優化注水系統 改善注水水質

李康銳，趙 棟，李 凱，宋阿陽，閻逸超，任音南，曹 宏，孫越宇

1.中國石油塔里木油田分公司，新疆庫爾勒 841000

2.中鐵一局集團第四工程有限公司，陜西咸陽 712000

優化注水系統 改善注水水質

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

1.中國石油塔里木油田分公司，新疆庫爾勒 841000

2.中鐵一局集團第四工程有限公司，陜西咸陽 712000

針對塔里木油田某注水井注入水中懸浮物及油含量不達標的問題，分析了現場工況及注入水水質不達標的原因，據此對生產工藝進行了改進，對設備及生產制度進行了優化。工藝優化后的水質分析結果表明，注水泵進出口水中懸浮物含量及含油量大幅度下降，達到了該區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；工藝改進；懸浮物；含油量

0 引言

塔里木油田某區塊注水工程自 2011 年啟動以來，注入水的懸浮物及油含量不達標問題一直困擾著技術人員。為了改善注水水質，提高注水質量，通過對注水工藝進行改造，最終解決了注水水質不達標問題。

1 現場工況

塔里木油田某注水井工藝流程如圖1所示。來自水源井的水通過砂濾器初步過濾后進入沉降罐進行沉降，沉降后的水通過離心泵先后打入粗、細纖維球過濾器過濾，濾后的凈化水由離心泵打入 1#、2#凈水罐進行沉降，而后由一臺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 現場注水工藝設備參數

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

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

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

過濾器前置增壓泵（喂水泵）：功率 5.5 kW，排量12.5 m3/h，揚程 50 m，轉速 2 900 r/min。

注水泵：型號 QCZS550/25，級數 180 級，流量550 m3/d，壓力等級 25 MPa。

1.2 水質化驗數據（見表1）

表1 某注水井優化前注入水懸浮物含量及含油量

2 水質不達標原因分析

2.1 工藝缺陷的影響

沉降罐及凈水罐均未設計排污流程。自2011年注水系統投運以來，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水管道入口設計得太低，距凈水罐底部僅有20 cm。沉降罐與凈水罐距離較近，且兩罐進出口一直有水流動，沉降罐及凈水罐內水沉降的時間較短。工藝設計不合理是導致水質不達標的關鍵因素。

2.2 設備工況的影響

如圖1所示，水處理工藝中采用了兩套纖維球過濾器，兩套過濾器在正常情況下為串聯運行。第一套為粗過濾器，第二套為細過濾器。由于粗過濾器攪拌泵泵軸經常出現卡阻，使得電機極易燒損，因此粗過濾器常出現階段性停運狀況。由于缺少一道過濾工序，無疑會影響到污水處理效果。

2.3 生產制度不完善

注水系統起初投運時，規定每星期對纖維球過濾器進行一次反沖洗，隨著注水系統運行時間的延長，設備出現老化，但未相應增加反沖洗頻率，導致過濾器反沖洗不及時，故影響了污水處理效果。同時，由于人為因素的影響未能及時將水樣送至化驗室化驗，這導致不能及時對生產中存在的問題進行處理。

3 解決途徑

3.1 工藝改進

改造后的工藝流程見圖2。

圖2 改造后的工藝流程

（1）在 1#沉降罐后增設 2#沉降罐，與 1#沉降罐距離為 60 m，增加原水沉降時間，同時將 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、凈水罐增設排污管道，將原凈水罐至注水泵入口的進液管道改為排污管道，通過采取該措施改善原水及凈水水質。

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

（4）在注水泵入口處增設一個 Y 型過濾器。Y 型過濾器可過濾掉水中的雜質，從而防止了沙石進入注水泵損壞葉輪。

3.2 設備優化

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

（2）清洗 1#沉降罐及 1#、2#凈水罐底部泥沙。

3.3 優化生產制度

（1）每兩天對纖維球過濾器進行一次反沖洗，反沖洗完畢后再為沉降罐建立液位。每兩天對清水罐及沉降罐進行一次排污，并定期對纖維球過濾器、沉降罐及清水罐進行清洗，提高設備的污水處理能力。

（2）由 2#沉降罐輪流為1#、2#凈水罐供水，1#、2#凈水罐單獨運行，1#凈水罐為注水泵供水時，2#注水罐進行沉降，2#凈水罐為注水泵供水時，1#注水罐進行沉降。通過延長凈水沉降時間，改善注水水質。

（3）強化注水指標監測，堅持季度洗井和注水系統關鍵點的水質監測。每天對水源井來水、過濾器進出口水質及注水泵進出口水質進行檢測，保證注水質量。

（4）建立注水井機泵保養制度，每月定期對機泵進行維護保養。

3.4 工藝優化后的水質分析結果（見表2）

表2 某注水井優化后注入水懸浮物及油含量

對比表1、表2數據可發現，通過工藝、設備及生產制度優化后，注水井注入水懸浮物及含油量大幅度下降。目前該區塊注水要求懸浮物含量小于 3 mg/L，含油量小于 8mg/L，優化工藝后的水質已基本滿足注水水質要求。

4 結束語

（1）工藝優化為注水泵安全平穩運行提供了良好的條件，延長了注水泵的使用壽命。

（2）對塔里木油田某注水井工藝進行了一系列的優化改造，注水水質得到了大幅度改善，為以后類似注水工程的設計、施工及運行提供了借鑒。

［1］萬仁溥.采油工程手冊［M］.北京：石油工業出版社，2001.1 060-1 085.

［2］何登龍，鄭偉，徐忠強.注水泵工技術問答［M］.北京：石油工業出版社，2009.80-103.

［3］SY/T 5523-2006，油田水分析方法［S］.

［4］周建民，張國嶺，端木合順，等.油田回注水處理工程實例［J］.石油工程建設，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量系統改造工程

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年畢業于西南石油大學化學工程與工藝專業，主要從事石油開采工作。

2013-01-27