26-高含水油田就地分水回注技术研究与应用

目录•一、技术背景•二、就地分水回注技术•三、知识产权情况•四、建议高含水油田需要解决的问题•对于含水超过80%的高含水油田，存在以下问题：部分污水处理系统超负荷运行：影响处理效率和效果，污水水质不达标；原有设施需要扩建，增容改造工程量及投资大；部分油田采取注清水开发、汽车拉运污水等生产方式，浪费清水资源；能耗及成本增大：大量污水无效加热和长距离往返输送，降回压泵能耗、运行管理维护成本等增大。目前往返集输费用平均4.86元/m3，若按日产100×104m3污水计算，年污水集输成本约17.74亿元。就地分水回注是高含水油田降本增效的有效措施•在井下、井口、井组、计量站、接转站提前把部分污水分离出来就地回注，可有效解决以上问题；•就地分水回注技术可以简化工艺流程、节约投资、降低能耗和运行成本，已成为高含水油田提高经济效益的重要手段。集输干线联合站预分水装置过滤器沉降罐注水泵注水井接转站集输干线•1、传统三相分离器预分水技术•2、井下同井分水回注技术•3、一体化高效预分水技术•4、井口分水邻井回注技术1、传统三相分离器预分水技术传统三相分离器是以原油作为主要产品的脱水设备，主要控制指标为原油含水，出水含油指标偏高（设计指标为≤1000mg/L），需建污水处理站对污水进行单独处理，投资高，管理工作量大。注水井三相分离器除油罐沉降罐提升泵过滤器注水泵精细过滤器缓冲罐2、井下同井回注技术•优点：可减少大量污水提升到地面的动力费及往返输送费用；可节约地面系统集输及处理设施建设费用；可节约运行管理费。•不足：适用范围受到井身结构的限制；单井投资较大，安装、维护、作业成本较高；分水水质难以控制；技术尚存在较大提升空间，据统计，国外成功率在50%左右。3、一体化高效预分水技术•将分水与污水处理功能有机融合为一体，配套新型过滤系统，可直接分出高含水原油中的部分污水并处理至回注标准，消除了影响就地分水回注实施的技术难点，可有效解决低油价下高含水油田生产成本和投资过高等问题。注水井预分水器除油罐沉降罐/气浮提升泵过滤器注水泵500mg/L5mg/L精细过滤器缓冲罐50mg/L5mg/L一体化高效预分水撬装装置工艺流程井排来液注水系统一体化高效预分水撬装装置低含水原油外输油系统含油≤5mg/L含ss≤1mg/L装置组成•就地分水回注一体化撬装装置由两个撬块组成主体撬块耐污染精细过滤撬块耐污染精细过滤撬块主体撬块主体撬块功能及技术指标•主体撬块由一体化预分水装置及配套自控、仪表等组成。•可实现高含水原油的分水和污水净化，出水含油、含悬浮物均≤50mg/L。•技术参数进液：含水≥80%的高含水原油处理液量：300-2000m3/d；分水比：≥50%工作压力：0.2-1.0MPa。处理规模600m3/d的主体撬块（8m×2.8m×4m）耐污染精细过滤撬块功能及技术指标•耐污染精细过滤撬块由精细过滤系统、自动反洗系统等组成。处理规模240m3/d的耐污染精细过滤撬块内部结构（12.2m×2.44m×2.9m）•耐污染精细过滤撬块参数工作压力：≤0.2MPa精细过滤回流率：20-50%出水水质：含油≤5mg/L、含悬浮物≤1mg/L、悬浮物粒径中值≤1μm技术特点一体化撬装装置常规重力沉降工艺（三相分离器+重力沉降）占地（亩）0.31-2投资（万元）198-500600-1000运行成本（元/m3）0.5-1.51-5处理时间（小时）16处理流程短，减少污水长距离往返输送长安装撬块，方便移动和施工安装维护工作量大•（1）与常规技术装置相比，可节约投资50%、节约成本60%、节约占地70%以上。技术特点•（2）工艺流程短，提高了处理效率；•（3）抗冲击能力强，出水水质稳定；•（4）实施就地分水回注，减少了污水集输损失，可节约大量污水的往返输送及热能损耗成本（4.86元/m3）。适用范围适用于低渗透油田井口、井组、计量站、接转站或边缘小油田井排来液就地分水回注也适用于联合站内预分水及污水处理，缓解脱水系统处理压力，降低能耗和成本一体化高效预分水技术-核心技术缓冲10分钟耐污染精细过滤技术网格管3分钟高溢流旋流1秒含油≤50mg/L含油≤5mg/L含ss≤1mg/L来液含油≤1000mg/L聚结吸附15分钟气浮沉降30分钟含油≤100mg/L含ss≤100mg/L一体化预分水集成技术浮渣水室主体撬块耐污染精细过滤撬块•中试地点：***油田采油二厂卞东接转站中试流程卞东接转站井排来液低含水原油站内注水系统原油外输罐出水一体化预分水装置中试试验效果•试验条件进站来液：900m3/d，温度45℃，原油密度0.88-0.89g/cm3，平均含水80%左右；含较多的气，存在段塞流，液量、含水波动大（含水50-90%）；污水含硫，乳化程度较高，含杂质多；污水较为稳定，静止沉降12小时仍呈混浊状态；加净水剂后，絮体呈悬浮状态，不上浮也不下沉；针对这种污水，采用常规技术处理难度较大。初始污水加80mg/L净水剂静止10分钟污水放置12小时后中试试验效果：中试试验取得圆满成功出水含油、含悬浮物均≤50mg/L（一级砂滤后出水含油、含悬浮物均≤5mg/L）；能耗低：工作压力仅需≥0.17MPa（压力降≥0.03MPa）；适应流量大范围波动状况，运行稳定，可靠性高。日期来液量（m3/h）来液含水（%）出水含油（mg/L）出水含悬浮物（mg/L）4.012579534.022680234.032480144.042582454.052684124.062683334.072384544.082585134.092678354.102479454.112382234.122584124.132681234.142481124.15258022处理效果报表（部分数据）来液与处理后出水不同部位出水放置12小时耐污染精细过滤技术（低渗油田）•针对低渗油藏回注标准，开展了膜过滤应用调研和现场试验，筛选出了核心组件—耐污染陶瓷膜；•耐污染陶瓷膜特点：大直径、多孔道、亲水疏油耐污染陶瓷膜传统19孔陶瓷膜组件膜组件类型外形尺寸（长度1016mm）膜芯数量单支膜管面积有效过滤面积膜截面占比耐污染直径160mm1支11.29m211.29m270%19孔装填式直径220mm19支0.24m24.56m240%现场试验装置•与普通陶瓷膜相比，耐污染陶瓷膜具有以下优势：（1）耐污染：进水含油、含悬浮物可高达100mg/L；含油（mg/L）含悬浮物（mg/L）粒径中值（μm）进水139176--出水511进出水水质水样对比产出水原水（2）过滤通量大（200LMH），通量衰减慢，反冲洗后易恢复；（3）化学清洗周期长（0.5-3个月），清洗后膜通量易恢复；（4）成本及运行能耗低，使用寿命长（吨水耗电0.4kWh，寿命5-8年）。化学清洗前后对比膜通量衰减变化曲线反冲洗后膜通量恢复工业应用•应用地点：**油田闵13中转站；•工艺流程：闵13站井排来液（含水82%）回流水注水系统耐污染精细过滤撬块反洗水主体撬块污水池低含水原油外输油系统640m3/d400m3/d240m3/d含油≤6mg/L含ss≤2mg/L4、井口分水邻井回注技术•井口分水邻井回注技术是在同一油藏区域内，将部分采出水分离后就地回注的新型技术，可有效避免常规处理过程中由于剪切、曝氧、加药等影响，造成污水水质变化，需要进行深度处理等问题。该技术适用于高含水期的中高渗透油藏，可大大简化处理工艺、降低投资和运行费用，是目前低油价下高含水油田降本增效的有效手段。注水井注水泵井口分水邻井回注撬装装置计量站集中处理站污水处理站4、井口分水邻井回注技术•针对井口分水邻井回注需要低投入、低成本、不加药、操作管理方便等要求，利用一体化高效预分水装置的核心技术，进一步优化简化了装置结构，取消了加药、增压、过滤模块，提高了效率，开发出了井口分水邻井回注技术。缓冲10分钟网格管3分钟高溢流旋流1秒含油≤50mg/L来液含油≤1000mg/L聚结15分钟气浮沉降30分钟含油≤60mg/L含ss≤60mg/L技术参数•进液：含水≥80%的高含水原油•处理液量：300-2000m3/d•工作压力：0.2-1.0MPa•分水比：≥50%•出水水质：满足油藏需要或含油≤50mg/L•适用范围：中高渗透油田同一油藏井口、井组、计量站等分水就地回注，也可配套过滤撬块，适用不同水质要求。技术特点工艺及设备结构简单，不再需要提升泵，减少能耗和运行管理工作量，操作维护方便；投资低，为一体化预分水装置的60%左右；占地小于50平方米；不加药，同油藏、甚至同层位采出水回注，污水配伍性好，有利于油藏的有效开发，并节省了加药费用。知识产权情况•依托该技术，已申请中国发明专利8项，申请国外专利1项，申报***专有技术1项，编写企业标准2项。序号专利名称类型专利号/专有技术号1一种分离设备以及分离处理方法发明专利201510214004.42分离器发明专利201510138000.23一种分离装置发明专利201510360015.34污水处理装置发明专利201510203379.05一种油田注水系统及油田注水的方法发明专利201510441637.96一种分水净化装置及其净化方法发明专利201310616788.47高溢流旋流分离技术专有技术DZ2014-146加快就地分水回注技术在***地面注水及集输系统中的推广应用，以降低地面系统生产成本。如果***采用预分水技术，分出20%的污水就地回注，仅污水往返输送费用每年就可节约3.55亿生产成本。五、下步工作及建议