移動式撬裝過濾設(shè)備在洗井作業(yè)中的應(yīng)用

任琦

（勝利油田魯勝石油開發(fā)有限責(zé)任公司 山東東營 257077）

摘 要：針對油田洗井作業(yè)中洗井返出液平均超標10倍，再次入井會造成油層堵塞，隨意排放會造成環(huán)境污染的狀況，研制并應(yīng)用移動式撬裝過濾設(shè)備等工藝技術(shù)，實現(xiàn)洗井污水過濾循環(huán)再利用的目的。

關(guān)鍵詞：移動式撬裝過濾設(shè)備 洗井作業(yè) 過濾循環(huán)

一、研究背景

油田洗井作業(yè)是油井防堵保產(chǎn)的一道重要工序，通過高速流動的液體將井底堵塞泥砂沖散，依靠循環(huán)上返液流的攜帶能力，將沖散的泥砂帶到地面，從而有效避免泥砂堵塞油氣層，確保油井穩(wěn)產(chǎn)。

一直以來洗井作業(yè)中入井液和返出液的現(xiàn)場凈化及其處理問題一直沒有可靠的處理設(shè)施去解決，利用沉砂隔油池去處理洗井液，但由于分離、過濾，循環(huán)洗井效果差未能達到洗井目的，對地層造成直接傷害。而采用罐車循環(huán)拉運清水的方式進行洗井，其水質(zhì)狀況取決聯(lián)合站水質(zhì)處理能力，水質(zhì)不穩(wěn)定，經(jīng)常出現(xiàn)固體懸浮物和含油量超標的情況，同時會產(chǎn)生高昂的罐車拉運費用，不僅洗井成本高，而且增加了集輸系統(tǒng)的負荷和處理難度，經(jīng)濟效益差；

根據(jù)中國石化集團勝利石油管理局企業(yè)標準Q/SH1020 1386-2008《采油工程入井液通用技術(shù)條件》內(nèi)容規(guī)定，在地層平均空氣滲透率大于0.6 μm2的情況下，要求含油量≤25mg/L，固體懸浮物含量≤10mg/L。然而根據(jù)現(xiàn)場取樣分析，入井液含油量和固體懸浮物平均超標4倍，洗井返出液平均超標10倍。洗井的目的在于解除砂堵及恢復(fù)油井的正常生產(chǎn)，是維護油井正常生產(chǎn)的一項重要措施，但由于洗井液水質(zhì)不合格，機械雜質(zhì)含量超標，雜質(zhì)進入地層造成堵塞。無論高滲透油藏還是低滲透油藏，一旦形成堵塞，都將對油層造成不可逆的傷害，嚴重影響油井產(chǎn)量；因此，降低洗井時油層傷害、促進油藏穩(wěn)產(chǎn)，提高入井液質(zhì)量勢在必行。

二、技術(shù)原理及工藝流程

針對油田洗井作業(yè)頻繁，洗井水質(zhì)差，返出液處理費用高，對油田的相關(guān)工廠化污水處理工藝調(diào)研分析，不斷學(xué)習(xí)，加強研究，大膽設(shè)想，通過加藥、沉淀、除油、除砂、過濾等技術(shù)手段實現(xiàn)洗井作業(yè)返液的現(xiàn)場凈化，就地將返出液處理至入井液標準，就能實現(xiàn)循環(huán)洗井，這不僅能節(jié)約水資源，而且降低洗井成本。

該過濾裝置設(shè)計以底盤車為基礎(chǔ)，搭載氣浮沉降池、旋流分離器、加藥泵、多介質(zhì)過濾器等撬裝過濾設(shè)備。

洗井返排液在沉降池中沉降后，通過提升泵依次經(jīng)過旋流分離器，氣浮池，除去廢水中的固體懸浮物、浮油及乳化物等后進入清水箱，依次經(jīng)粗過濾和精密過濾兩級過濾后，水質(zhì)達到循環(huán)洗井要求。過程中產(chǎn)生的浮渣，收集于浮渣池，定期將浮渣集中處理。

工藝技術(shù)原理如下：

1、沉砂除油技術(shù)

采用沉砂隔油池來實現(xiàn)初級沉降的效果，廢水從井口排出后首先進入沉砂隔油池，采用高度不同的擋板組合，實現(xiàn)分級沉砂；并利用油水密度差，將大部分浮油在沉砂隔油池中刮除掉。同時，在泵吸入口加裝一個40～80目的濾網(wǎng)，進一步控制進入處理裝置的砂粒粒徑，減少水中含砂量。

2、加藥技術(shù)

通過藥劑泵加入堿類、絮凝劑等藥劑，經(jīng)過攪拌后使其達到混凝、絮體增大目的，液體中的可溶解懸浮物類物質(zhì)經(jīng)過橋聯(lián)，泥砂下沉，絮體通過懸浮漂浮到水體表面，便于繼續(xù)處理。

3、旋流分離技術(shù)

來液在渦殼內(nèi)部形成加速的旋流，在下錐體段，在液流高速旋轉(zhuǎn)時，由于兩種互不相容的介質(zhì)的密度不同，較大的固體顆粒被甩向器壁，隨濃液從排沙口排出進入儲砂罐；儲砂罐內(nèi)的水通過旁通進入油水過濾器；較小的懸浮顆粒旋轉(zhuǎn)到一定程度后隨二次渦流由排水口排出，進入下一級。在此過程中，大塊泥砂的去處率大于90%，旋流除砂后的液體中砂粒的粒徑小于0.05mm。

4、氣浮技術(shù)

壓縮空氣通過氣浮系統(tǒng)內(nèi)的溶氣罐，向水中輸送大量的微小氣泡，使污水中顆粒粒徑為0.25～25μm的乳化油和分散油或水中懸浮顆粒附著在微小氣泡上，增大微小油珠的浮力，使其迅速上浮從而使液體中的乳化油及分散油的大部分變?yōu)楦∮?，再通過氣浮室中設(shè)置的浮油收集裝置將其捕集去除。

5、多介質(zhì)過濾分離技術(shù)

由于分布在上層的濾料顆粒間的空隙較大與下層空隙較小的濾料分層配置，這樣就可以較好的發(fā)揮整個濾層的吸附能力，最大限度地增加截污能力，而具有良好的除油和去除水中有機雜質(zhì)的雙重效果。主要是去除水中的懸浮或膠態(tài)雜質(zhì)，特別是能有效地去除沉淀技術(shù)不能去除的微小粒子和細菌等。在該多介質(zhì)過濾器采用的是鵝卵石+金剛砂+無煙煤的組合方式。

最終，將各種多樣的撬裝過濾設(shè)備進行技術(shù)整合、一體化集成裝配，形成以旋流分離器+加藥泵+氣浮沉降池+多介質(zhì)過濾器為主體的移動式撬裝過濾設(shè)備。本套裝置總外形尺寸（長×寬×高）：8.5×2×2.5m；處理量：30m3/h；

該設(shè)備氣浮裝置的主要特點是：氣泡直徑小，產(chǎn)生的氣量大，耗能少。如250m3/d氣穴浮選機，電動機功率2.2kW；微氣泡直徑小于60μm；氣水比達3：1。并且由于回流管的作用，可實現(xiàn)設(shè)備內(nèi)處理水內(nèi)循，不但提高了設(shè)備的除油效率，而且在進水量減少50%或增加30%的非常情況下設(shè)備能正常運行。并且采用底盤車承載，能適應(yīng)油田的道路狀況和移動作業(yè)；安全自動化程度較高，可通過控制面板集中操作或監(jiān)視作業(yè)流程中主要參數(shù)，并具備相應(yīng)的連鎖功能，作業(yè)環(huán)節(jié)中若出現(xiàn)水量過大，超過警戒水位，則自動外溢并集中收集。

三、設(shè)備應(yīng)用情況

該車載循環(huán)沖砂洗井廢水過濾設(shè)備已在公司應(yīng)用120井次，成功116井次。每次實驗過程中對所取水樣進行檢測，根據(jù)水質(zhì)檢測報告顯示：過濾前水質(zhì)含油量為39.21mg/L，固體懸浮物含量為91.67mg/L，經(jīng)過車載過濾設(shè)備過濾，凈化后水質(zhì)含油量為4.45mg/L，懸浮固體含量為7.33mg/L。其除油率高達88-95%，除砂率高達87-96%。節(jié)能減排污水約15000m3，減少廢液處理費用98萬元，降低了集輸系統(tǒng)的負荷和處理難度，產(chǎn)生了巨大的社會效益。

四、結(jié)論

該撬裝過濾裝置具有操作簡便、可移動式的特點，并集成“旋流分離、加藥攪拌、氣浮除油、混凝沉降、分級過濾”等多種技術(shù)，能對洗井返液進行過濾并循環(huán)利用。各項數(shù)據(jù)指標能達到設(shè)計要求，處理后水質(zhì)洗井作業(yè)的前期、中期、后期均能達到洗井作業(yè)入井液技術(shù)標準規(guī)定。過濾后出口含油量在3-6mg/L之間，除油率高達87-94%；過濾后出口固體懸浮物含量在3-11mg/L之間，除砂率高達86-95%；

過濾效果達到油田規(guī)定的《采油工程入井液通用技術(shù)條件》標準，能減少對油井污染，降低油層堵塞，間接提高油井產(chǎn)量。同時具有現(xiàn)場反清洗能力，過濾時間持久，提高施工質(zhì)量。使用該設(shè)備的情況下，估算平均單井節(jié)約洗井成本費用約1萬元整，我公司已應(yīng)用120井次，產(chǎn)生經(jīng)濟效益共120萬元，在各大油田具有較高的推廣價值。

參考文獻：

[1]伍遠平，程雁，周孫彪等 油田含油污水精細過濾技術(shù)及裝置研究 石油機械， 2003， 31 （增刊）： 5～7

[2]王松.混凝/過濾/膜系統(tǒng)處理鋼鐵廠廢水并回用[J].中國給水排水，2007， 23（24）：75-77.

[3]呂建波，孫力平，趙新華，等.改性石英砂過濾技術(shù)用于污水再生回用的研究[J].中國給水排水，2008，24（9）：17-25.