwellsisrecommended.
Keywords: injectionwater;methodsofwaterqualityappraisal;suspendedsolidscontent;medianparticlesize;oilcontent;
corrosionratemeasuringdevice;Turpan2Hamioilfields
(上接第246页。continuedfromp.246)
Abstract:ThequalityofpurifiedrecycledproducedwaterisappraisedaccordingtothetradeStandardSY/T532921994inShenglianditisfoundthatthedeterminationsofsomewaterqualitycharacteristicsareerrorousinsomecasesordonotrepresenttherealwaterquality,especiallyafterfinefiltration.Theerrorsindeterminationsofsuspendedsolidscontentinthewatersamplesoriginatefromunstablewaterqualityandaccuratevaluescanbeobtainedaftertakingfollowingmeasures:samplingunderoxygenfreeconditions,maintainingwatersampleshermeticandaddingaproperwaterqualitystabilizer.Todetermineoilcontentinthewatersamplesgasolinecanbeusedasextractantonlywhenoilcontentinthewatersamplesis>10mg/L;theinjectionwaterafterfinefiltrationcontainsmuchlessoilysubstancesandinthiscasepetroleumetherisrecommendedasextractantandoilcontentinwatersamplesistobedeterminedfromultraviolentabsorbanceoftheextractat225nm.Thecharacteristicmedianparticlesized50representswaterqualitywithgreatlimiatationsanditissuggestedtodetermine2additionalcharacteristics:totalparticlenumberandnumberdistributionofparticlesizeandtoassessthewaterqualityaccordingtothephysicalparametersofthereservoirtobewaterflooded.Keywords: oilfieldproducedwater;injectionwater;methodsofwaterqualityappraisal;suspendedsolidscontent;median
particlesize;oilcontent;Shenglioilfields