海上某油田海水系统除氧剂的筛选与应用

禹 盟，王永军，胡昭朝，戴俊峰，袁宏强，赵 珊

(中海油能源发展股份有限公司工程技术分公司，天津 300452)

海上某油田生产开发初期，采用了生产水与海水混注的方式补充地层能量。海水是由海平面以下一定深度提取，海水中含有丰富的溶解氧，细菌，藻类、海生物及悬浮固体颗粒等，这些有害物质的存在给注水工艺流程、注水井、甚至地层，造成结垢、腐蚀、堵塞等伤害，为此，必须对海水进行过滤及除氧[1]处理。海上油田初期采用了真空脱气的方式，在实际运行过程中发现依靠真空除氧可将海水中含氧量降到0.5 mg/L左右，但仍高于油田注水标准，为使海水中的含氧量达到小于0.01 mg/L，还必须进一步采取化学除氧[2-4]方法。文章采用溶解氧测试仪器考察了不同类型的除氧剂的除氧效果，筛选出性价比最高的产品，并在现场得到了成功应用。

1 评价实验

1.1 实验方法

实验采用哈希Polymetron9582溶解氧测定仪对水中溶解氧含量进行定时检测，从而建立时间同溶解氧之间的关系曲线，确定最佳药剂。

在油田现场采用凯麦快速测试管跟踪现场海水含氧量，判定药剂效果。

1.2 实验器材及药剂

水浴锅、广口瓶、无菌注射器、溶解氧测定仪、温度计、海水、不同类型除氧剂YHTYW-04，YHTYW-008，YHTYW-009，YHTYW-010，YHTYW-011，YHTYW-012，YHTYW-013，YHTYW-014等8个样品。

1.3 实验过程

(1)空白水样含氧量：6.8 mg/L(平均值)；

(2) 实验温度：30℃；

(3)实验操作过程：用量筒量取200 mL海水水样到广口瓶中，将广口瓶置于30℃水浴中，使用温度计测量广口瓶中水温，将溶解氧测定仪预先插入除氧备用。待温度到达30℃时且溶解氧仪读数稳定后，在广口瓶中注入规定药剂，迅速密封瓶口，测取水中溶解氧含量。

2 实验数据分析

2.1 除氧剂室内评选

首先开展除氧剂初步评选，药剂加注浓度为50 mg/L，实验时间210 s，除氧剂评选结果详见表1。

表1 除氧剂评选表

从评价结果来看，加注浓度为50 mg/L时，YHTYW-04、YHTYW-009、YHTYW-010、YHTYW-013、YHTYW-014除氧效果较好。下一步降低药剂加注浓度至30 mg/L，对以上5种药剂进行细化评价，评选结果详见表2。

表2 除氧剂评选表

从评价结果来看，加注浓度为30 mg/L时，YHTYW-04、YHTYW-010、YHTYW-014除氧效果较好，YHTYW-009、YHTYW-014次之。再次针对除氧效果良好的三种药剂开展浓度梯度实验，药剂加注浓度为35 mg/L，25 mg/L，20 mg/L，实验时间210 s，除氧剂评选结果详见表3。

表3 除氧剂浓度梯度实验

从评价结果来看，加注浓度相同时，YHTYW-04、YHTYW-010、YHTYW-014除氧效果较好。加注浓度为25 mg/L的YHTYW-04与加注浓度为35 mg/LYHTYW-010、YHTYW-014效果一致。综合三种产品的性价比，决定开展YHTYW-04的现场试验。

2.2 除氧剂现场试验

2018年7月17日至8月19日，开展了除氧剂现场试验，考察了不同浓度下除氧剂的除氧效果，数据结果见图1。

图1 不同浓度下除氧剂的除氧效果

试验结果表明，除氧剂YHTYW-04加注浓度在16 mg/L时，海水中氧气含量为0 μg/L，加注浓度为13 mg/L，海水中氧气含量为40 μg/L，加注浓度为12 mg/L，海水中氧气含量为180 μg/L。因此除氧剂YHTYW-04最低加注浓度为16 mg/L。

2.3 除氧剂稳定性试验

受限于海上运输的不及时性，除氧剂要求在海上长时间存储并保持稳定[5]。因此考察了不同存储时间下除氧剂的除氧效果。药剂存储时间为1天，3天，5天，7天，10天，14天，21天，药剂加注浓度为20 mg/L，试验结果见图2。

图2 不同存储时间下除氧剂效果

试验结果表明，存储10天内，加注浓度在16 mg/L时，除氧剂效果仍满足效果，存储14天后药剂效果下降明显。根据海上产品7天的运输周期，14天的稳定期可满足现场需求，因此该药剂适合海上应用。

3 结论

(1)室内评价实验表明，加注浓度为25 mg/L的YHTYW-04与加注浓度为35 mg/LYHTYW-010、YHTYW-014效果一致，其中YHTYW-04性价比最高。

(2)现场试验结果表明，除氧剂YHTYW-04效果良好，加注浓度为16 mg/L时可将海水含氧量降低至0 μg/L。

(3)除氧剂稳定性试验表明，除氧剂存储10天内效果稳定，存储14天后药剂效果下降明显，根据海上的运输条件，14天的稳定期满足现场实际工况。