油田措施井返排液處理技術應用分析

高 江，裴新學，姚首強

（中國石油長慶油田分公司第七采油廠，陜西西安 710299）

油田井下作業（壓裂等）已是油田穩產的主要措施。近年來環境問題也越來越引起人們的廣泛關注，措施作業時的返排液已成為當前油田水體污染源之一。目前，措施井返排液的處理方式有兩種：一是井口連接管線直接放噴，返排液進入井場排污池，這種方式會污染耕地，給油田生產帶來很大的環保壓力；二是在井場放置10 多具30 m3的儲水罐，由罐車拉運到集輸站點使其進入集輸流程處理，此種方法受罐車拉運量的限制，存在著道路安全隱患，還浪費資源。為此，開展了高壓注水井措施返排液回注技術研究，并進行了現場試驗[1-8]。

1 裝置組成簡介

由儲水罐、沉降罐、快開提籃式過濾器、柱塞泵以及各種連接閥、注水器、高壓軟管組成，并配套有壓力表、流量計等儀器儀表，見圖1。

圖1 措施井返排液處理設備組成圖

2 試驗裝置工作原理

污水從井場大罐，利用加長型泥漿泵抽吸，進入撬裝儲水罐，經過沉降、除雜、一級過濾之后，進入精細過濾器進行二次過濾，過濾后的清水經柱塞泵加壓后，通過水射泵“高壓帶低壓的原理”，清水與井場產液有效混合后通過集輸管線輸送至聯合站集中處理。

3 試驗裝置技術特點

體積小，質量輕，滿足車載的要求，機動性強；操作簡便，變頻控制，可根據工況調節流量、壓力；運轉平穩，噪聲小，使用維護方便；具有防爆照明裝置，可以滿足夜間連續工作的要求；具有沉降和過濾功能，采用雙級過濾，污水處理效果好，能有效滿足井場流程注水要求；有效的將措施井返排液和井場產液混合，且不會提高井組回壓，不影響井組產量；返排液就地回注，減少了拉運費用，避免水資源的浪費；回注裝置全部為撬裝化，方便井場之間的拉運。

4 試驗裝置設計

4.1 運轉設備流程的設計

返排液在井場進行多級的物理及化學混合工藝后，預中和酸堿度，降低其雜質（胍膠和高分子聚合物）含有量及黏度，使其達到井場流程能夠輸送的要求。

根據工藝流程設計方案，污水從井場大罐，利用加長型泥漿泵抽吸（泵入口加裝初級過濾網），進入撬裝儲水罐，經沉降、一次過濾后進入提籃式過濾器，再進入柱塞泵，經增壓后排出。

井場作業污水罐（預中和酸堿度）→供水泵→沉降罐（一次過濾）→過濾器（二次過濾）→柱塞泵→水射泵→井場流程。

4.2 沉降罐的設計

沉降罐為返排液的一次過濾裝置，沉降罐的進、排液口通過沉降板和過濾網分別處于罐的底部和中部。在罐的下部設計了一個沉降板，通過回流和沉降作用，使大部分泥砂沉降于錐形罐底。在罐的中部加裝了一道過濾網，進一步過濾體積較大的胍膠、高分子聚合物和大的泥砂顆粒。另外，在罐的底部設有清污口，可以定期對罐內部沉淀的雜質進行清理。返排液通過沉降罐的液體流向見圖2。

圖2 沉降罐示意圖

4.3 過濾器的設計

過濾器為措施井返排液的第二次過濾裝置，本次設計主要考慮了污水的處理量大，胍膠、泥砂要充分得到過濾，以滿足柱塞泵工作的要求，另外要求過濾器的清洗快捷方便，以滿足胍膠堵死時，在短時間內可以清洗過濾器。

本次設計的過濾器為快開提籃式，其工作原理是從沉降罐出來的返排液，通過進口進入過濾器內部，經過擋板，污水從下部到達濾芯底部，進入過濾器內部，污物雜質經過擋板和過濾網的隔離，沉降在過濾器的底部，污水經過濾網的過濾，進入過濾器外部的環形空間。根據井場污水作業的要求，可以變換過濾網目數（本次設計采用10 目），從濾芯出來的液體已經達到了柱塞泵外輸流程污水的要求。

5 現場試驗情況

現場工況：需要處理的措施井返排液450 m3。增壓站油氣混輸撬標準處理油氣能力為240 m3/d，實際處理原油為110 m3/d，最大配注能力為240-110=130 m3/d。采用符合井站要求的流量進行污水處理，試驗時通過柱塞泵變頻來改變流程管線注水量，工藝操作流程見圖3。

圖3 返排液回注工藝流程圖

試驗時，柱塞泵壓力控制在3.5～4.0 MPa，注水量控制在5.0～5.4 m3/h，井場原油管線的壓力由原來的0.8 MPa 上升到1.2 MPa，經過連續3 d 的時間，420 m3措施井返排液全部注輸完畢。通過現場試驗，該工藝可以滿足現場工況設計要求。

6 結論

應用該技術完全改變了傳統的措施井返排液處理工藝，即用高壓泵回注給注水井流程的難題；另一方面返排液回注原油流程管線，減少了污水拉運費用，降低了道路安全風險，同時，避免了環境污染，達到了措施井返排液處理及保護環境的目的。此外，該裝置為撬裝化，體積小、結構簡單、操作方便，便于井場之間的拉運，使用率高。此技術具有較好的應用前景。