聯合站注水工藝技術分析與探討

肖金龍

【摘 要】聯合站采出水處理回注，一方面可以減小油田生產對生態環境的破壞，另一方面可以充分利用油田污水的可再利用資源，減少對普通油井回注水的需求，可以節約生產成本和降低資源消耗；對于大型注水系統，理論上可以引入“分解”和“協調”兩個優化原則，有利于油田聯合站注水系統結構優化，在一定程度上能夠指導更加合理的進行開采，同時也能減少能源的消耗。

【關鍵詞】注水開發；結構優化；工藝流程

引言

油田注水開發是我國陸上油田開發的主要方式，但由于注水系統能耗大，仍需控制和改進油田注水系統設計。目前，大多數油田已進入石油開采的中后期，采出液中含水量達70-80%，有的油田甚至高達 90%，而且隨著開采時間的增加，含水量不斷的增加，因此，油田產生的廢水量很大。如果這樣大量的采出水直接排放，將會造成非常嚴重的環境污染問題，同時浪費寶貴的水資源。如果你處理含油廢水，重新回注地層，以補充地層的壓力，不僅可以避免環境污染，而且節約大量的水資源。石油廢水的處理和回注是實現可持續發展、提高經濟效益和節約成本的重要途徑。

1 聯合站水處理及注水工藝

由于油田污水種類繁多、地層差異大、鉆井工藝不同等原因，油田污水處理站的水質不僅變化很大，而且變化很大，給油田污水處理帶來了困難。通過生產廢水的處理，進一步油水分離，沉淀分離水中懸浮物，將生產污水處理成酸堿度適宜，所含鹽分較少的工業凈化水，這樣的工業凈化水可以回注油井。這樣一方面可以減小油田生產對生態環境的破壞，另一方面可以充分利用油田污水的可再利用資源，減少對普通油井回注水的需求，可以節約生產成本和降低資源消耗。油田采出水經過處理回用于油田注水，較一般淡水有以下優點：

1、油田采出水含有表面活性物質表，面活性劑和溫度越高，洗油能力越強。隨著水鹽度的增加，驅油效率提高。表面活性劑產生的水，尤其是底層附近產生一定礦化度的水，具有較高的驅油效率。

2、水質穩定，與油層想混不產生沉淀。而注入水水質是指溶解在水中的礦物鹽、有機質和氣體的總含量，以及水中懸浮物含量及其粒度分布。一般注入水應滿足以下要求：

（1）水質穩定，與油層水相混不產生沉淀；

（2）水注入油層后不使粘土礦物產生水化膨脹或懸濁；

（3）水中不得攜帶大量懸浮物，以防止堵塞注入井的滲流端面和滲流通道；

（4）對注水設施腐蝕性小；

（5）當采用兩種水源進行混合注水時，應首先進行室內實驗，證實兩種水的配伍性好，對油層無傷害才可注入。

由上可知，采出水如果要作為注入水回注就必須進行處理，達到注入水的標準。在處理回注水工藝流程中，通常采用“預處理+深度處理”方式處理。進入深度處理設備前的一系列處理方法稱為預處理，通常包括一次處理和二次處理。常用的一次處理是重力分離、浮選和離心分離，主要去除油泥和油濕固體；二次處理包括過濾、粗粒化、化學處理等，主要包括破乳和分散除油。深層處理包括超濾、活性炭吸附、生化處理等，主要是去除溶解油。

聯合站采出水處理回注工藝流程：三相分離器/溢流沉降罐污水→集水罐→提升泵→（↓殺菌劑）自然沉降灌→（↓絮凝劑、助凝劑）旋流反應器→混凝沉降罐→緩沖罐→全自動含油污水處理裝置→凈化水罐（↓緩蝕劑、阻垢劑）→回注聯合站采出水處理工藝中的深度處理階段采用的是全自動含油污水處理裝置，該裝置主要設備由油水分離器、PEU 改性精細過濾器、反沖洗輔助設備、執行系統及控制系統等組成。

2 油田聯合站注水體系的構造及優化

2.1注水體系的組成

油田注水系統是一個范圍復雜、布局復雜的非線性系統。事實上，注水系統是一個比較大的液壓網絡系統。在注水系統中，注水站可以稱為“源”，而注水井或配水室可以稱為“井”。

2.2 優化問題

聯合站注水系統優化是指選擇某一指標函數，該指標函數表示在一定條件下生產過程質量的優化，然后確定一個或一組過程的最優值，使該指標函數達到最大值。最小值。在油田注水過程中，必須把握兩個優化點。這兩個地方分別是為了使注水量分配偏差最小，注水能耗最小。這兩個問題雖然是相關的，但二者側重點不同，一是側重于減小誤差，從而保證注水的準確實施，從而提高采油速度和效率；二是側重于節能，而不是過多，避免誤差太大。

污水處理過程中有一組工藝流程，包括一組主工藝和一組備用工藝，可以在系統正常運行的情況下，實現對另一工藝關鍵罐的清洗。護理工作不僅提高了系統的應急可操作性，而且保證了系統的安全性和可操作性。污水在預反應器中經過預混合反應后輸送到分離器。通過分離作用，污水與試劑充分接觸，絮凝物沉淀到分離器底部。處理后的水經分離器上出水口輸送至凈水罐，在通過喂水泵加壓送至注水泵用于地層恒壓注水。

注水壓力是注水系統的重要參數之一，目前，注水站依靠人工調節來控制注水體積和注水壓力，受人為因素的制約。不能保證注水實際的運行參數與注水的動態變化相匹配，難以實現注水機泵的經濟運行。測控系統在注水過程中需要根據工作站的壓力設定值實現定壓注水。

3 總結

油田的注水開發，是我國在陸上進行油田開發的一種重要方式，但是由于注水系統的耗能比較大。研制設計一套能夠實時反映生產運行情況、能夠根據生產工藝要求實現對污水處理過程的自動控制、能夠實現根據生產工藝判斷生產故障的自診斷功能于一體的智能化污水處理及注水控制系統，不但是保護生態環境的需要，降低油田生產成本的需要，同時也保證油田生產需要的高質量和高效率。通過對油田聯合站注水系統結構及優化設計的介紹，可以在一定程度上指導更合理的開采，同時降低能源消耗。相信隨著技術的不斷進步，我國石油工業能夠實現更加科學、全面、健康的發展。

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（作者單位：中國石油長慶油田分公司第十一采油廠）