Ｈ 气浮技木应用于 油田注水井洗井的研究探索 ◇文／赵艳涛 【摘要】 注水井洗井是油田注水工作的一个重要环节。但现行的油田注水井洗井方式存在着各种问题．难 以满足油田生产和环保的需求。本文根据气浮技术所具特点，开展气浮技术应用于注水井洗井的试验。为有 效的解决油田注水井洗井工作中存在的问题，改进洗井质量，提高油田注水水质，提出了新的工艺手段。 一 中国高新技术企生 【关键词】气浮１．引言 注水井洗井应用 理装置，就地将洗井水处理到注水水质标准，然后就地回注到注水 循环洗井主要具有以下优点：没有罐车频繁往返于作业点与污水站 油田注水井运行一段时间后，回注水中的悬浮物、油类、聚合 井实现循环洗井，只需定期将少量回收的原油和渣泥送回联合站。 物、细菌及其产物等会在注水井的近井地带及井眼附近造成堵塞． 使近井地带渗透率降低，注水压力升高，注水量下降，甚至造成油层 之间，节约大量的运输费用；洗井液循环使用，洗井时间根据实际情 污染。为了保证地层吸水性、提高注水效果、减少油层污染，必须对 况而定，洗井更为彻底；车载式设备，机动灵活，无需罐车车队配合， 注水井定期进行洗井作业．但现行的洗井方式存在着洗井不彻底、 易于调度；可实现指定注水区块的注水井的连续洗井作业。 设备复杂、维护量大等问题．难以满足油田生产和环保的需求。本文 根据气浮技术具有特点，开展气浮技术应用于注水井洗井的研究探索。 ２．现行的洗井方式及存在问题 从上世纪８０年代，我国就开始进行车载式洗井水处理装置的研 制，国内至少有９种以上的专利申请，也有不少进行过试验的装置。 但这些车载式洗井水处理装置存在两个弊端．一是工艺和设备过于 常见注水井洗井方式有：就地直接外排、就地处理合格（满足 简单，不能对洗井水进行有效处理；二是工艺过于复杂，流程长，设 外排水质指标）后外排、就地处理合格（满足注水水质指标）后进行 备多，运行和维护不便。上述处理装置普遍高估和依赖过滤器的处 循环洗井、铺设管网集输至污水站处理、罐车拉运至污水站处理、通 过油系统管网集输至联合站处理。 理能力，但过滤器本身存在着两个大的局限性，一是过滤设备需要 定期反冲洗．反洗的频率受制于洗井水的水质条件．反冲洗产生大 根据环境保护的要求，洗井水不能直接外排。就地处理的方式 量的污水需要排出装置．因此反冲洗的频率和效果可能会使装置无 有移动式和固定式两种，因为注水井很分散，对于单口注水井来说， 法正常运行。二是由于装置间歇运行。滤料上易于滋生细菌．往往造 洗井作业是一个ｆ临时的过程，就地配套固定式水处理设施或者布设 成过滤设备无法正常运行。因此虽然各大油田均尝试过多种车载式 管网，集输洗井水至污水站都是不经济的。由于目前移动式洗井水 洗井水处理装置，但最终都没有找到较理想的装置。 处理设备不能完全满足洗井的需要．因此大庆油田多采用罐车和简 水站或者通过油系统管网输送到联合站。 ２．１罐车洗井 罐车洗井是将注水井套管及来水阀门关闭，井口与罐车用水龙 带连接．利用地层压力将近井地带的污染物从吐至罐车内，拉 根据洗井作业的工况、以往洗井装置的实践经验，我们认为采用 理装置发展的方向。 ３．气浮技术应用于注水井洗井试验 易洗井车（ＱＦＸＪ一１型洗井除砂进站装置）洗井，将洗井水拉运到污 集成了高效混凝技术和高效固液分离技术的气浮设备是洗井水处 针对现有设备除油效果较差．过滤系统容易污染，设备成本高等 问题，开展了多级气浮设备串联运行处理洗井水的研究。该技术除 运至污水站进行处理。罐车洗井存在以下主要缺点：受流量，洗 油效率高，处理效果好，设备清理容易，维护量小，设备自身重量较 井难以达到最佳效果；洗井成本较高，每井每次费用为３０００元左 轻．具备做为车载式洗井水处理装置的潜力。 右：受距离污水站远近、天气和路况的，罐车台数及往返次数较 ８小时左右。 ２．２简易洗井车洗井 试验所用气浮设备采用了高压溶气工艺．主要包括混凝反应器、 洗井水进行了一系列气浮试验。 ３．１洗井水水质分析 多：连接水龙带破损情况严重；洗井的时间较长，一般洗一井次需要 溶气系统、气浮箱体、刮渣机、刮泥机和自控系统。２００７年，对注水井 简易洗井车（ＯＦ）（Ｊ一１型洗井除砂进站装置）是车载两级旋流 在洗井过程中．洗井水水质是不断变化的，刚开始吐水时，洗井 过滤设备，该装置进口与注水井连接，出口通过高压软管与油井或 水较清澈，随着井底污染物不断上返，水质逐渐变差，含油量、悬浮 计量间连接，洗井水通过两级旋流进行离心分离，泥砂由底流ＶＩ排 物含量逐渐增加．达到高峰后，水质逐渐好转。 出进入储砂器．油水则汇集到旋流器中心，通过软管就近注入附近 的油井管线中。简易洗井车洗井存在以下主要缺点：受气候环境限 制，有效工作时间只有６个月；操作劳动强度大，特别是距离油井较 ３．２气浮药剂筛选 首先进行气浮药剂筛选。最终确定优选后的药剂效果较理想。 一级处理悬浮物和油的含量明显降低。其中含油量从４３３ｍｇ／Ｌ 远的注水井。需要人工收放、拆卸水龙带２０—３０根；洗井水进入油井 降到７．４ｍｇ／Ｌ，一级处理效果明显，但悬浮物在３５ｍｇ／Ｌ左右，水样不 管线．影响转油站的产液量、含水化验资料的准确性；含有大量杂质 清澈； 的洗井水进入集输系统后，再次污染转油站、脱水站、污水站，给各 环节的水质控制带来难度。 ２．３移动式洗井水处理装置洗井 二级处理悬浮物含量下降至１０．８ｍｇ／Ｌ，含油量降到４．３ｍｇ／Ｌ，水 质较好，水样清澈。 针对试验洗井水可以得到如下认识： 一目前洗井问题最为理想的对策是发展高效的移动式洗井水处 是试验筛选的药剂对洗井水的处理效果明显；二是洗井水一 一１１３— 一中国高．Ｉ｝技术企业 ６ｍｇ／Ｌ降到了１０．４ｍｇ／Ｌ，出水水质达到了中高渗透层注水水质 级处理的絮凝体有利于气浮分离处理；三是一级处理的悬浮物含量 ３６５．在３５ｍｇ／Ｌ．如果采用过滤设备进行处理，滤料对悬浮物的截留会很 标准（含油量≤２０ｍｇ／Ｌ，悬浮物含量≤１０ｍｇ／Ｌ）。 快达到饱和。二次处理宜采用气浮，利用微气泡辅助悬浮物上浮并 分离。 ３．３现场洗井水气浮处理试验 ４．结论 ４．１集成了高效混凝技术和高效固液分离技术的两级气浮设备 处理洗井水是可行的从试验结果来看，二级气浮出水已经与两级过 试验采取两级气浮串联运行，一级气浮为橇装式气浮装置，设 滤的效果类似，通过调整运行参数，完全可以替代常规过滤工艺。计处理能力２５ｍ３／ｈ；二级气浮为集装箱式的成套装置，设计处理能 力５ｍ ／ｈ．可以实现运行，全自动控制。 ４．２攻关内容 开展洗井车相关设计时，使用电力替代车载动力，是减轻车辆重 对现场试验数据分析可知，二级处理后悬浮物和油的含量明显 量、降低设备价格及运行成本的攻关方向。降低．其中含油量从３２９８．７７ｍｇ／Ｌ降到了０．１４ｍｇ／Ｌ，悬浮物从 （上接１１０页） 管段和加外套加强。 （３）对穿、跨越河流管段，按设计规范进行了改造。 （作者单位系大庆油田第二采油厂第一作业区） －＋－＋一＋・＋－＋－＋－＋－＋－＋－＋－＋－＋一＋一－－＋一－—＋＿ ２０００年１Ｏ月２８—３Ｏ日，我们参照ＡＰＩ ｔｉｐ ｌ１１９《液体石道 压力试验》标准，仅用４８小时就用原油完成了４．２ＭＰａ压力等级的 管道强度试压和３．０Ｍｐａ的严密性试压．然后用天然气加封隔器对原 （４）对经过人口较为密集的三、四类地区的Ｍ和Ｍ 中度腐蚀 油进行了置换。为了保证安全，在天然气投运后，又用天然气对全线 点及Ｌ和Ｌ 轻度腐蚀点，因管道距三、四类地区的安全距离不够进 进行了３．０ＭＰａ压力等级的严密性试压。避免了用压缩空气试压工 行了改线。 （５）更换了泵站内及围墙外的２００ｍ范围内管段，以保证生产 设施的安全。 期长、费用高、不安全、可靠性差等弊端。 ８、运行现状 呼一克输气管道自２０００年１１月１６日投产以来．运行工况良 Ｎｍ ，起点压力在２．５—２．９Ｍｐａ，终点压力 （６）其它。对该管道沿线的ＰＩＴ麻坑点进行了除锈和重新防 好。目前日输量达１１２Ｘ１０４腐．对ＰＴＣＨ大补丁点进行了更换和补强；对ＳＣＯＲ异常点进行了超 在１．６—１．９Ｍｐａ。实践证明，克乌复线输油改输气是正确的决策，成 声波探伤和处理。 ７、试压及投产 ・功的尝试。 （作者单位系三叶管道技术有限责任公司） －＋・・＋－＋－＋－＋一＋一＋－＋－＋一＋一＋一＋－＋・・＋＊＋－＋一＋－＋－＋－＋－＋＊＋－＋－＋－＋－＋一＋一＋－＋一＋－＋－＋－＋－＋－＋－＋－＋－＋－＋－＋－＋・ ＋一＋－＋－＋”＋”＋一＋－＋（上接ｌ１１页） 点布置传感器。以其平均值作为测量值参与运算。 ４结束语 行。因此该方法对于锅炉的吹灰过程的优化管理具有指导意义。我 温度保持在２５０度左右，检修时发现受热面积灰较少．锅炉蒸发量 由于锅炉烟道尺寸较大．对于烟气参数的测量应采用网格法多 厂锅炉自２００３年正式投用后，锅炉省煤器烟气出口温度稳定．排烟 稳定．有效地提高了锅炉的热效率。 省煤器的积灰在线监测模型中，需要实时测量的参数均为常规 参考文献 的热工参数，通过选配适当的传感器和变送器很容易实现在线测 【１］《试井手册》编写组，试井手册。北京：石油工业出版社，１９９１：量 利用计算机强大的数据采集和数据处理及数据传输功能，配合 ２６１—３２５。 提出的监测模型能够完成对省煤器的积灰状况的实时监测，若加入 【２１胜利油田地质科学研究院，组装式石英谐振传感器（Ｐ）。中国专 状态判断及输出驱动功能，系统可实现省煤器吹灰过程的优化运 利，９６２４８２１１．９９８—０７—３０。・＋＊－４－－－＋＊＋－＋一＋一＋一＋一＋－＋－－＋－－＋－＋”＋一＋－＋一＋一＋－＋＊＋－＋一＋一＋一十－＋ ＋－ （上接ｌ１２页） 步确定了不加热集油的技术界限，即含水８０％以上、产液量３０ｔ／ｄ以 上的油井，可以实现常年不加热集油。而对于产量和含水偏低的油 关方向是： （１）探索节能新途径 利用特高含水期采出液的特性，继续加大不加热集油技术的研 究力度，科学确定技术界限，不断扩大 井还需继续开展低温集输试验，优化掺水参数和流程。 另一方面可以减缓新建油井对转油站掺水供热系统的压力，因此， 通过对老油田实施低能耗集油技术，一方面可以节省油田气， 低温集油实施规模．努力实现节气效益最大化。（２）三次采油配套技术研究开展三元复合驱等三次采油技术的采 有较高的经济效益。初步计算结果表明，对采油一厂～十厂基本具备 出液集输处理技术研究。做好技术储备．尤其还需要在如下两方面 条件的２５０００多口油井实施低能耗集油技术，年节气量将达到１× 做更深入的研究：一是需要加强机理研究，促进破乳剂攻关．解决采 １０８ｍ 以上。 出液乳化程度高的技术难题。二是要结合采出液的特点．从采出液 （２）三元复合驱等三次采油的发展和扩大．对地面技术提出了新 处理工艺和设备上进行研究攻关，尤其是游离水脱除技术、电脱水 课题．三次采油的聚合物配注及采出液处理工艺技术问题已基本得 供电技术、电脱水极板结构形式及大罐沉降脱水技术的研究．从而 到解决，处于国际先进水平。但工艺流程复杂、工程量大、造价高以 研究出更适合三元复合驱采出液处理的工艺和设备。 及三元复合驱等新工艺带来的技术问题急需解决。 （３）产能建设开发效益日益变差．降投资降成本更加迫切，也更 规划设计，简化现有工艺模式，进一步降低地面建设投资和生产运 行费用，是我们面ｆ临的新课题。 ４下步攻关方向 （３）简化集输工艺 针对新建产能井投资效果变差的实际问题，研究利用已建设施 加困难。如何利用已建设施能力，开展地面工艺技术方案研究，优化 的潜力，研发简化的集输工艺模式，以达到降投资、降成本的目的。 （４）油水高效处理技术 为改善油水处理效果，提高处理效率．解决目前集输处理系统中 容器体积庞大、数量过多、效率偏低的问题，研究高效的游离水脱 针对制约油田持续高效发展的关键问题，根据油田生产实际情 除、电脱水及化学脱水技术。 况．从引进国内先进技术和内部科研攻关两方面同时人手，认清形 势，明确方向，加大科技投入，提高油田关键技术水平。下步主要攻 （作者单位系大庆油田有限责任公司第二采油厂第一作业区） 一１１４一
