油田污水处理、分注、测试工艺技术68

二○一二年六月油田污水处理、分注、测试工艺技术一、含油污水处理工艺技术二、分注工艺技术三、分层测试工艺技术一、含油污水处理工艺技术水是石油的天然伴生物。目前我国大部分油田采用注水开发方式，随着油田的不断开发，油井采出液不断增加，造成油田污水越来越多，给油田污水的排放和处理带来很大的困难。为有效利用采出污水，对污水进行处理回注是经济实用的办法，同时要确保油田的高效注采开发，对油田注入水水质有一定的要求，所以油田含油污水处理技术是发展我国石油生产的一项重要技术。一、含油污水处理工艺技术1、含油污水来源采出水生产过程污水：过滤器反洗水、排污回收水、洗井水、油水井作业废水等。其它系统来水油井联合站外输油污水处理注水系统脱水计量站注水井2、含油污水分类普通稀油污水低含水阶段高含水阶段含油高、乳化程度低，油珠粒径分布以大颗粒为主，油水分离快速。含油小于300mg/l、乳化程度高，油珠及悬浮物粒径分布以小颗粒为主，油水分离较慢。低浊度污水：含油小于100mg/l、乳化程度高，油珠及悬浮物粒径分布以小颗粒为主，油水分离较慢。一、含油污水处理工艺技术稠油污水含油高、乳化程度高、油水比重差小，含砂较多，胶质沥青质含量高、油水分离比稀油污水时间长难度大。含聚污水含聚合物、含油高、乳化程度高、乳化油水界面膜强度大，不容易破乳，污水粘度大，油水分离难度最大，需要消耗的药剂量大，聚合物污泥量大，含水率高，难以处理。污水矿化度高、PH值低于6，高含二氧化碳、硫化氢，SRB等，腐蚀速度大于0。076以上。腐蚀性污水2、含油污水分类一、含油污水处理工艺技术对油田注入水，除要求水量稳定、取水方便和经济合理外，还必须符合以下要求：3、处理后的污水水质基本要求一、含油污水处理工艺技术水质稳定与油层水相混不产生沉淀水注入地层后不使粘土产生水化膨胀或产生混浊不得携带大量悬浮物，以防注水井渗滤端面堵塞对注水设施腐蚀性小一、含油污水处理工艺技术SY/T5329-94《碎屑岩油藏注水水质推荐指标及分析方法》注入水水质标准一、含油污水处理工艺技术SY/T5329-94《碎屑岩油藏注水水质推荐指标及分析方法》注入水水质标准溶解氧(mg/L)硫化氢(mg/L)侵蚀二氧化碳(mg/L)总铁含量(mg/L)pH值＜0.57±0.5＜0.05＜2.0-1.0＜CO2＜1.0一、含油污水处理工艺技术污水处理技术常规污水处理方法除油：重力收油、气浮、旋流除悬浮物：混凝沉降、气浮、过滤除氧：密闭隔氧、除氧剂缓蚀：投加缓蚀剂杀菌：投加杀菌剂阻垢：投加阻垢剂······一、含油污水处理工艺技术污水处理技术常用工艺流程▓重力式处理流程▓压力式处理流程▓浮选式处理流程▓开式生化处理流程一、含油污水处理工艺技术污水处理技术重力式流程自然(或斜板)除油压力(或重力)过滤混凝沉降▓对原水含油量、水量变化波动适应性强▓自然除油回收污油品质良好▓投加药剂混凝沉降后水质净化效果良好▓压力滤罐数量较多、操作量大▓处理工艺自动化程度稍低▓适用于规模较大、对水质要求不高的油田污水处理一、含油污水处理工艺技术污水处理技术压力式流程旋流(或立式罐)除油压力过滤压力沉降聚结分离▓污水在站内停留时间较短，处理净化效率高▓对水质、水量波动的适应能力稍低▓系统流程机械化、自动化水平稍高▓可充分利用来水水压，减少系统二次提升一、含油污水处理工艺技术污水处理技术浮选式流程接收(溶气浮选)除油压滤或精滤射流或诱导浮选分离▓污水除油及净化处理效率高▓设备组装化、自动化程度高，现场预制工作量小▓回收油品质下降，处理难度大▓流程动力消耗大，维护工作量较大一、含油污水处理工艺技术污水处理技术开式生化流程隔油吸附过滤生化降解浮选沉降▓污水除油净化处理效率高▓工序较多，有时还需增加除盐、降温等工艺▓处理后的污水能够达到地表排放标准▓适用于采出量大但回注量小需要外排的油田一、含油污水处理工艺技术污水处理技术三段式污水处理流程压力过滤混凝沉降除油自然重力除油工艺斜板(管)除油工艺粗粒化(聚结)除油工艺气浮除油工艺旋流除油工艺水中胶体的性质混凝剂在水中的水解胶体与混凝剂相互作用深层过滤表面过滤粒状滤料核桃壳、石英砂、金刚砂、磁铁矿、陶瓷、无烟煤等纤维滤料纤维束、纤维球、纤维棒等滤芯网、布、纱线、烧结金属、陶瓷等滤网金属网或合成树脂网无机膜陶瓷膜、金属膜、玻璃有机膜聚合物类，包括亲水性和疏水性一、含油污水处理工艺技术污水处理技术自然除油罐结构图5--中心管柱4--集水管6--出水管3--配水管2--中心反应筒1--进水管7--溢流管8--集油槽9--出油管10--排污管42156783109除油进水出水收油一、含油污水处理工艺技术污水处理技术逆向流沉降罐结构图混凝沉降水中胶体粒子及微小悬浮物聚集沉降析出的过程。通过合理设置药剂投加位置、次序、时间间隔，确保药剂与水充分混合，发挥应有的混凝作用。高效混凝旋流反应器通过控制反应器喷嘴尺寸及水的流速，药剂快速均匀分散，水力搅拌促使颗粒碰撞凝聚，絮凝体尺寸粒径变化从微米级增加到毫米级。应用逆向流分离沉降技术。悬浮物沉降方向与水流方向相反，罐底设滑泥坡，安装动力排泥设备，加密加大排泥力度，提高沉降罐有效容积，悬浮物去除率提高30%。一、含油污水处理工艺技术污水处理技术压力过滤吸附把悬浮颗粒吸附到滤料颗粒表面。絮凝产生具有最佳过滤性而非最易沉淀的絮体，必要时辅以助滤剂，生成小而致密的絮粒，提高絮粒与滤料颗粒表面间的接触机率。沉淀去除粒径小于孔隙空间的颗粒。截留也称筛滤，用于去除比孔隙大的物质。石英砂磁铁矿金刚砂粒状滤料过滤器：耐冲击能力强、被污染后滤料反洗再生容易，缺点是滤速低、反冲洗强度大、过滤精度低，出水粒径中值在2um以上，适合于作粗滤。纤维束纤维球纤维滤料过滤器：过滤精度高，缺点是易被污染，反洗较为困难。金属膜过滤器管式膜过滤器各种滤芯膜过滤器：过滤精度高、粒径控制比较稳定，恢复性能容易；缺点是易受污油和胶质污染，适合于含油很少的水过滤处理一、含油污水处理工艺技术污水处理技术辅助流程加药混合工艺流程收油工艺流程排污与污水回收流程反冲洗工艺流程天然气密闭流程污泥处理流程1、尽管是辅助流程，但对污水处理效果的影响不可小觑；2、回收水与反冲洗水尽可能均匀掺入来水中进行处理；3、排污与反冲洗要严格按要求的频次和强度进行操作；4、特殊废液应在预处理后小流量连续均匀掺入系统中。1、将破乳剂加药点前移提高产出液的破乳脱水效果，必要时在收油罐前投加反相破乳剂，能够降低来水含油；2、投加药剂要具有良好的配伍性，打破传统“三防”药剂头疼治头的观念束缚，全面系统解决污水处理面临的诸多问题；3、药剂的投加次序、位置、间隔、混合效果对其作用的发挥起着至关重要的作用；4、目前在用药剂多为复合型产品，品种型号多、标准不统一、缺乏普适性，需要根据需要选择使用。关于污水处理药剂一、含油污水处理工艺技术污水处理药剂一、含油污水处理工艺技术4、污水处理系统的投入，其效益是拓展、延伸、潜在的，体现在整个污水管网、注水管网维护工作量的减少，水井作业工作量的减少，水驱储量的增加，油田开发效益的提高，须克服重油轻水的传统观念，予以应有的重视。1、油田污水处理是一项系统工程，涉及油藏工程、地面工程、采油工程、油田化学、企业管理等诸多专业。污水处理技术涉及设备工艺、配套药剂及管理措施三个方面，需要全面发展、统筹兼顾。几点认识2、根据注水水质标准选择经济合理的新工艺、新设备和新技术，确保污水处理技术工艺的先进性和适用性。3、保证污水处理站内各种设施的正常运行，配套药剂与污水充分混合并发挥作用，按周期排污、反洗及水质监测，确保水质全面达标。一、含油污水处理工艺技术二、分注工艺技术三、分层测试工艺技术二、分注工艺技术笼统注水技术虽然可以满足注水保持地层压力的工艺要求，但因部分区块、井组油层的非均质性较强，注入水沿高渗带单层突进，而低渗、薄差层未能发挥应有的潜力，使层内、层间、平面矛盾突出。因此，采用分层注水工艺补充地层能量，满足油田开发要求，是油田提高采收率的必由之路。分层配水：在注水井中下入封隔器将各油层隔开，并在各注水层段安装所需要尺寸的配水嘴，在井口保持同一压力的情况下，利用配水嘴的“节流损失”降低井底注入压力，控制高渗透层、加强低渗透层的注水量，达到分层定量注水的目的。工作温度/压力钢体最大外径解封方式代号坐封方式代号固定方式代号分类方式代号()Y211--115--120/35()特殊用途封隔器型号编制方法二、分注工艺技术封隔器冠名二、分注工艺技术封隔器代号意义分类方式固定方式名称尾管支撑单向卡瓦悬挂双向卡瓦锚瓦代号12345分类名称自封式压缩式扩张式组合式代号ZYK各代号组合座封方式名称提放管柱转动管柱自封液压下工具热力代号123456解封方式名称提放管柱转动管柱钻铣液压下工具热力代号123456固定方式座封方式解封方式二、分注工艺技术封隔器钢体最大外径：阿拉伯数字表示，单位mm.工作温度：阿拉伯数字表示，单位摄氏度(℃)工作压力：阿拉伯数字表示，修约到各位数,单位(MPa)例:Y211--115--120/35Y211--114--130/35K434—114-100/30Y453—108—150/45二、分注工艺技术封隔器分类自封式封隔器支撑式封隔器水力扩张式封隔器水力压缩式封隔器卡瓦式封隔器应用中一般称为二、分注工艺技术封隔器分类•概念：靠封隔件（一般为橡胶件）的外径与套管内径的过盈接触和压差以实现密封的封隔器。如皮碗封隔器。•结构原理：中心管、泄油孔、皮碗自封式封隔器二、分注工艺技术封隔器分类支撑式封隔器概念：以井底或其它的支撑卡瓦为支点，加压一定管柱重量来座封的封隔器。结构原理：中心管、胶筒、压缩套使用方法与注意事项：可单独使用，也可与卡瓦封隔器或支撑卡瓦配套使用。二、分注工艺技术封隔器分类概念：靠油管内加液压迫使胶筒向外膨胀，密封油套环空。结构原理：中心管、扩张胶筒、滑套使用方法与注意事项：在井下工作时必须与节流器配套使用。水力扩张式封隔器二、分注工艺技术封隔器分类水力压缩式封隔器概念：靠油管内加液压座封，无卡瓦支撑。结构原理：中心管、胶筒、座封活塞、（锁紧解锁机构、洗井机构）如Y341分注封隔器、Y111封隔器。使用方法与注意事项：可多级使用。防凸件二、分注工艺技术封隔器分类卡瓦式封隔器概念：可防止油管柱的轴向移动（单向和双向），一般可靠下放一定管柱重量座封或靠油管内加液压座封。结构原理：中心管、胶筒、卡瓦（单向卡瓦或双向卡瓦）、（座封活塞），如Y221、Y241、Y453封隔器等。使用方法与注意事项：一般不能多级使用。二、分注工艺技术分注管柱◆常规分注技术◆支撑锚定补偿分注技术◆4″套分注技术◆斜井分注技术针对不同井况条件和地质要求，形成常见的分注技术：二、分注工艺技术分注管柱适用条件：井深2300米，注水压力25MPa井况条件要求反洗井地质要求投捞调配注水层偏1水力锚Y341偏2Y341偏3球座注水层注水层技术指标：耐温：120℃耐压差：25MPa有效期：一年以上管柱组成：水力锚+Y341封隔器+偏配常规分注技术二、分注工艺技术分注管柱适用条件：井深2300-3000m，注水压力25-35MPa井况条件要求反洗井地质要求投捞调配注水层偏1水力锚Y341偏2Y241(或Y221)偏3球座注水层注水层技术指标耐温：130℃耐压差：35MPa有效期：一年以上解决的主要问题：◆以Y241(或Y221)封隔器自身卡瓦与水力锚，解决管柱蠕动问题◆封隔器耐温、耐压问题管柱组成：水力锚+Y341+可洗井Y241(或Y221)+偏配支撑锚定补偿分注技术二、分注工艺技术分注管柱注水层注水层水力锚配水芯子封隔配水器水力卡瓦球座注水层注水层水力锚配水芯子封隔配水器水力卡瓦球座技术指标耐温：130℃耐压差：35MPa有效期：一年以上解决的主要问题：解决了由于井筒内径小导致的工具径向尺寸排列困难的难题。管柱组成：∮80水力锚+∮80封隔配水一体化封隔器4″套