聯(lián)合站注水工藝技術(shù)分析與探討

肖金龍

【摘 要】聯(lián)合站采出水處理回注，一方面可以減小油田生產(chǎn)對(duì)生態(tài)環(huán)境的破壞，另一方面可以充分利用油田污水的可再利用資源，減少對(duì)普通油井回注水的需求，可以節(jié)約生產(chǎn)成本和降低資源消耗；對(duì)于大型注水系統(tǒng)，理論上可以引入“分解”和“協(xié)調(diào)”兩個(gè)優(yōu)化原則，有利于油田聯(lián)合站注水系統(tǒng)結(jié)構(gòu)優(yōu)化，在一定程度上能夠指導(dǎo)更加合理的進(jìn)行開(kāi)采，同時(shí)也能減少能源的消耗。

【關(guān)鍵詞】注水開(kāi)發(fā)；結(jié)構(gòu)優(yōu)化；工藝流程

引言

油田注水開(kāi)發(fā)是我國(guó)陸上油田開(kāi)發(fā)的主要方式，但由于注水系統(tǒng)能耗大，仍需控制和改進(jìn)油田注水系統(tǒng)設(shè)計(jì)。目前，大多數(shù)油田已進(jìn)入石油開(kāi)采的中后期，采出液中含水量達(dá)70-80%，有的油田甚至高達(dá) 90%，而且隨著開(kāi)采時(shí)間的增加，含水量不斷的增加，因此，油田產(chǎn)生的廢水量很大。如果這樣大量的采出水直接排放，將會(huì)造成非常嚴(yán)重的環(huán)境污染問(wèn)題，同時(shí)浪費(fèi)寶貴的水資源。如果你處理含油廢水，重新回注地層，以補(bǔ)充地層的壓力，不僅可以避免環(huán)境污染，而且節(jié)約大量的水資源。石油廢水的處理和回注是實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展、提高經(jīng)濟(jì)效益和節(jié)約成本的重要途徑。

1 聯(lián)合站水處理及注水工藝

由于油田污水種類繁多、地層差異大、鉆井工藝不同等原因，油田污水處理站的水質(zhì)不僅變化很大，而且變化很大，給油田污水處理帶來(lái)了困難。通過(guò)生產(chǎn)廢水的處理，進(jìn)一步油水分離，沉淀分離水中懸浮物，將生產(chǎn)污水處理成酸堿度適宜，所含鹽分較少的工業(yè)凈化水，這樣的工業(yè)凈化水可以回注油井。這樣一方面可以減小油田生產(chǎn)對(duì)生態(tài)環(huán)境的破壞，另一方面可以充分利用油田污水的可再利用資源，減少對(duì)普通油井回注水的需求，可以節(jié)約生產(chǎn)成本和降低資源消耗。油田采出水經(jīng)過(guò)處理回用于油田注水，較一般淡水有以下優(yōu)點(diǎn)：

1、油田采出水含有表面活性物質(zhì)表，面活性劑和溫度越高，洗油能力越強(qiáng)。隨著水鹽度的增加，驅(qū)油效率提高。表面活性劑產(chǎn)生的水，尤其是底層附近產(chǎn)生一定礦化度的水，具有較高的驅(qū)油效率。

2、水質(zhì)穩(wěn)定，與油層想混不產(chǎn)生沉淀。而注入水水質(zhì)是指溶解在水中的礦物鹽、有機(jī)質(zhì)和氣體的總含量，以及水中懸浮物含量及其粒度分布。一般注入水應(yīng)滿足以下要求：

（1）水質(zhì)穩(wěn)定，與油層水相混不產(chǎn)生沉淀；

（2）水注入油層后不使粘土礦物產(chǎn)生水化膨脹或懸濁；

（3）水中不得攜帶大量懸浮物，以防止堵塞注入井的滲流端面和滲流通道；

（4）對(duì)注水設(shè)施腐蝕性小；

（5）當(dāng)采用兩種水源進(jìn)行混合注水時(shí)，應(yīng)首先進(jìn)行室內(nèi)實(shí)驗(yàn)，證實(shí)兩種水的配伍性好，對(duì)油層無(wú)傷害才可注入。

由上可知，采出水如果要作為注入水回注就必須進(jìn)行處理，達(dá)到注入水的標(biāo)準(zhǔn)。在處理回注水工藝流程中，通常采用“預(yù)處理+深度處理”方式處理。進(jìn)入深度處理設(shè)備前的一系列處理方法稱為預(yù)處理，通常包括一次處理和二次處理。常用的一次處理是重力分離、浮選和離心分離，主要去除油泥和油濕固體；二次處理包括過(guò)濾、粗粒化、化學(xué)處理等，主要包括破乳和分散除油。深層處理包括超濾、活性炭吸附、生化處理等，主要是去除溶解油。

聯(lián)合站采出水處理回注工藝流程：三相分離器/溢流沉降罐污水→集水罐→提升泵→（↓殺菌劑）自然沉降灌→（↓絮凝劑、助凝劑）旋流反應(yīng)器→混凝沉降罐→緩沖罐→全自動(dòng)含油污水處理裝置→凈化水罐（↓緩蝕劑、阻垢劑）→回注聯(lián)合站采出水處理工藝中的深度處理階段采用的是全自動(dòng)含油污水處理裝置，該裝置主要設(shè)備由油水分離器、PEU 改性精細(xì)過(guò)濾器、反沖洗輔助設(shè)備、執(zhí)行系統(tǒng)及控制系統(tǒng)等組成。

2 油田聯(lián)合站注水體系的構(gòu)造及優(yōu)化

2.1注水體系的組成

油田注水系統(tǒng)是一個(gè)范圍復(fù)雜、布局復(fù)雜的非線性系統(tǒng)。事實(shí)上，注水系統(tǒng)是一個(gè)比較大的液壓網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。在注水系統(tǒng)中，注水站可以稱為“源”，而注水井或配水室可以稱為“井”。

2.2 優(yōu)化問(wèn)題

聯(lián)合站注水系統(tǒng)優(yōu)化是指選擇某一指標(biāo)函數(shù)，該指標(biāo)函數(shù)表示在一定條件下生產(chǎn)過(guò)程質(zhì)量的優(yōu)化，然后確定一個(gè)或一組過(guò)程的最優(yōu)值，使該指標(biāo)函數(shù)達(dá)到最大值。最小值。在油田注水過(guò)程中，必須把握兩個(gè)優(yōu)化點(diǎn)。這兩個(gè)地方分別是為了使注水量分配偏差最小，注水能耗最小。這兩個(gè)問(wèn)題雖然是相關(guān)的，但二者側(cè)重點(diǎn)不同，一是側(cè)重于減小誤差，從而保證注水的準(zhǔn)確實(shí)施，從而提高采油速度和效率；二是側(cè)重于節(jié)能，而不是過(guò)多，避免誤差太大。

污水處理過(guò)程中有一組工藝流程，包括一組主工藝和一組備用工藝，可以在系統(tǒng)正常運(yùn)行的情況下，實(shí)現(xiàn)對(duì)另一工藝關(guān)鍵罐的清洗。護(hù)理工作不僅提高了系統(tǒng)的應(yīng)急可操作性，而且保證了系統(tǒng)的安全性和可操作性。污水在預(yù)反應(yīng)器中經(jīng)過(guò)預(yù)混合反應(yīng)后輸送到分離器。通過(guò)分離作用，污水與試劑充分接觸，絮凝物沉淀到分離器底部。處理后的水經(jīng)分離器上出水口輸送至凈水罐，在通過(guò)喂水泵加壓送至注水泵用于地層恒壓注水。

注水壓力是注水系統(tǒng)的重要參數(shù)之一，目前，注水站依靠人工調(diào)節(jié)來(lái)控制注水體積和注水壓力，受人為因素的制約。不能保證注水實(shí)際的運(yùn)行參數(shù)與注水的動(dòng)態(tài)變化相匹配，難以實(shí)現(xiàn)注水機(jī)泵的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。測(cè)控系統(tǒng)在注水過(guò)程中需要根據(jù)工作站的壓力設(shè)定值實(shí)現(xiàn)定壓注水。

3 總結(jié)

油田的注水開(kāi)發(fā)，是我國(guó)在陸上進(jìn)行油田開(kāi)發(fā)的一種重要方式，但是由于注水系統(tǒng)的耗能比較大。研制設(shè)計(jì)一套能夠?qū)崟r(shí)反映生產(chǎn)運(yùn)行情況、能夠根據(jù)生產(chǎn)工藝要求實(shí)現(xiàn)對(duì)污水處理過(guò)程的自動(dòng)控制、能夠?qū)崿F(xiàn)根據(jù)生產(chǎn)工藝判斷生產(chǎn)故障的自診斷功能于一體的智能化污水處理及注水控制系統(tǒng)，不但是保護(hù)生態(tài)環(huán)境的需要，降低油田生產(chǎn)成本的需要，同時(shí)也保證油田生產(chǎn)需要的高質(zhì)量和高效率。通過(guò)對(duì)油田聯(lián)合站注水系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及優(yōu)化設(shè)計(jì)的介紹，可以在一定程度上指導(dǎo)更合理的開(kāi)采，同時(shí)降低能源消耗。相信隨著技術(shù)的不斷進(jìn)步，我國(guó)石油工業(yè)能夠?qū)崿F(xiàn)更加科學(xué)、全面、健康的發(fā)展。

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（作者單位：中國(guó)石油長(zhǎng)慶油田分公司第十一采油廠）