石油聯(lián)合站供注水管線的在線化學(xué)清洗技術(shù)

摘 要：供注水管線由于管壁垢樣附著物的存在導(dǎo)致注水水質(zhì)沿程變差。采用了由高效滲透剝離劑，結(jié)合氧化性殺菌劑再配合次氯酸鈉組成的化學(xué)劑清洗體系，在現(xiàn)場通過粘泥剝離、高效殺菌、開路沖刷等過程處理后，有效清除管內(nèi)污染物，供注水井口水質(zhì)明顯提升，達(dá)到預(yù)期清洗效果。

關(guān)鍵詞：管線；在線化學(xué)清洗；研究分析

近幾年來對注水水質(zhì)的監(jiān)測表明，在聯(lián)合站水處理系統(tǒng)運(yùn)行正常的情況下，注入水在輸送到注水井時，其水質(zhì)指標(biāo)中的含油、機(jī)械雜質(zhì)、粒徑中值以及微生物等項目出現(xiàn)不達(dá)標(biāo)情況。分析從聯(lián)合站輸出的合格水在管道輸送過程中被“污染”，是由于水中的SRB， TGB等細(xì)菌在無氧、pH值適宜、礦化度合適、溫度適宜的條件下大量繁殖，特別是在水流較緩的管段局部或管壁上大量囤積，促使水中硫化物含量增加，并與注入水中其他雜質(zhì)相作用，在管壁上附著下來，導(dǎo)致沿程水質(zhì)變差[1]。

注水干線管壁及注水井口精細(xì)過濾器中附著物的取樣分析結(jié)果如下：井壁垢樣為棕黑色至黑色，泥樣軟垢，垢層厚約3-8mm，氣味呈臭雞蛋味。剝?nèi)ス笇涌梢姽鼙冢燥@粗糙，說明造成了輕微的腐蝕。垢樣中有機(jī)垢比例為64.0%，無機(jī)垢20.2%；其中有機(jī)成分中含油量53.78%，微生物46.22%。污垢的存在導(dǎo)致回注水在管網(wǎng)中被污染，既腐蝕管線，又嚴(yán)重影響正常注水，因此對供注水管線實施在線化學(xué)清洗。

1 處理方案

1.1 處理劑選擇

（1）有機(jī)物剝離分散劑

有效抑制石油和微生物等有機(jī)物造成的沉積。當(dāng)用作有機(jī)物分散劑時，可以使殺菌劑更好地滲入菌泥和生物粘泥中，更接近微生物細(xì)胞，且其疏水基能在金屬表面形成一層有機(jī)物保護(hù)膜，避免對系統(tǒng)產(chǎn)生腐蝕影響。

（2）殺菌增效劑

溴基殺菌劑，與次氯酸鈉混合后產(chǎn)生比氯基殺菌劑效果更優(yōu)異的活性溴來控制微生物的生長。

（3）氧化性殺菌劑

次氯酸鈉，開路水系統(tǒng)理想的氧化性殺菌劑。

1.2 清洗方案

選擇聯(lián)合站外輸管線作為加藥點，使用加藥泵進(jìn)行點滴加藥，藥劑在外輸水中混合均勻后被外輸水?dāng)y帶至供水和注水管線的各個部位，清洗管網(wǎng)中的管壁和設(shè)備。加藥后即對注水站和各單井水質(zhì)進(jìn)行監(jiān)測，如發(fā)現(xiàn)水質(zhì)不合格即逐步啟動洗井水回收流程將污水排放至聯(lián)合站污水池，至各單井水質(zhì)合格后逐次回注，至此第一輪清洗結(jié)束。繼續(xù)加入生物分散劑剝離較為緊密的垢層，在各單井濁度上升時加入殺菌劑和增效劑，殺死垢層內(nèi)細(xì)菌，強(qiáng)化剝離效果，在水質(zhì)不合格時按照第一輪的方法進(jìn)行處理。直至各單井水質(zhì)數(shù)據(jù)和聯(lián)合站外輸水水質(zhì)數(shù)據(jù)相當(dāng)時確認(rèn)到達(dá)終點停止清洗。如圖1。

1.3 清洗技術(shù)難點

為保證生產(chǎn)平穩(wěn)，并且安全有效的清除污垢，實施方案還需滿足如下條件：

（1）注水系統(tǒng)不允許停止供水24小時以上，即要求對系統(tǒng)進(jìn)行有效的在線清洗。

（2）直通回注水經(jīng)處理后進(jìn)入生化池，生化池中的活性污泥對系統(tǒng)的處理效果起到至關(guān)重要的作用。因此在整個清洗過程中，必須嚴(yán)格限制直通回流水的余氯含量，不能對生化池的活性污泥菌種造成沖擊。

（3）藥劑無腐蝕性，避免脫垢后產(chǎn)生管線腐蝕穿孔。

2 現(xiàn)場實施

2.1 清洗施工過程

供注水干線的清洗剝離操作共進(jìn)行了4個周期，每個周期包括三個步驟：清洗、直通降濁、緩沖。

（1）清洗過程

按照100mg/L的濃度投加分散劑對附著垢進(jìn)行軟化剝離，同時開始注水站和單井的水質(zhì)監(jiān)測，3小時后配合使用氧化性殺菌劑次鈉和殺菌增效劑，對系統(tǒng)管線內(nèi)壁的油污和有機(jī)物粘泥進(jìn)行清洗剝離。期間嚴(yán)格控制注水井余氯小于0.2mg/L。

（2）直通降濁過程

濁度上升至100FAU后即停止回注，流程導(dǎo)直通回流至聯(lián)合站污水池。為提高單井管線沖洗流速，采取輪流關(guān)閉單井，逐次清洗。期間停止投加殺菌劑，確保回流水余氯為0mg/L，以保護(hù)生化池菌種；繼續(xù)投加分散剝離劑以分散水體中的懸浮物，防止沉積。

（3）緩沖過程

監(jiān)測濁度低于100FAU后，切換至注水，同時更換過濾器纖維球，攔截雜質(zhì)進(jìn)入地層。維持100mg/L分散劑加量進(jìn)行緩沖剝離并分散水中的懸浮物；監(jiān)測各井口濁度。

（4）清洗結(jié)束

依據(jù)水質(zhì)濁度變化開展多輪清洗，在各單井井口水質(zhì)數(shù)據(jù)與聯(lián)合站外供水水質(zhì)數(shù)據(jù)相當(dāng)時停止加藥，即清洗結(jié)束。

2.2 數(shù)據(jù)及效果分析

2.2.1 濁度分析

由上圖2可見，開始投加藥劑分散剝離劑，系統(tǒng)濁度變化緩慢，配合投加次鈉和殺菌增效劑后，濁度急劇上升至200FAU以上，說明系統(tǒng)中有大量粘泥被剝離。此時停止投加殺菌劑，倒直通；由于回水流量所限，分批切換至直通，保證直通單井紊流量8m3/h進(jìn)行沖洗。沖洗過后，濁度逐漸降低，5～6小時后切換為注水狀態(tài)，更換井口過濾器纖維球，進(jìn)入清洗緩沖時期。如此至4個周期后濁度峰值逐漸平穩(wěn)，表明清洗結(jié)束。

2.2.2 總鐵分析

經(jīng)過對清洗后剝離液體分析，清洗剝離過程中系統(tǒng)總鐵濃度較低，說明系統(tǒng)腐蝕產(chǎn)物較少。總鐵曲線與濁度曲線出現(xiàn)的峰值基本同步。

2.2.3 余氯監(jiān)測

在整體清洗過程中余氯監(jiān)測顯示，系統(tǒng)余氯控制比較穩(wěn)定，始終低于0.2mg/L，避免了對聯(lián)合站生化池造成不良影響。使用殺菌劑及劑量安全有效。

2.2.4 清洗效果

清洗達(dá)到終點后，通過拆開注水站過濾器和單井井口過濾器目測連接管線內(nèi)壁的清潔情況，對清洗效果做出初步判斷。過濾器拆開后，所連接的管線內(nèi)壁清潔，無污油、無粘泥，構(gòu)件顯示金屬光澤，說明清洗基本成功，見圖3，清洗前；圖4清洗后。

清洗前，聯(lián)合站外輸水經(jīng)過管網(wǎng)至注水井井口后濁度和懸浮物上升，說明回注水在管網(wǎng)中被污染，清洗后各項指標(biāo)均與聯(lián)合站外輸水相當(dāng)，達(dá)到了清洗的目的。

3 結(jié)束語

（1）清洗過程采用的藥劑為中性的分散劑和氧化型殺菌劑，無酸堿物質(zhì)，清洗藥劑中分散劑具有一定的緩蝕作用，在清洗過程中始終保持注水站余氯小于0.2mg/L，確保在清洗過程中不發(fā)生腐蝕，杜絕了穿孔事故的發(fā)生。

（2）設(shè)計的實施方案實現(xiàn)了不停車在線清洗，對注水生產(chǎn)無不良影響，且無環(huán)境污染，實現(xiàn)了綠色清洗。

（3）管線清洗效果顯著，注水井井口水質(zhì)達(dá)標(biāo)率大幅上升，為進(jìn)一步提高油田注水開發(fā)水平奠定了基礎(chǔ)，其后續(xù)經(jīng)濟(jì)效益將十分可觀。此外，該藥劑的使用及方案實施為供、注水管網(wǎng)二次污染的治理積累了大量的經(jīng)驗。

參考文獻(xiàn)

[1]崔本敬.注水干線清洗技術(shù)應(yīng)用初探[J].江漢石油學(xué)院學(xué)報，2006，26：271-272.