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胜利油田用微生物绿色技术处理油田采出水
中国化工报 任厚毅 / 时间:2022-09-26 13:40:24

中国化工报9月23日讯:近年来,中国石化胜利油田将绿色低碳理念融入科技研发、生产经营全过程,让油田采出水变废为宝。他们精细化处理采出水,省去大量后续处理成本;利用采出水配制聚合物溶液,广泛用于化学驱项目,用于蒸汽驱锅炉注汽。据初步统计,这些举措年创效益上亿元。

微生物生化处理采出水

随着油田进入开发中后期,采出水处理量和富余采出水回注量也逐年增加。油田采出水含盐量较大,乳化严重,成分复杂,不仅有难处理的重金属,还有原油,处理要花费高昂的费用,还浪费资源。如何有效处理和充分利用这些采出水,关乎绿色环保,又关乎油田本身的高效开发。

为此,油田把目光瞄准了微生物采油技术。这种采油技术利用地层中微生物本身的代谢活动达到提高采收率的目的。微生物处理采出水不仅具备相应化学剂的性质和功能,同时还具有耐温和耐盐的优势,最重要的是没有副作用,且生产过程耗能低、原料可再生、使用后可生物降解,在地面不污染环境,在地下不破坏油藏。

2020年,胜利石油工程技术研究院微生物中心科研人员建立了达到工业化标准的生化精细水处理工艺流程,筛选的高效菌降解速率是目前最高速率的1.5倍,并且在国内首次将生化工艺中的流动床生物膜法(MBBR)工艺与管式中空纤维超滤结合应用于工业水处理。截至目前,该项目稳定运行一年半,总产水量10万立方米,出水水质达到回注水A1标准。

该油田相关负责人介绍,胜利油田利用微生物生化处理采出水后,实现了采出水资源化利用,处理工艺符合环保理念,又有良好经济效益,应用前景广阔。

提高聚合物溶液黏度

2021年9月4日,微生物中心的一批生物制剂被送到孤岛采油厂孤四注水站,用于采出水配制聚合物溶液。之后不久,该区块的聚合物溶液黏度由30毫帕秒上升到50毫帕秒。可别小看这提高的20毫帕秒,它足足耗费了科研人员6年时间,当然,其产生的效益也是难以估量的。

聚合物驱油能大幅提高采收率,为老油田持续稳产作贡献。这种方法主要靠增加驱替液的黏度,降低驱替液和被驱替液的流度比,从而扩大波及体积,提高采收率。聚合物驱油在胜利油田应用已有30多年,效果却逐渐下降。问题出在哪里?科研人员最终发现,在采出水配置的溶液中存在着一种硫酸盐还原菌,使聚合物溶液的黏度下降。历经多年的立项攻关,科研人员研发出“胜利化学驱聚合物溶液保黏关键技术”,其中又以“微生物脱硫抑硫提高化学驱聚合物溶液黏度技术”最为关键。

“简单地说,这是一种利用有益微生物来提高聚合物溶液黏度的方法。” 胜利油田油藏工程首席专家兼油气开发管理中心主任束青林说,科研人员通过实验研究找到了一系列对化学驱溶液配制过程有除硫抑硫功能的“益生菌”,可以针对不同区块采出水特性进行优选复配,使其发挥最大功效。将“益生菌”制成微生物制剂添加到聚合物溶液中后,能够完全适应化学驱开发的苛刻油藏条件,不仅能去除硫酸盐还原菌代谢产生的有害产物,还能够占领它们的“营地”,挤压它们的生存空间,有效降低它们的活性,使聚合物溶液黏度下降得到显著遏制。

如今,这项关键技术被推广到胜利油田所有化学驱项目,为我国Ⅱ类、Ⅲ类油藏实施化学驱油提供了核心及升级换代技术。

注汽锅炉资源化利用

2022年5月14日,在胜利油田滨南采油厂管理六区单14注水站,微生物中心副研究员潘永强用杯子接了一杯经生化处理后的地下采出水,一饮而尽。“经我们生化处理后的水,无论是矿化度、硬度等方面指标,均远优于自来水,喝都没有问题,更不用说达到锅炉用水标准了。”潘永强说。

联合站采出水负荷高,而热采锅炉清水需求量大,如何综合解决这两个问题呢?2020年年初,微生物中心科研人员立项“油田采出水注汽锅炉资源化利用技术研究”课题。项目组开展了生化处理工艺规模化应用研究,包括生化处理系统的快速建立,高效菌种菌群的优化,提高生化效率、污水化学需氧量(COD)去除率,以及超滤膜的应用适应性研究、反渗透适应性研究等,取得突破性进展。

根据课题需要,2020年年底科研人员在现场开展了生化双膜试验。截至目前,试验流程已平稳运行一年多,处理后水的矿化度由19000毫克/升降低到110毫克/升,硬度由1450毫克/升降低到零,各项指标远远优于自来水,完全符合锅炉用水的标准,为下一步建成3000立方米/天的采出水注汽锅炉资源化利用工艺流程提供了数据支撑。

采出水要是沉积在油井周围,时间久了,大部分的轻质、易降解石油烃组分完全挥发,难降解的胶质和沥青质等组分会与泥、砂黏附在一起,形成老化油泥。科研人员发现,对于油泥,微生物技术也能修复。据了解,微生物中心土壤修复项目组已开展了一系列扎实的基础研究和应用研究工作,形成了针对落地油泥、罐底泥、改性污泥和油污土壤四大类油田产出液沉积物的处置技术体系,即将进入现场试验阶段。

原标题:“食”采出水 “吐”效益泉——胜利油田微生物绿色技术处理油田采出水纪实