工艺技术-油田注水工艺及管理教材(ppt 70页)

油田注水工艺及管理 长庆油田公司 第四采 油厂 油田注水：为了弥补原油采出后所造成的地下亏空，保持或提高油层压油田注水：为了弥补原油采出后所造成的地下亏空，保持或提高油层压 力，实现油田高产稳产，并获得较高的采收率，必须对油田进行注水。力，实现油田高产稳产，并获得较高的采收率，必须对油田进行注水。 （地（地 层压力下降后部分裂缝、孔隙闭合，油流阻力增大；地下原油大量脱气，粘层压力下降后部分裂缝、孔隙闭合，油流阻力增大；地下原油大量脱气，粘 度增加，油井产量大大减少，造成地下残留大量死油采不出来）度增加，油井产量大大减少，造成地下残留大量死油采不出来） 注水方式：油水井在油藏中所处的部位和它们之间的排列关系。注水方式：油水井在油藏中所处的部位和它们之间的排列关系。 、边缘注水；边外注水（缘外注水）、缘上注水、内含油边界以内边、边缘注水；边外注水（缘外注水）、缘上注水、内含油边界以内边 内注水等方式。内注水等方式。 、边内切割注水：利用注水井排将油藏切割成为较小单元，分每一个、边内切割注水：利用注水井排将油藏切割成为较小单元，分每一个 独立的开发单元进行开发和调整。独立的开发单元进行开发和调整。 、面积注水：面积注水方式是将注水井按一定几何形状和一定的密度、面积注水：面积注水方式是将注水井按一定几何形状和一定的密度 均匀地布置在整个开发区上。可分五点法注水，七点法注水，歪七点法注水均匀地布置在整个开发区上。可分五点法注水，七点法注水，歪七点法注水 ，四点法注水及九点法注水等。，四点法注水及九点法注水等。 提提 纲纲 第第 二二 部分部分 油田注油田注 水地面主要设备及管理水地面主要设备及管理 第三部分第三部分 油田注入水水质油田注入水水质 净化及设备净化及设备 第四部分第四部分 油田注水工艺技术指标、管理制度及要求油田注水工艺技术指标、管理制度及要求 第一部分第一部分 油田注水地面工艺流程油田注水地面工艺流程 第五部分第五部分 油田注水常用仪器仪表油田注水常用仪器仪表 水源井水源井 水源井水源井 水源井水源井 供水站供水站 注水站注水站 配水间配水间 注水井注水井 注水井注水井 注水井注水井 长庆油田公司 第四采 油厂 从水源井到注水井的地面系统通常包括供水站、注水站（水处理从水源井到注水井的地面系统通常包括供水站、注水站（水处理 站）站） 、配水间和注水井。、配水间和注水井。 第一部分第一部分 油田注水地面工艺流程油田注水地面工艺流程 长庆油田公司 第四采 油厂 配水间是用来调节、控制和计量注水井注水量的操作间，主要设配水间是用来调节、控制和计量注水井注水量的操作间，主要设 施为分水器、正常注水和旁通备用管汇；压力表和流量施为分水器、正常注水和旁通备用管汇；压力表和流量 计。计。 第一部分第一部分 油田注水地面工艺流程油田注水地面工艺流程 1、注水井站工艺流程、注水井站工艺流程 配水间配水间 1 干线来水压力表；干线来水压力表； 2 总截断阀；总截断阀； 3 注水支线截断阀；注水支线截断阀； 4 注水水表；注水水表； 5 注水控制阀；注水控制阀； 6 注水压力表；注水压力表； 7 注水井口装置；注水井口装置； 8 洗井水表洗井水表 长庆油田公司 第四采 油厂 第一部分第一部分 油田注水地面工艺流程油田注水地面工艺流程 1、注水井站工艺流程、注水井站工艺流程 配水间配水间 长庆油田公 司第四采油厂 第一部分第一部分 油田注水地面工艺流程油田注水地面工艺流程 2、注水泵站站工艺流程、注水泵站站工艺流程 注水站的主要作用：将来水升压，以满足注水井对注入压注水站的主要作用：将来水升压，以满足注水井对注入压 力的要求。力的要求。 注水工艺流程必须满足：注水水质、计量、操作管理及分注水工艺流程必须满足：注水水质、计量、操作管理及分 层注水等方面的要求。层注水等方面的要求。 工艺流程：来水进站工艺流程：来水进站 计量计量 水质处理水质处理 储水罐储水罐 进泵加进泵加 压压 输出高压水。输出高压水。 水源来水经过低压水表计量后进入储水大罐。一般每座注水源来水经过低压水表计量后进入储水大罐。一般每座注 水站应设置不少于两座储水大罐，其总容量应按最大用水量水站应设置不少于两座储水大罐，其总容量应按最大用水量 时的时的 4-6小时设计。小时设计。 长庆油田公 司第四采油厂 注水泵注水泵 机组机组 注水泵注水泵 机组机组 储水罐储水罐储水罐储水罐 注水流程要求：注水流程要求： 1、满足油田注水、满足油田注水 开发对注入水水质开发对注入水水质 、压力及水量的要、压力及水量的要 求；求； ； 2、管理方便、维、管理方便、维 修量小、容易实现修量小、容易实现 自动化；自动化； ； 3、节省钢材及投、节省钢材及投 资、施工量小；资、施工量小； ； 4、能注清水和含、能注清水和含 油污水，既能单注油污水，既能单注 又能混住。又能混住。 ； 第一部分第一部分 油田注水地面工艺流程油田注水地面工艺流程 长庆油田公 司第四采油厂 第一部分第一部分 油田注水地面工艺流程油田注水地面工艺流程 长庆油田公 司第四采油厂 第一部分第一部分 油田注水地面工艺流程油田注水地面工艺流程 长庆油田公 司第四采油厂 （ 1）单干管多井配水流程图）单干管多井配水流程图 。 注水站注水站 第一部分第一部分 油田注水地面工艺流程油田注水地面工艺流程 3、注水系统工艺流程图、注水系统工艺流程图 水源来水水源来水 配水间配水间 配水间配水间 长庆油田公 司第四采油厂 第一部分第一部分 油田注水地面工艺流程油田注水地面工艺流程 （ 2）单干管单井配水流程图）单干管单井配水流程图 。 3、注水系统工艺流程图、注水系统工艺流程图 注水站注水站水源来水水源来水 配水间配水间 配水间配水间 长庆油田公 司第四采油厂 第一部分第一部分 油田注水地面工艺流程油田注水地面工艺流程 （ 3）注水站直接配水流程图）注水站直接配水流程图 。 3、注水系统工艺流程图、注水系统工艺流程图 注水站注水站水源来水水源来水 至注水井至注水井 至注水井至注水井 长庆油田公 司第四采油厂 第一部分第一部分 油田注水地面工艺流程油田注水地面工艺流程 （ 4）双干管多井配水流程图）双干管多井配水流程图 。 3、注水系统工艺流程图、注水系统工艺流程图 注水站注水站水源来水水源来水 配水间配水间 配水间配水间 洗井干线洗井干线 注水干线注水干线 长庆油田公 司第四采油厂 第一部分第一部分 油田注水地面工艺流程油田注水地面工艺流程 南三注南三注301配配 206配配 南五供水站南五供水站 南二注南二注 203配配 101配配南一注 南一注 南四注南四注104配配 105配配 106配配 211配配 202配配 212配配 204配配 207配配 208配配 209配配 302配配 304配配 305配配 306 配配210配配 309配配 308配配 307配配103配配 202干线干线 207线线 203线线 210线线 102干线干线 101干线干线 311配配 303配配 201线线 五里湾油田注水环网图五里湾油田注水环网图3、注水系统工艺流程图、注水系统工艺流程图 环网供水注水 ： 共担 共补 长庆油田公 司第四采油厂 第一部分第一部分 油田注水地面工艺流程油田注水地面工艺流程 注水井是注入水从地面进入地层的通道注水井是注入水从地面进入地层的通道 ，它，它 的主要作用是：悬挂井内管柱；密封的主要作用是：悬挂井内管柱；密封 油、套环形空间；控制注水和洗井方式，如正注、反注、合注、正洗、反洗和进行井油、套环形空间；控制注水和洗井方式，如正注、反注、合注、正洗、反洗和进行井 下作业。除井口装置外，注水井内还根据注水要求（分注、合注、洗井）下有相应的下作业。除井口装置外，注水井内还根据注水要求（分注、合注、洗井）下有相应的 注水管柱。注水管柱。 。 3、注水井井口工艺流程图、注水井井口工艺流程图 250型注水井口注水井口流程图 提提 纲纲 第第 二二 部分部分 油田注油田注 水地面主要设备及管理水地面主要设备及管理 第三部分第三部分 油田注入水水质油田注入水水质 净化及设备净化及设备 第四部分第四部分 油田注水工艺技术指标、管理制度及要求油田注水工艺技术指标、管理制度及要求 第一部分第一部分 油田注水地面工艺流程油田注水地面工艺流程 第五部分第五部分 油田注水常用仪器仪表油田注水常用仪器仪表 长庆油田公 司第四采油厂 第二部分第二部分 油田注水地面主要设备及管理油田注水地面主要设备及管理 一、柱塞泵结构一、柱塞泵结构 通常为卧柱塞泵，有卧式通常为卧柱塞泵，有卧式 三柱塞和三柱塞和 卧式五卧式五 柱塞两种，其结构柱塞两种，其结构 与工作原理相与工作原理相 同，只是工作缸数不同而已。同，只是工作缸数不同而已。 柱塞泵主要由动力端和液力端两大柱塞泵主要由动力端和液力端两大 部分构成，并附有皮带、止回阀、安全部分构成，并附有皮带、止回阀、安全 阀、稳压器、润滑系统等构成。阀、稳压器、润滑系统等构成。 动力端：动力端： 由曲轴、连杆、十字头、由曲轴、连杆、十字头、 浮动套、机座构成。浮动套、机座构成。 液力端：液力端： 由泵头、密封函、柱塞、由泵头、密封函、柱塞、 进液阀和出液阀构成。进液阀和出液阀构成。 三缸单作用电动柱塞泵三缸单作用电动柱塞泵 长庆油田公 司第四采油厂 第二部分第二部分 油田注水地面主要设备及管理油田注水地面主要设备及管理 长庆油田公 司第四采油厂 第二部分第二部分 油田注水地面主要设备及管理油田注水地面主要设备及管理 长庆油田公 司第四采油厂 参 数 型 号 159 3H 8/450 5ZBII37/170 形式 卧式五柱塞 卧式三柱塞 卧式五柱塞 压 力 进 口 0.2 1.6 0.03， 0.1 2 MPa 出口 25.3 ， 19.2 ， 17.1 44， 37， 27， 21， 16 37， 27， 21， 16 理 论 排量， m3/h 22.4 ， 24.2 ， 31.6 8.1， 9.6， 13.5， 17.3， 21.0 15.9， 22.4， 28.8， 35.9 柱 直径， mm 48， 54， 57 35， 38， 45， 51， 57 35， 38， 45， 51， 57 塞 行程， mm 152 127 127 进 口管径， mm mm 102 5 114 4 114 4 出口管径， mm mm 89 16 60.3 11 88.9 12 电 型号 YB315 4BZ 动 功率， kw 180 110 185 机 电压 ， V 380 380 380 转 速， r/min 1480 1480 1470 外形尺寸 3650 2100 1765 3450 2020 1840 3450 2500 1840 整机 质 量， kg 6200 4600 7000 柱塞泵机组性能表柱塞泵机组性能表 第二部分第二部分 油田注水地面主要设备及管理油田注水地面主要设备及管理 长庆油田公 司第四采油厂 二、主要性能参数二、主要性能参数 柱塞泵的主要性能参数有流量、有效压头、有效功率、轴功率、柱塞泵的主要性能参数有流量、有效压头、有效功率、轴功率、 效率等效率等 1、理论排量、理论排量 所谓理论排量就是指泵单位时间内不考虑漏失、吸入不良等因素影响而所谓理论排量就是指泵单位时间内不考虑漏失、吸入不良等因素影响而 排出的体积量，理论排量又分为理论平均排量和理论顺时排量两种。排出的体积量，理论排量又分为理论平均排量和理论顺时排量两种。 理论平均排量理论平均排量 Q理平理平 =mFSn/60 式中：式中： Q理平理平 理论平均排量，理论平均排量， m3/s； m 多缸泵的缸数；多缸泵的缸数； F 泵活塞的截泵活塞的截 面积，面积， m2 ； S 活塞冲程，活塞冲程， m； n 冲冲 数，次数，次 /min 。 第二部分第二部分 油田注水地面主要设备及管理油田注水地面主要设备及管理 长庆油田公 司第四采油厂 二、主要性能参数二、主要性能参数 瞬时流量瞬时流量 瞬时流量就是指泵在某一瞬时（或曲轴转到某一角度时瞬时流量就是指泵在某一瞬时（或曲轴转到某一角度时 ）所排出的液体数量。以）所排出的液体数量。以 Q瞬时瞬时 表示。表示。 实际平均流量实际平均流量 往复泵实际排出液体的体积要比理论上计算的体积小。往复泵实际排出液体的体积要比理论上计算的体积小。 因此在单位时间内泵所排出的真实液体量称为实际流量。因此在单位时间内泵所排出的真实液体量称为实际流量。 第二部分第二部分 油田注水地面主要设备及管理油田注水地面主要设备及管理 长庆油田公 司第四采油厂 二、主要性能参数二、主要性能参数 2、泵的有效压头、泵的有效压头 单位重量的液体通过柱塞后获得的能量称为压头或扬程。它表示柱塞泵单位重量的液体通过柱塞后获得的能量称为压头或扬程。它表示柱塞泵 的扬水高度，用的扬水高度，用 H表示，单位是米（表示，单位是米（ m）。柱塞泵的有效压头可表示为：）。柱塞泵的有效压头可表示为： H=p表表 /+p 真真 /+(V 2排排 -V2吸吸 )/2g+H0 式中：式中： H 泵的有效压头，泵的有效压头， m； p表表 泵出口的压力值，泵出口的压力值， Pa； p真真 泵进口的压力值，泵进口的压力值， Pa； 液体的重度，液体的重度， N/m3； V排排 排出管的液体流速，排出管的液体流速， m/s； V吸吸 吸入管的液体流速，吸入管的液体流速， m/s； H0 泵吸入口与出口的高程差，泵吸入口与出口的高程差， m。 第二部分第二部分 油田注水地面主要设备及管理油田注水地面主要设备及管理 长庆油田公 司第四采油厂 二、主要性能参数二、主要性能参数 3、功率和效率、功率和效率 泵单位时间内所做的功泵单位时间内所做的功 称称 为泵的有效功率为泵的有效功率 N；泵的有效功率表示泵在单位；泵的有效功率表示泵在单位 时间内输送出去的液体从泵中获得的有效能力。时间内输送出去的液体从泵中获得的有效能力。 N= H Q/1000 式中：式中： N 泵的有效功率，泵的有效功率， kW； 液体密度，液体密度， kg/m3； H 扬程，扬程， m； Q 液体流量，液体流量， m3/s。 第二部分第二部分 油田注水地面主要设备及管理油田注水地面主要设备及管理 长庆油田公 司第四采油厂 二、主要性能参数二、主要性能参数 3、功率和效率、功率和效率 泵的输入功率为轴功率泵的输入功率为轴功率 N轴轴 ， 由于泵在工作时，泵内存在各种损失，轴功由于泵在工作时，泵内存在各种损失，轴功 率与有效功率之差为泵内损失功率，损失功率的大小用泵的效率衡量。因此率与有效功率之差为泵内损失功率，损失功率的大小用泵的效率衡量。因此 泵的效率泵的效率 等于有效功率与轴功率的之比，其表达式为：等于有效功率与轴功率的之比，其表达式为： =N/N 轴轴 100% 式中：式中： N 泵的有效功率，泵的有效功率， kW； N轴轴 泵的轴功率，泵的轴功率， kW ； 泵的效率，泵的效率， % 。 第二部分第二部分 油田注水地面主要设备及管理油田注水地面主要设备及管理 长庆油田公 司第四采油厂 三、柱塞泵的使用及维护三、柱塞泵的使用及维护 1、柱塞泵的操作使用、柱塞泵的操作使用 开泵前的准备。往复泵在开泵前必须检查泵和电机的情况。例如，活塞开泵前的准备。往复泵在开泵前必须检查泵和电机的情况。例如，活塞 有无卡住和不灵活；填料是否严密；各部连接是否牢靠；变速箱内机油是否有无卡住和不灵活；填料是否严密；各部连接是否牢靠；变速箱内机油是否 适量等。适量等。 尤其十分重要的是，开泵前必须打开排出阀和排出管路上的其他所有闸尤其十分重要的是，开泵前必须打开排出阀和排出管路上的其他所有闸 阀，即可开泵。阀，即可开泵。 第二部分第二部分 油田注水地面主要设备及管理油田注水地面主要设备及管理 长庆油田公 司第四采油厂 三、柱塞泵的使用及维护三、柱塞泵的使用及维护 2、运转中的维护、运转中的维护 往复泵在运转过程中禁止关闭排出阀，由于液体几乎是不可压缩的，因往复泵在运转过程中禁止关闭排出阀，由于液体几乎是不可压缩的，因 此在启动或运转中如果关闭排出阀，会使泵或管路憋坏，还可能使电机烧坏此在启动或运转中如果关闭排出阀，会使泵或管路憋坏，还可能使电机烧坏 。 在运转过程中应当用在运转过程中应当用 “ 看声音、看仪表、摸电机温度看声音、看仪表、摸电机温度 ” 的办法随时掌握的办法随时掌握 工作情况。同时要保证各部位润滑良好。工作情况。同时要保证各部位润滑良好。 第二部分第二部分 油田注水地面主要设备及管理油田注水地面主要设备及管理 长庆油田公 司第四采油厂 三、柱塞泵的使用及维护三、柱塞泵的使用及维护 2、运转中的维护、运转中的维护 （ 1）新安装的泵连续运转）新安装的泵连续运转 5天后应换机油一次，经天后应换机油一次，经 15天再换天再换 机油一次，机油一次， 以后每三个月换一次机油。以后每三个月换一次机油。 （ 2）在运转中应经常观察压力表的读数。）在运转中应经常观察压力表的读数。 （ 3）润滑油的温度不应超过）润滑油的温度不应超过 30度。度。 （ 4）当油面低于油标时，应添加同种机油至要求高度。）当油面低于油标时，应添加同种机油至要求高度。 （ 5）阀有剧烈的敲击声或传动部分的零件温升过高时，应停机检查。）阀有剧烈的敲击声或传动部分的零件温升过高时，应停机检查。 （ 6）定期检查电器设备的连接及绝缘情况。）定期检查电器设备的连接及绝缘情况。 （ 7）详细记录在运转过程中和修理中的情况。）详细记录在运转过程中和修理中的情况。 第二部分第二部分 油田注水地面主要设备及管理油田注水地面主要设备及管理 提提 纲纲 第第 二二 部分部分 油田注油田注 水地面主要设备及管理水地面主要设备及管理 第三部分第三部分 油田注入水水质油田注入水水质 净化及设备净化及设备 第四部分第四部分 油田注水工艺技术指标、管理制度及要求油田注水工艺技术指标、管理制度及要求 第一部分第一部分 油田注水地面工艺流程油田注水地面工艺流程 第五部分第五部分 油田注水常用仪器仪表油田注水常用仪器仪表 长庆油田公 司第四采油厂 第三部分第三部分 油田注入水水质净化及设备油田注入水水质净化及设备 一、注水水源一、注水水源 油田注水水源可分为地面水源、地下水源和含油污水等三种。油田注水水源可分为地面水源、地下水源和含油污水等三种。 1、地面水源、地面水源 目前、我国陆地上油田所用的地面水源主要有江河水、湖泊水、水库水等。它的目前、我国陆地上油田所用的地面水源主要有江河水、湖泊水、水库水等。它的 特点是地面水源水量充足、矿化度低。但水量随着季节变化较大、含氧量高，同时携带特点是地面水源水量充足、矿化度低。但水量随着季节变化较大、含氧量高，同时携带 大量大量 的多种的多种 微生物、悬浮物和泥沙杂质等。微生物、悬浮物和泥沙杂质等。 2、地下水源、地下水源 地下水源是指地下浅地下水源是指地下浅 层层 水，一般水，一般 产产 于河流和洪水冲于河流和洪水冲 击层击层 中，水量丰富，中，水量丰富， 经经 水文勘水文勘 探井探井 队钻队钻 探而成。探而成。 长庆长庆 油田目前地下水源的油田目前地下水源的 层层 位是位是 ：洛河：洛河 层层 。 长庆油田公 司第四采油厂 一、注水水源一、注水水源 3、含油、含油 污污 水水 含油含油 污污 水是我国各油田所用的主要注水水源，它是由水是我国各油田所用的主要注水水源，它是由 层层 中采出的含水原油中采出的含水原油 经过经过 脱脱 水后得到的。水后得到的。 对对 含油含油 污污 水水 进进 行行 处处 理和回注，一方面可作理和回注，一方面可作 为为 油田注水油田注水 稳稳 定的供水水源，定的供水水源， 节约节约 清水；另一方面可以减少外排造成的清水；另一方面可以减少外排造成的 环环 境境 污污 染。染。 第三部分第三部分 油田注入水水质净化及设备油田注入水水质净化及设备 长庆油田公 司第四采油厂 二、水质及标准二、水质及标准 1、注水水质、注水水质 注水水源除要求水量充足、取水方便和经济合理外，还必须符合以下基注水水源除要求水量充足、取水方便和经济合理外，还必须符合以下基 本要求：本要求： （ 1）水质稳定，与油层水相混不产生沉淀；）水质稳定，与油层水相混不产生沉淀； （ 2）水注入油层后不使粘土产生水化膨胀或产生悬浊；）水注入油层后不使粘土产生水化膨胀或产生悬浊； （ 3）不得携带大量悬浮物，）不得携带大量悬浮物， 以防堵塞注水井渗滤通道；以防堵塞注水井渗滤通道； （ 4）对注水设施腐蚀性小；）对注水设施腐蚀性小； （ 5）当一种水源量不足，需要第二种水源时，应首先进行室内试验，）当一种水源量不足，需要第二种水源时，应首先进行室内试验， 证实两种水的配伍性好，对油层无伤害才可注入。证实两种水的配伍性好，对油层无伤害才可注入。 第三部分第三部分 油田注入水水质净化及设备油田注入水水质净化及设备 长庆油田公 司第四采油厂 二、水质及标准二、水质及标准 1、水质推荐标准、水质推荐标准 1995年中国石油天然气总公司颁布的年中国石油天然气总公司颁布的 SY/T5329-94碎屑岩油藏注水水碎屑岩油藏注水水 质推荐指标及分析方法，规定了对碎屑岩油藏注水水质的基本要求。质推荐指标及分析方法，规定了对碎屑岩油藏注水水质的基本要求。 注入 层 平均空气渗透率 (m2) 0.6 标 准分 级 A1 A2 A3 B1 B2 B3 C1 C2 C3 控 制 指 标 悬 浮固体 质 量 浓 度 (mg/L) 100.0 控 制 指 标 悬 浮物 浓 度 ,mg/L 5 10 10 15 悬 浮物粒径 ,m 3 3 3 5 含油量 ,mg/L 10 15 20 30 平均腐 蚀 率 ,mm/a 0.076 SRB菌 ,个 /ml 10 TGB菌 ,个 /ml 100 辅 助 指 标 总铁 量 ,mg/L 0.5 PH 69 溶解氧 ,mg/L 0.05 硫化物 ,mg/L 2.0 二氧化碳 ,mg/L -1.01.0 长庆油田公 司第四采油厂 三、指标超标的危害三、指标超标的危害 1、悬浮物含量、悬浮物含量 悬浮物含量是注入水结垢和地层堵塞的重要标志，如果注入水中悬浮物悬浮物含量是注入水结垢和地层堵塞的重要标志，如果注入水中悬浮物 含量超标，就会堵塞油层孔隙通道，导致地层吸水能力下降。含量超标，就会堵塞油层孔隙通道，导致地层吸水能力下降。 2、含油量、含油量 如果注入水中含油量超标，将会降低注水效率，它能在地层中形成如果注入水中含油量超标，将会降低注水效率，它能在地层中形成 “ 乳乳 化段塞化段塞 ” ，堵塞油层孔隙通道，导致地层吸水能力下降。且它还可以作为某，堵塞油层孔隙通道，导致地层吸水能力下降。且它还可以作为某 些悬浮物很好的胶结剂，进一步增加堵塞效果。些悬浮物很好的胶结剂，进一步增加堵塞效果。 第三部分第三部分 油田注入水水质净化及设备油田注入水水质净化及设备 长庆油田公 司第四采油厂 三、指标超标的危害三、指标超标的危害 3、溶解氧、溶解氧 溶解氧对注入水的腐蚀性和堵塞都有明显的影响。如果注入鼠肿瘤化物含量溶解氧对注入水的腐蚀性和堵塞都有明显的影响。如果注入鼠肿瘤化物含量 超标，它不仅直接影响注入水对注水油套管等设备的腐蚀，而且当注入水存在溶超标，它不仅直接影响注入水对注水油套管等设备的腐蚀，而且当注入水存在溶 解的铁离子时，氧气进入系统后，就会生成不溶性的铁氧化物沉淀，从而堵塞油解的铁离子时，氧气进入系统后，就会生成不溶性的铁氧化物沉淀，从而堵塞油 层，因此，溶解氧是注入水产生腐蚀的一个重要因素。层，因此，溶解氧是注入水产生腐蚀的一个重要因素。 4、硫化物、硫化物 油田含油污水中的硫化物有的是自然存在于水中的，有的是由于硫酸盐还原油田含油污水中的硫化物有的是自然存在于水中的，有的是由于硫酸盐还原 菌产生的。如果注入水中硫化物超标，则注入水中的硫化氢就会加速注水金属设菌产生的。如果注入水中硫化物超标，则注入水中的硫化氢就会加速注水金属设 施的腐蚀，产生腐蚀产物硫化亚铁，造成地层堵塞施的腐蚀，产生腐蚀产物硫化亚铁，造成地层堵塞 。 第三部分第三部分 油田注入水水质净化及设备油田注入水水质净化及设备 长庆油田公 司第四采油厂 三、指标超标的危害三、指标超标的危害 5、细菌总数、细菌总数 如果注入水中细菌总数超标，就会引起金属腐蚀。腐蚀物就会造成油层堵塞；油如果注入水中细菌总数超标，就会引起金属腐蚀。腐蚀物就会造成油层堵塞；油 田含油污水中若大量存在细菌，就会加剧对金属设备的腐蚀，造成油层堵塞。田含油污水中若大量存在细菌，就会加剧对金属设备的腐蚀，造成油层堵塞。 6. Fe2+和和 Fe3+离子离子 油田污水中的油田污水中的 Fe2+离子结构不太稳定，易与水中的溶解氧作用生成不溶于水的离子结构不太稳定，易与水中的溶解氧作用生成不溶于水的 Fe(OH)3沉淀；沉淀； Fe2+离子还容易与水中的硫化氢发生化学反应，生成离子还容易与水中的硫化氢发生化学反应，生成 FeS沉淀，从而沉淀，从而 堵塞油层，导致吸水指数下降。堵塞油层，导致吸水指数下降。 第三部分第三部分 油田注入水水质净化及设备油田注入水水质净化及设备 长庆油田公 司第四采油厂 四、注入水配伍原则四、注入水配伍原则 1、注入水与地层水的不配伍可能产生沉淀、注入水与地层水的不配伍可能产生沉淀 常见的注入水与地层水水型有常见的注入水与地层水水型有 CaCl2、 Na2SO4、 NaHCO3三种，当两种不同三种，当两种不同 水型的水相混合时就有可能产生沉淀。水型的水相混合时就有可能产生沉淀。 常见的反应有：常见的反应有： （ 1）注入水与地层水直接生成沉淀：）注入水与地层水直接生成沉淀： Ca2 （ Ba2 、 Sr2 ） SO42- CaSO 4 Ca2 （ Fe2 、 Ba2 、 Sr2 、 Mg2 ） CO32- CaCO 3 第三部分第三部分 油田注入水水质净化及设备油田注入水水质净化及设备 长庆油田公 司第四采油厂 四、注入水配伍原则四、注入水配伍原则 常见的反应有：常见的反应有： （ 2）水中）水中 H2S引起的沉淀：引起的沉淀： Fe2 S2- FeS （ 3）水中）水中 CO2逸出或逸出或 PH值和温度升高时引起沉淀：值和温度升高时引起沉淀： Ca2 （ Fe2 、 Ba2 、 Sr2 、 Mg2 ） HCO3- Ca(HCO 3)2 Ca(HCO3)2 CaCO3 CO2 H2O （ 4）水中溶解氧引起沉淀。）水中溶解氧引起沉淀。 第三部分第三部分 油田注入水水质净化及设备油田注入水水质净化及设备 长庆油田公 司第四采油厂 四、注入水配伍原则四、注入水配伍原则 2、注入水与储层的不配伍可能引起的损害、注入水与储层的不配伍可能引起的损害 （ 1）矿化度敏感引起地层中水敏性物质的膨胀、分散和运移，）矿化度敏感引起地层中水敏性物质的膨胀、分散和运移， C.E.C值值 （油层岩样的阳离子交换容量）大于（油层岩样的阳离子交换容量）大于 0.009mmol/g（按一价离子计算）时，（按一价离子计算）时， 考虑对储层进行防膨预处理或重新选择水源。考虑对储层进行防膨预处理或重新选择水源。 （ 2） pH值变化引起的微粒和沉淀。值变化引起的微粒和沉淀。 第三部分第三部分 油田注入水水质净化及设备油田注入水水质净化及设备 长庆油田公 司第四采油厂 四、注入水配伍原则四、注入水配伍原则 3、注入条件变化引起对地层的损害、注入条件变化引起对地层的损害 如速敏引起地层中微粒的迁移和温度压力变化引起沉淀等。如速敏引起地层中微粒的迁移和温度压力变化引起沉淀等。 如果油田注入水和地层水中存在如果油田注入水和地层水中存在 Ca2 和和 HCO3-，水中，水中 CaCO3的溶解平衡反的溶解平衡反 应为：应为： Ca(HCO3)2 CaCO3 CO2 H2O 该结垢成因主要受温度、该结垢成因主要受温度、 pH值或地层内值或地层内 CO2逸出的影响。逸出的影响。 在生产阶段在生产阶段 CO2气体从水中逸出，平衡向右移动，在部分油井上出现碳气体从水中逸出，平衡向右移动，在部分油井上出现碳 酸钙垢。酸钙垢。 第三部分第三部分 油田注入水水质净化及设备油田注入水水质净化及设备 长庆油田公 司第四采油厂 四、注入水配伍原则四、注入水配伍原则 4、清污混注配伍原则、清污混注配伍原则 清污混注前应进行结垢计算或可混性试验。主要应考虑防沉淀、缓蚀、清污混注前应进行结垢计算或可混性试验。主要应考虑防沉淀、缓蚀、 杀菌、除氧等。杀菌、除氧等。 （ 1）结垢的主要机理机理）结垢的主要机理机理 Ca2 CO32- CaCO3 Ca2 （ Ba2 、 Sr2 ） SO42- CaSO4 （ BaSO4 、 SrSO4 ） （ 2）溶解）溶解 O2、 H2S、 CO2引起腐蚀引起腐蚀 溶解氧氧化注水设施，产生溶解氧氧化注水设施，产生 Fe(OH)3沉淀；有利于好氧菌的繁殖与生长沉淀；有利于好氧菌的繁殖与生长 ，进而产生大量的堵塞物质。，进而产生大量的堵塞物质。 CO2溶于水中降低溶于水中降低 pH值从而加剧腐蚀。值从而加剧腐蚀。 第三部分第三部分 油田注入水水质净化及设备油田注入水水质净化及设备 长庆油田公 司第四采油厂 四、注入水配伍原则四、注入水配伍原则 H2S在酸性或中性水中生成在酸性或中性水中生成 FeS沉淀，促使阳极反应不断进行，引起较严沉淀，促使阳极反应不断进行，引起较严 重的腐蚀。重的腐蚀。 （ 3）细菌堵塞地层）细菌堵塞地层 在油田水系统中存在着硫酸盐还原菌（在油田水系统中存在着硫酸盐还原菌（ SRB）、腐生菌（）、腐生菌（ TGB）和铁细菌）和铁细菌 （ IB）等多种微生物，这些细菌除自身造成地层堵塞外，还增加悬浮物颗粒）等多种微生物，这些细菌除自身造成地层堵塞外，还增加悬浮物颗粒 含量并增大颗粒直径以及增大总铁含量。含量并增大颗粒直径以及增大总铁含量。 第三部分第三部分 油田注入水水质净化及设备油田注入水水质净化及设备 长庆油田公 司第四采油厂 1 2 3 4 5 6 地下水除铁工艺流程地下水除铁工艺流程 1-水源；水源； 2-深井泵；深井泵； 3-过滤器；过滤器； 4-储水罐；储水罐； 5-输水泵；输水泵； 6-供水管线供水管线 （一）地下（一）地下 浅层水处理工艺浅层水处理工艺五、水质净化及设备五、水质净化及设备 第三部分第三部分 油田注入水水质净化及设备油田注入水水质净化及设备 长庆油田公 司第四采油厂 第三部分第三部分 油田注入水水质净化及设备油田注入水水质净化及设备 长庆油田公 司第四采油厂 地下浅层水，经水文地质勘探，井队钻探而成，比较经济。地下水经过地下浅层水，经水文地质勘探，井队钻探而成，比较经济。地下水经过 地下砂层地下砂层 的多级过滤的多级过滤 ，比较干净，几项水质指标都基本达到要求，个别井的，比较干净，几项水质指标都基本达到要求，个别井的 含铁比较高。地下水中铁的主要成份是：二价铁，通常含铁比较高。地下水中铁的主要成份是：二价铁，通常 以以 Fe(HCO3)2形态存在形态存在 ，水解后生，水解后生 成成 Fe(OH)2，氧化后生，氧化后生 成成 Fe(OH)3，容易产生沉淀堵塞地层。，容易产生沉淀堵塞地层。 一般在除铁的锰砂过滤器后加一级石英砂过滤器，可以进一步除掉一般在除铁的锰砂过滤器后加一级石英砂过滤器，可以进一步除掉 水中水中 的悬浮物的悬浮物 固体，这样便于达到清水固体，这样便于达到清水 注水的水质标准注水的水质标准 ，无论是锰砂还是石英砂，无论是锰砂还是石英砂 滤罐都是压力式滤罐。滤罐都是压力式滤罐。 第三部分第三部分 油田注入水水质净化及设备油田注入水水质净化及设备 （一）地下（一）地下 浅层水处理工艺浅层水处理工艺五、水质净化及设备五、水质净化及设备 长庆油田公 司第四采油厂 随着油田开发时间的推移和各油田高含水期的到来，油田注水的含油污随着油田开发时间的推移和各油田高含水期的到来，油田注水的含油污 水已成为各油田的主要注水水源。含油污水回注既可防止污染、保护环境，水已成为各油田的主要注水水源。含油污水回注既可防止污染、保护环境， 又可充分利用油、水资源。含油污水处理的主要目的是去除污水中的油及大又可充分利用油、水资源。含油污水处理的主要目的是去除污水中的油及大 量悬浮物质，使之达到注水或外排的标准量悬浮物质，使之达到注水或外排的标准 。 第三部分第三部分 油田注入水水质净化及设备油田注入水水质净化及设备 （二）、含油污水处理及设备（二）、含油污水处理及设备 五、水质净化及设备五、水质净化及设备 净化水罐 纤维球过滤器 上泵回注 溢流沉降罐 除油罐 调节水罐 核桃壳过滤器 纤维球过滤器核桃壳过滤器 絮凝剂 助凝剂 气浮除油装置 加药系统加药系统 除油工艺除油工艺 除油工艺除油工艺 长庆油田公 司第四采油厂 1、除油装置、除油装置 除油罐除油罐 除油罐根据型式可分为：立式常压除油罐、卧式压力除油罐、密闭除油除油罐根据型式可分为：立式常压除油罐、卧式压力除油罐、密闭除油 罐。除油罐型式的选用应罐。除油罐型式的选用应 根据采用的根据采用的 处理工艺流程、含油污水水质、污水中处理工艺流程、含油污水水质、污水中 的油品性质、处理规模、处理后水质要求，通过经济比较确定的油品性质、处理规模、处理后水质要求，通过经济比较确定 。 进入除油罐含油污水的含油量不得大于进入除油罐含油污水的含油量不得大于 1000mg/L，粒径大于，粒径大于 76m 的砂的砂 粒含量不得大于粒含量不得大于 100mg/L。否则必须在进入除油罐前增设除砂装置。经除油。否则必须在进入除油罐前增设除砂装置。经除油 处理后，污水含油量不大于处理后，污水含油量不大于 50mg/L，悬浮固体含量不大于，悬浮固体含量不大于 20mg/L。 第三部分第三部分 油田注入水水质净化及设备油田注入水水质净化及设备 长庆油田公 司第四采油厂 立式除油罐示意图立式除油罐示意图 1 进水；进水； 2 粗粒化滤层；粗粒化滤层； 3 斜板滤层；斜板滤层； 4 出水；出水； 5 出油；出油； 6 集油槽；集油槽； 7 排泥。排泥。 污水加入混凝剂后，在管道内污水加入混凝剂后，在管道内 进行混合，再经进水管以切线方式进行混合，再经进水管以切线方式 进入反应筒内，旋流上升进行反应进入反应筒内，旋流上升进行反应 ，污水再经上部配水管和喇叭口进，污水再经上部配水管和喇叭口进 入油水分离区。污水再分离区自上入油水分离区。污水再分离区自上 而下缓慢流动，靠油水重力差进行而下缓慢流动，靠油水重力差进行 油水分离，分离出来的原油浮升至油水分离，分离出来的原油浮升至 水面流入集油槽，槽内设可调式堰水面流入集油槽，槽内设可调式堰 板，控制出水位和油层厚度，出水板，控制出水位和油层厚度，出水 槽内还设带喇叭口的溢流管以防冒槽内还设带喇叭口的溢流管以防冒 罐。在除油罐内也可加设斜板，以罐。在除油罐内也可加设斜板，以 增加除油面积，加斜板的除油罐称增加除油面积，加斜板的除油罐称 立式斜板立式斜板 除油罐除油罐 。 。 第三部分第三部分 油田注入水水质净化及设备油田注入水水质净化及设备 长庆油田公 司第四采油厂 1、除油装置、除油装置 气浮分离除油气浮分离除油 气浮分离除油装置主要包括溶气部分、药剂投加部分和气浮分离罐。采气浮分离除油装置主要包括溶气部分、药剂投加部分和气浮分离罐。采 用溶气泵或水射器抽吸气体，溶解罐溶气，气浮分离罐由絮凝室、接触室和用溶气泵或水射器抽吸气体，溶解罐溶气，气浮分离罐由絮凝室、接触室和 分离区组成。分离区组成。 水处理剂配制系统水处理剂配制系统 高效管式加药反应器（高效管式加药反应器（ PFR） 斜板溶气气浮机（斜板溶气气浮机（ CDAF） 高压溶气系统高压溶气系统 第三部分第三部分 油田注入水水质净化及设备油田注入水水质净化及设备 长庆油田公 司第四采油厂 1、除油装置、除油装置 气浮分离除油气浮分离除油 溶气气浮（ CDAF） 工作原理 污水通过加药反应器后，进入溶气浮选机，与溶气水混合，絮体附着在小气泡上污水通过加药反应器后，进入溶气浮选机，与溶气水混合，絮体附着在小气泡上 ，通过设置在浮选机腔中的斜板与水分离后，上浮到浮选机的表面，被自动刮渣机刮，通过设置在浮选机腔中的斜板与水分离后，上浮到浮选机的表面，被自动刮渣机刮 走，浮选机底部沉淀物由底部的刮渣机刮至排污阀排走。出水通过特殊设计的流道，走，浮选机底部沉淀物由底部的刮渣机刮至排污阀排走。出水通过特殊设计的流道， 溢流出浮选机。溢流出浮选机。 浮选机出水的一部分，通过常规的单级离心泵进行再循环（设计循环率为浮选机出水的一部分，通过常规的单级离心泵进行再循环（设计循环率为 15-20 ）。循环水切向射入倾斜布置的压力母管，与其中的压缩空气快速混合，溶解直至）。循环水切向射入倾斜布置的压力母管，与其中的压缩空气快速混合，溶解直至 饱和。过剩的空气将通过释放阀自动排走，以维持母管内一定的溶气液位。在浮选机饱和。过剩的空气将通过释放阀自动排走，以维持母管内一定的溶气液位。在浮选机 的底部装有先进的防堵释放器，溶气的压力水通过释放器，均匀地释放出气泡。的底部装有先进的防堵释放器，溶气的压力水通过释放器，均匀地释放出气泡。 第三部分第三部分 油田注入水水质净化及设备油田注入水水质净化及设备 长庆油田公 司第四采油厂 1、除油装置、除油装置 气浮分离除油气浮分离除油 进水 絮凝剂 混凝剂 空气 空气 中和剂 出水 污泥 溶气气浮工艺系统 第三部分第三部分 油田注入水水质净化及设备油田注入水水质净化及设备 长庆油田公 司第四采油厂 1、除油装置、除油装置 气浮分离除油气浮分离除油 高效管式加药反应器（高效管式加药反应器（ PFR） 用于去除水中的用于去除水中的 COD、 BOD以及悬浮物，新型管道反应以及悬浮物，新型管道反应 器与器与 CDAF配套使用能大大提高气浮机的分离效率。配套使用能大大提高气浮机的分离效率。 第三部分第三部分 油田注入水水质净化及设备油田注入水水质净化及设备 长庆油田公 司第四采油厂 1、除油装置、除油装置 气浮分离除油气浮分离除油 进水 出水 高效管式加药反应器（高效管式加药反应器（ PFR） 由三个特殊设计的混合管道组成，加入混由三个特殊设计的混合管道组成，加入混 凝剂（凝剂（ Coagulant）、）、 絮凝剂（絮凝剂（ Flocculant） 和溶气气泡，通过设计控制各和溶气气泡，通过设计控制各 管段的混合能量和混合时间，以达到最优化的混凝效果。管段的混合能量和混合时间，以达到最优化的混凝效果。 第三部分第三部分 油田注入水水质净化及设备油田注入水水质净化及设备 长庆油田公 司第四采油厂 2、 过滤装置过滤装置 核桃壳过滤器核桃壳过滤器 核桃壳过滤器是一种以特核桃壳过滤器是一种以特 殊的核桃壳为过滤介质的新型殊的核桃壳为过滤介质的新型 过滤器，是目前各大油田注水过滤器，是目前各大油田注水 过滤的首选设备。该过滤器是过滤的首选设备。该过滤器是 利用过滤分离原理研制成功的利用过滤分离原理研制成功的 分离设备，采用了耐油滤材分离设备，采用了耐油滤材 -特特 殊核桃壳作为过滤介质，利用殊核桃壳作为过滤介质，利用 核桃壳比表面积大、吸附力强核桃壳比表面积大、吸附力强 、截污量大的特性，去除水中、截污量大的特性，去除水中 的油和悬浮物。的油和悬浮物。 第三部分第三部分 油田注入水水质净化及设备油田注入水水质净化及设备 长庆油田公 司第四采油厂 2、 过滤装置过滤装置 过滤时，水流自上而下，经布水器、滤过滤时，水流自上而下，经布水器、滤 料层、集水器，完成过滤。反洗时，搅拌器料层、集水器，完成过滤。反洗时，搅拌器 翻转滤料，水流自下而上，使滤料得到彻底翻转滤料，水流自下而上，使滤料得到彻底 清洗再生。核桃壳过滤器主要由过滤系统、清洗再生。核桃壳过滤器主要由过滤系统、 清洗系统和控制系统组成。该设备操作方便清洗系统和控制系统组成。该设备操作方便 ，过滤精度高，处理量大，滤材清洗、再生，过滤精度高，处理量大，滤材清洗、再生 方便、彻底。方便、彻底。 设计参数必须有针对性，因为不同油田设计参数必须有针对性，因为不同油田 ,甚至同一油田的不同区块的采油废水的性甚至同一油田的不同区块的采油废水的性 质都不一样，其运行参数的选择必须以试验质都不一样，其运行参数的选择必须以试验 为基础，否则达不到预期效果。为基础，否则达不到预期效果。 第三部分第三部分 油田注入水水质净化及设备油田注入水水质净化及设备 长庆油田公 司第四采油厂 2、 过滤装置过滤装置 纤维球过滤器纤维球过滤器 WXLG改性纤维球过滤器由汉江石油物资改性纤维球过滤器由汉江石油物资 技术开发有限责任公司研制。该设备处理精度技术开发有限责任公司研制。该设备处理精度 高，用于油田含油污水精细过滤未置级。该过高，用于油田含油污水精细过滤未置级。该过 滤器选用的纤维球滤料，是由经过新的化学配滤器选用的纤维球滤料，是由经过新的化学配 方合成的特种纤维丝做成，其主要特点是经过方合成的特种纤维丝做成，其主要特点是经过 本质的改性处理将纤维滤料由亲油型改变为亲本质的改性处理将纤维滤料由亲油型改变为亲 水型。该产品应用于油田