試析油田采出水過(guò)濾器的原理及應(yīng)用

【摘要】隨著我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，對(duì)于石油的需求量逐年增加。此時(shí)，在石油開采中如何更好地提高效率，成為了人們所關(guān)注的焦點(diǎn)問(wèn)題。近些年來(lái)，對(duì)于各種過(guò)濾器的開發(fā)和在油田上的應(yīng)用，人們各有觀點(diǎn)。本文將對(duì)油田采出水過(guò)濾器的原理及應(yīng)用進(jìn)行了研究與分析，研究了過(guò)濾器應(yīng)用于油田采出水的媳婦和曬出作用，以及發(fā)沖洗操作的工作原理，并對(duì)過(guò)濾器如何才能更好地完成含油采出水的過(guò)濾做出分析。旨在能為石油開采產(chǎn)生積極作用，從而為我國(guó)能源開采上作出貢獻(xiàn)。

【關(guān)鍵詞】采出水；過(guò)濾器；原理；應(yīng)用

一、采出水的水質(zhì)特點(diǎn)

在對(duì)采出水過(guò)濾器的原理進(jìn)行分析之前，需要重點(diǎn)強(qiáng)調(diào)油田采出水的特點(diǎn)。因?yàn)槠涮攸c(diǎn)是過(guò)濾器研究的主要依據(jù)。根據(jù)油田中有層分布情況不同，需要不同的開采技術(shù)，對(duì)于較厚油層的開采是比較容易的，直接進(jìn)行打井開采，而相對(duì)較薄的油層就需要抽油機(jī)進(jìn)行原油的抽取。不管采取哪種方式，都會(huì)在該油層采油之后留下部分小面積的殘余原油，而對(duì)這些殘余原油或者是一直零星分布的油，就需要注入加入PAM以及表面活性劑的水，來(lái)對(duì)分布零散的油進(jìn)行采取。采出水的成分包括懸浮固體、原油、總?cè)芙夤腆w和溶解氣體。根據(jù)油田所在地理位置和地理環(huán)境的不同，以及對(duì)油田方式不同的影響，采出水的組成成分也是大不相同的。但是其依然存在共同的特點(diǎn)。油藏對(duì)注入水水質(zhì)的要求是不能對(duì)注入層的滲流孔隙造成堵塞。不同滲透層對(duì)注水水質(zhì)條件的要求。注入水中造成地層堵塞的主要是懸浮固體。采出水中懸浮固體的來(lái)源可以是多方面的，有來(lái)自地層的固體顆粒，如粘土等，也有細(xì)菌等微生物，還可能來(lái)自溶解固體和溶解氣體的相互作用而生成的不溶物質(zhì)，如碳酸鈣、碳酸鎂、硫酸鋇、氧化鐵和硫化鐵等。

二、過(guò)濾器的主要工作原理及應(yīng)用

對(duì)于采出水過(guò)濾器主要工作原理及其在油田采油中應(yīng)用的研究分析，能夠更好地使我們對(duì)過(guò)濾器作出進(jìn)一步的了解，對(duì)功能完整、質(zhì)量更優(yōu)秀的過(guò)濾器的研制已開發(fā)起到了基礎(chǔ)性的作用。在下文中，我們將分別對(duì)過(guò)濾器的工作原理和主要的應(yīng)用方向做出深入的研究，分析出其工作時(shí)所能適應(yīng)的情況和突發(fā)的問(wèn)題等等。

（一）過(guò)濾器的主要工作原理

對(duì)油田采出水過(guò)濾器的工作原理進(jìn)行詳細(xì)的分析，能夠使人們對(duì)其正確的使用方法和注意事項(xiàng)進(jìn)行了解，從而提高油田產(chǎn)油效率。對(duì)過(guò)濾器工作原理的認(rèn)識(shí)，是對(duì)其理論知識(shí)的解讀和理解，只有對(duì)其原理了解透徹之后，才能在實(shí)際操作和應(yīng)用中更好地發(fā)揮出其應(yīng)有的作用，從而保障油田產(chǎn)出率，避免資源的以及油田開采成本的浪費(fèi)。

過(guò)濾器的本質(zhì)在于使用慮料對(duì)采出水中不同的成分進(jìn)行分離，主要是對(duì)懸浮物和水的分離。典型過(guò)濾設(shè)備的結(jié)構(gòu)包括濾層和承托層，圖+為抽象的過(guò)濾原理示意圖。過(guò)濾介質(zhì)對(duì)懸浮物的攔截作用可分為篩除作用和吸附作用。篩除作用是針對(duì)較大的懸浮顆粒，由于不能通過(guò)濾層而被截留在濾層的表層；而較小的懸浮顆粒盡管可以進(jìn)入濾層，但這些顆粒在通過(guò)濾層時(shí)與過(guò)濾介質(zhì)接觸而被吸附在濾層中被濾除，這就是吸附作用。對(duì)于象砂濾池等深床過(guò)濾器，可以濾除的顆粒遠(yuǎn)小于濾層的孔隙，說(shuō)明其工作機(jī)理主要是吸附作用而不是篩除作用。

（二）過(guò)濾器主要應(yīng)用方向

油田使用的輕質(zhì)濾料過(guò)濾器主要是核桃殼過(guò)濾器，這種過(guò)濾器的基本結(jié)構(gòu)和過(guò)濾原理與石英砂過(guò)濾器相同，區(qū)別是作為濾料的核桃殼的密度較小，反沖洗時(shí)在水流作用下濾層成為沸騰床，由濾料間隙形成的微孔被解除，吸附的懸浮物得以脫附。因此，這種過(guò)濾器屬于非固定孔隙過(guò)濾器，反洗再生能力較強(qiáng)，過(guò)濾性能穩(wěn)定，適合于中高滲透率地層水質(zhì)要求的采出水過(guò)濾。不過(guò)如果水中含有油的話，則很容易堵塞而且不易反洗。國(guó)內(nèi)外許多研究者曾基于陶瓷材料的親水性質(zhì)而寄希望于用陶瓷膜處理采出水，但經(jīng)過(guò)研究后，普遍認(rèn)為膜污染問(wèn)題仍然很難解決。膜污染是非常復(fù)雜的問(wèn)題，但有一點(diǎn)是可以肯定的，即污染物中有機(jī)物的大量存在是確定無(wú)疑的，不過(guò)一般往往關(guān)注膜本身而較少考慮承托層。此外，國(guó)內(nèi)一些研究單位正在研究不親油纖維以及纖維改性技術(shù)，目的是將這種過(guò)濾器用于含油的采出水過(guò)濾，目前已取得了很大的進(jìn)展。如果能將纖維材料本身對(duì)油的吸附力減小到足夠的程度，纖維束過(guò)濾器將會(huì)成為低滲透油田采出水回注水質(zhì)過(guò)濾的理想設(shè)備。

三、過(guò)濾器使用的優(yōu)化措施

（一）使用流程及自身結(jié)構(gòu)的優(yōu)化

要對(duì)油田采出水警醒科學(xué)化合理化的處理，需要根據(jù)油田當(dāng)?shù)氐叵滤|(zhì)特點(diǎn)，采取相應(yīng)的措施，建立合適的流程，依據(jù)油田開采設(shè)備的適應(yīng)能力和處理能力，對(duì)油田進(jìn)行集約化開采，計(jì)量避免資源浪費(fèi)。在對(duì)使用流程運(yùn)用的優(yōu)化過(guò)程中，要靈活應(yīng)對(duì)可能出現(xiàn)的情況，以求能夠以最為高效的方式達(dá)到指標(biāo)的合格。采出水過(guò)濾器在設(shè)計(jì)應(yīng)用過(guò)程中，既要考慮過(guò)水速度，又要考慮利用短時(shí)間的反沖恢復(fù)濾料的再生性能；除根據(jù)水質(zhì)情況選擇合適濾料外，還要對(duì)過(guò)濾器配水系統(tǒng)流程進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，適應(yīng)現(xiàn)場(chǎng)情況，力圖流程簡(jiǎn)單可靠；內(nèi)部配水合理，沖洗效率高，利用較少的反洗水達(dá)到最完美的反沖洗效果，減少對(duì)系統(tǒng)的沖擊。

（二）濾料再生方式優(yōu)化

如何解決過(guò)濾器內(nèi)部截留空間形成，是延長(zhǎng)過(guò)濾器濾料使用周期、保證過(guò)濾器運(yùn)行時(shí)率的首要問(wèn)題。解決這個(gè)問(wèn)題的關(guān)鍵是保證清洗濾料要徹底，減少固體懸浮物深層穿透。通過(guò)清洗方式的改進(jìn)，使濾料達(dá)到最佳的再生狀態(tài)。通過(guò)對(duì)多種類型過(guò)濾器的調(diào)研，目前較為實(shí)用的方法是改變?yōu)V料再生的方式，在反沖洗過(guò)程中最大限度地將濾料表面的附著物脫離、使濾料再生，通過(guò)各種方法使洗后的濾料重新形成新的濾床，從而恢復(fù)濾料性能。

（三）過(guò)濾器使用的意義

根據(jù)社會(huì)發(fā)展建設(shè)所需要的采油質(zhì)量，資源采集等各個(gè)部門積極采取措施，為了能夠?qū)Ω鞣N油層注水水質(zhì)條件的滿足，對(duì)油田采出水過(guò)濾器的研制技術(shù)急用用技術(shù)做出很大的投入。但是由于對(duì)過(guò)濾器的工作原理及其在油田的應(yīng)用并沒(méi)有深入的了解，導(dǎo)致了對(duì)采出水過(guò)濾器研發(fā)技術(shù)與應(yīng)用技術(shù)的不完善，從而對(duì)油田采油技術(shù)、效率和品質(zhì)產(chǎn)生了影響。我國(guó)經(jīng)濟(jì)基礎(chǔ)的建設(shè)對(duì)石油的依賴性越來(lái)越強(qiáng)，如果在石油開采的這一關(guān)鍵環(huán)節(jié)出現(xiàn)問(wèn)題，必將會(huì)對(duì)我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展和社會(huì)建設(shè)產(chǎn)生阻礙作用。所以說(shuō)，采油技術(shù)的發(fā)展，對(duì)于社會(huì)的發(fā)展與建設(shè)是至關(guān)重要的。

結(jié)束語(yǔ)

對(duì)采出水過(guò)濾器工作原理和油田應(yīng)用的研究與分析，對(duì)于新型過(guò)濾器的研發(fā)與審計(jì)改造存在著極其重要的意義，他不僅對(duì)油田采油技術(shù)起到深遠(yuǎn)的影響，更對(duì)迫切需要石油供應(yīng)的社會(huì)建設(shè)行業(yè)間接地起到積極的作用。但是由于油田的多樣性與油質(zhì)的復(fù)雜性，導(dǎo)致影響采出水過(guò)濾器的新技術(shù)研發(fā)和產(chǎn)品改進(jìn)的因素過(guò)多，進(jìn)而致使研究進(jìn)程相對(duì)緩慢。但在面臨困難時(shí)，應(yīng)采取積極的態(tài)度，不能懼怕困難的到來(lái)。成功的路絕不是一帆風(fēng)順的，也就是說(shuō)，只有客服了過(guò)濾器研發(fā)和改進(jìn)困難才能取得對(duì)國(guó)家、對(duì)社會(huì)、對(duì)人民都有益處的石油開采方面的成功。雖然，關(guān)于過(guò)濾器的研究工作是迫在眉睫的，但并不代表對(duì)其的研究可以盲目進(jìn)行。應(yīng)該做到科學(xué)地、有效地對(duì)研發(fā)技術(shù)進(jìn)行研究，這樣才能以最低的成本換回最大的收益。

作者簡(jiǎn)介

[1]李濤.低壓反沖洗過(guò)濾器處理油田采出水.《油氣田地面工程》，2010年4期