優(yōu)化注水系統(tǒng) 改善注水水質(zhì)

李康銳，趙 棟，李 凱，宋阿陽(yáng)，閻逸超，任音南，曹 宏，孫越宇

1.中國(guó)石油塔里木油田分公司，新疆庫(kù)爾勒 841000

2.中鐵一局集團(tuán)第四工程有限公司，陜西咸陽(yáng) 712000

優(yōu)化注水系統(tǒng) 改善注水水質(zhì)

李康銳1，趙 棟1，李 凱1，宋阿陽(yáng)2，閻逸超1，任音南1，曹 宏1，孫越宇1

1.中國(guó)石油塔里木油田分公司，新疆庫(kù)爾勒 841000

2.中鐵一局集團(tuán)第四工程有限公司，陜西咸陽(yáng) 712000

針對(duì)塔里木油田某注水井注入水中懸浮物及油含量不達(dá)標(biāo)的問(wèn)題，分析了現(xiàn)場(chǎng)工況及注入水水質(zhì)不達(dá)標(biāo)的原因，據(jù)此對(duì)生產(chǎn)工藝進(jìn)行了改進(jìn)，對(duì)設(shè)備及生產(chǎn)制度進(jìn)行了優(yōu)化。工藝優(yōu)化后的水質(zhì)分析結(jié)果表明，注水泵進(jìn)出口水中懸浮物含量及含油量大幅度下降，達(dá)到了該區(qū)塊注入水懸浮物含量小于 3 mg/L，含油量小于 8 mg/L 的要求。

塔里木油田；注水水質(zhì)；工藝改進(jìn)；懸浮物；含油量

0 引言

塔里木油田某區(qū)塊注水工程自 2011 年啟動(dòng)以來(lái)，注入水的懸浮物及油含量不達(dá)標(biāo)問(wèn)題一直困擾著技術(shù)人員。為了改善注水水質(zhì)，提高注水質(zhì)量，通過(guò)對(duì)注水工藝進(jìn)行改造，最終解決了注水水質(zhì)不達(dá)標(biāo)問(wèn)題。

1 現(xiàn)場(chǎng)工況

塔里木油田某注水井工藝流程如圖1所示。來(lái)自水源井的水通過(guò)砂濾器初步過(guò)濾后進(jìn)入沉降罐進(jìn)行沉降，沉降后的水通過(guò)離心泵先后打入粗、細(xì)纖維球過(guò)濾器過(guò)濾，濾后的凈化水由離心泵打入 1#、2#凈水罐進(jìn)行沉降，而后由一臺(tái)離心泵從凈水罐底部將沉降后凈化水送至注水泵入口。

1.1 現(xiàn)場(chǎng)注水工藝設(shè)備參數(shù)

潛水泵：功率 15 kW，排量 50 m3/h，揚(yáng)程 65 m，下井深度 50 m，井深 200 m，靜液面高度 16 m。

纖維球過(guò)濾器（雙罐）：處理能力 60 m3/h，尺寸D1.6 m × 4 m，反沖洗電機(jī)功率 7.5 kW。

儲(chǔ)水罐（1 座沉降罐、2 座凈水罐）：7 m × 3 m × 2.4 m（50 m3）。

過(guò)濾器前置增壓泵（喂水泵）：功率 5.5 kW，排量12.5 m3/h，揚(yáng)程 50 m，轉(zhuǎn)速 2 900 r/min。

注水泵：型號(hào) QCZS550/25，級(jí)數(shù) 180 級(jí)，流量550 m3/d，壓力等級(jí) 25 MPa。

1.2 水質(zhì)化驗(yàn)數(shù)據(jù)（見(jiàn)表1）

表1 某注水井優(yōu)化前注入水懸浮物含量及含油量

2 水質(zhì)不達(dá)標(biāo)原因分析

2.1 工藝缺陷的影響

沉降罐及凈水罐均未設(shè)計(jì)排污流程。自2011年注水系統(tǒng)投運(yùn)以來(lái)，沉降罐底部泥沙堆積厚度已近20 cm，凈水罐底部泥沙堆積厚度也已有 10 cm，而凈水罐至注水泵的進(jìn)水管道入口設(shè)計(jì)得太低，距凈水罐底部?jī)H有20 cm。沉降罐與凈水罐距離較近，且兩罐進(jìn)出口一直有水流動(dòng)，沉降罐及凈水罐內(nèi)水沉降的時(shí)間較短。工藝設(shè)計(jì)不合理是導(dǎo)致水質(zhì)不達(dá)標(biāo)的關(guān)鍵因素。

2.2 設(shè)備工況的影響

如圖1所示，水處理工藝中采用了兩套纖維球過(guò)濾器，兩套過(guò)濾器在正常情況下為串聯(lián)運(yùn)行。第一套為粗過(guò)濾器，第二套為細(xì)過(guò)濾器。由于粗過(guò)濾器攪拌泵泵軸經(jīng)常出現(xiàn)卡阻，使得電機(jī)極易燒損，因此粗過(guò)濾器常出現(xiàn)階段性停運(yùn)狀況。由于缺少一道過(guò)濾工序，無(wú)疑會(huì)影響到污水處理效果。

2.3 生產(chǎn)制度不完善

注水系統(tǒng)起初投運(yùn)時(shí)，規(guī)定每星期對(duì)纖維球過(guò)濾器進(jìn)行一次反沖洗，隨著注水系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)間的延長(zhǎng)，設(shè)備出現(xiàn)老化，但未相應(yīng)增加反沖洗頻率，導(dǎo)致過(guò)濾器反沖洗不及時(shí)，故影響了污水處理效果。同時(shí)，由于人為因素的影響未能及時(shí)將水樣送至化驗(yàn)室化驗(yàn)，這導(dǎo)致不能及時(shí)對(duì)生產(chǎn)中存在的問(wèn)題進(jìn)行處理。

3 解決途徑

3.1 工藝改進(jìn)

改造后的工藝流程見(jiàn)圖2。

圖2 改造后的工藝流程

（1）在 1#沉降罐后增設(shè) 2#沉降罐，與 1#沉降罐距離為 60 m，增加原水沉降時(shí)間，同時(shí)將 2#沉降罐架高 1 m，利用 2#沉降罐為 1#、2#凈水罐供水。

（2）為沉降罐、凈水罐增設(shè)排污管道，將原凈水罐至注水泵入口的進(jìn)液管道改為排污管道，通過(guò)采取該措施改善原水及凈水水質(zhì)。

（3）凈水罐至注水泵的供水管道入口位置由原來(lái)的距凈水罐底部 20 cm 增加至距罐底 60 cm，以減少罐底部沉沙對(duì)供水水質(zhì)的影響。

（4）在注水泵入口處增設(shè)一個(gè) Y 型過(guò)濾器。Y 型過(guò)濾器可過(guò)濾掉水中的雜質(zhì)，從而防止了沙石進(jìn)入注水泵損壞葉輪。

3.2 設(shè)備優(yōu)化

（1）更換 1#纖維球過(guò)濾器攪拌泵電機(jī)，清洗纖維球過(guò)濾器，并去除過(guò)濾器罐底泥沙。

（2）清洗 1#沉降罐及 1#、2#凈水罐底部泥沙。

3.3 優(yōu)化生產(chǎn)制度

（1）每?jī)商鞂?duì)纖維球過(guò)濾器進(jìn)行一次反沖洗，反沖洗完畢后再為沉降罐建立液位。每?jī)商鞂?duì)清水罐及沉降罐進(jìn)行一次排污，并定期對(duì)纖維球過(guò)濾器、沉降罐及清水罐進(jìn)行清洗，提高設(shè)備的污水處理能力。

（2）由 2#沉降罐輪流為1#、2#凈水罐供水，1#、2#凈水罐單獨(dú)運(yùn)行，1#凈水罐為注水泵供水時(shí)，2#注水罐進(jìn)行沉降，2#凈水罐為注水泵供水時(shí)，1#注水罐進(jìn)行沉降。通過(guò)延長(zhǎng)凈水沉降時(shí)間，改善注水水質(zhì)。

（3）強(qiáng)化注水指標(biāo)監(jiān)測(cè)，堅(jiān)持季度洗井和注水系統(tǒng)關(guān)鍵點(diǎn)的水質(zhì)監(jiān)測(cè)。每天對(duì)水源井來(lái)水、過(guò)濾器進(jìn)出口水質(zhì)及注水泵進(jìn)出口水質(zhì)進(jìn)行檢測(cè)，保證注水質(zhì)量。

（4）建立注水井機(jī)泵保養(yǎng)制度，每月定期對(duì)機(jī)泵進(jìn)行維護(hù)保養(yǎng)。

3.4 工藝優(yōu)化后的水質(zhì)分析結(jié)果（見(jiàn)表2）

表2 某注水井優(yōu)化后注入水懸浮物及油含量

對(duì)比表1、表2數(shù)據(jù)可發(fā)現(xiàn)，通過(guò)工藝、設(shè)備及生產(chǎn)制度優(yōu)化后，注水井注入水懸浮物及含油量大幅度下降。目前該區(qū)塊注水要求懸浮物含量小于 3 mg/L，含油量小于 8mg/L，優(yōu)化工藝后的水質(zhì)已基本滿足注水水質(zhì)要求。

4 結(jié)束語(yǔ)

（1）工藝優(yōu)化為注水泵安全平穩(wěn)運(yùn)行提供了良好的條件，延長(zhǎng)了注水泵的使用壽命。

（2）對(duì)塔里木油田某注水井工藝進(jìn)行了一系列的優(yōu)化改造，注水水質(zhì)得到了大幅度改善，為以后類(lèi)似注水工程的設(shè)計(jì)、施工及運(yùn)行提供了借鑒。

［1］萬(wàn)仁溥.采油工程手冊(cè)［M］.北京：石油工業(yè)出版社，2001.1 060-1 085.

［2］何登龍，鄭偉，徐忠強(qiáng).注水泵工技術(shù)問(wèn)答［M］.北京：石油工業(yè)出版社，2009.80-103.

［3］SY/T 5523-2006，油田水分析方法［S］.

［4］周建民，張國(guó)嶺，端木合順，等.油田回注水處理工程實(shí)例［J］.石油工程建設(shè)，2010，（2）2：51-54.

Ameliorating Injiection Water Quality by Optimizing Water Injection System

Li Kangrui1,Zhao Dong1,Li Kai1,Song Ayang2,Yan Yichao1,Ren Yinnan1,Cao Hong1,Sun Yueyu1
1.Petrochina Tarim Oilfield Company,Korla 841000,China
2.Fourth Engineering Co.,Ltd.of China Railway First Group,Xianyang 712000,China

The suspended matter content and oil content in the water of a water injection well in Tarim Oilfield do not reach the standard,the reasons are analyzed from site circumstance and water quality,hereby the production process is improved and the equipment and production system are optimized.The quality of water at the water injection pump inlet and outlet after process optimization is so greatly ameliorated that the suspended matter content is less than 3 mg/L and the oil content is less than 8 mg/L,both meet the standard requirements.

Tarim Oilfield;Injection water quality;process improvement;susoended matter;oil content

塔中油田管道更換及計(jì)量系統(tǒng)改造工程

10.3969/j.issn.1001-2206.2014.01.018

李康銳（1986-），男，寧夏中寧人，助理工程師，2008年畢業(yè)于西南石油大學(xué)化學(xué)工程與工藝專(zhuān)業(yè)，主要從事石油開(kāi)采工作。

2013-01-27