优化注水系统 改善注水水质

李康锐，赵 栋，李 凯，宋阿阳，阎逸超，任音南，曹 宏，孙越宇

1.中国石油塔里木油田分公司，新疆库尔勒 841000

2.中铁一局集团第四工程有限公司，陕西咸阳 712000

优化注水系统 改善注水水质

李康锐1，赵 栋1，李 凯1，宋阿阳2，阎逸超1，任音南1，曹 宏1，孙越宇1

1.中国石油塔里木油田分公司，新疆库尔勒 841000

2.中铁一局集团第四工程有限公司，陕西咸阳 712000

针对塔里木油田某注水井注入水中悬浮物及油含量不达标的问题，分析了现场工况及注入水水质不达标的原因，据此对生产工艺进行了改进，对设备及生产制度进行了优化。工艺优化后的水质分析结果表明，注水泵进出口水中悬浮物含量及含油量大幅度下降，达到了该区块注入水悬浮物含量小于 3 mg/L，含油量小于 8 mg/L 的要求。

塔里木油田；注水水质；工艺改进；悬浮物；含油量

0 引言

塔里木油田某区块注水工程自 2011 年启动以来，注入水的悬浮物及油含量不达标问题一直困扰着技术人员。为了改善注水水质，提高注水质量，通过对注水工艺进行改造，最终解决了注水水质不达标问题。

1 现场工况

塔里木油田某注水井工艺流程如图1所示。来自水源井的水通过砂滤器初步过滤后进入沉降罐进行沉降，沉降后的水通过离心泵先后打入粗、细纤维球过滤器过滤，滤后的净化水由离心泵打入 1#、2#净水罐进行沉降，而后由一台离心泵从净水罐底部将沉降后净化水送至注水泵入口。

1.1 现场注水工艺设备参数

潜水泵：功率 15 kW，排量 50 m3/h，扬程 65 m，下井深度 50 m，井深 200 m，静液面高度 16 m。

纤维球过滤器（双罐）：处理能力 60 m3/h，尺寸D1.6 m × 4 m，反冲洗电机功率 7.5 kW。

储水罐（1 座沉降罐、2 座净水罐）：7 m × 3 m × 2.4 m（50 m3）。

过滤器前置增压泵（喂水泵）：功率 5.5 kW，排量12.5 m3/h，扬程 50 m，转速 2 900 r/min。

注水泵：型号 QCZS550/25，级数 180 级，流量550 m3/d，压力等级 25 MPa。

1.2 水质化验数据（见表1）

表1 某注水井优化前注入水悬浮物含量及含油量

2 水质不达标原因分析

2.1 工艺缺陷的影响

沉降罐及净水罐均未设计排污流程。自2011年注水系统投运以来，沉降罐底部泥沙堆积厚度已近20 cm，净水罐底部泥沙堆积厚度也已有 10 cm，而净水罐至注水泵的进水管道入口设计得太低，距净水罐底部仅有20 cm。沉降罐与净水罐距离较近，且两罐进出口一直有水流动，沉降罐及净水罐内水沉降的时间较短。工艺设计不合理是导致水质不达标的关键因素。

2.2 设备工况的影响

如图1所示，水处理工艺中采用了两套纤维球过滤器，两套过滤器在正常情况下为串联运行。第一套为粗过滤器，第二套为细过滤器。由于粗过滤器搅拌泵泵轴经常出现卡阻，使得电机极易烧损，因此粗过滤器常出现阶段性停运状况。由于缺少一道过滤工序，无疑会影响到污水处理效果。

2.3 生产制度不完善

注水系统起初投运时，规定每星期对纤维球过滤器进行一次反冲洗，随着注水系统运行时间的延长，设备出现老化，但未相应增加反冲洗频率，导致过滤器反冲洗不及时，故影响了污水处理效果。同时，由于人为因素的影响未能及时将水样送至化验室化验，这导致不能及时对生产中存在的问题进行处理。

3 解决途径

3.1 工艺改进

改造后的工艺流程见图2。

图2 改造后的工艺流程

（1）在 1#沉降罐后增设 2#沉降罐，与 1#沉降罐距离为 60 m，增加原水沉降时间，同时将 2#沉降罐架高 1 m，利用 2#沉降罐为 1#、2#净水罐供水。

（2）为沉降罐、净水罐增设排污管道，将原净水罐至注水泵入口的进液管道改为排污管道，通过采取该措施改善原水及净水水质。

（3）净水罐至注水泵的供水管道入口位置由原来的距净水罐底部 20 cm 增加至距罐底 60 cm，以减少罐底部沉沙对供水水质的影响。

（4）在注水泵入口处增设一个 Y 型过滤器。Y 型过滤器可过滤掉水中的杂质，从而防止了沙石进入注水泵损坏叶轮。

3.2 设备优化

（1）更换 1#纤维球过滤器搅拌泵电机，清洗纤维球过滤器，并去除过滤器罐底泥沙。

（2）清洗 1#沉降罐及 1#、2#净水罐底部泥沙。

3.3 优化生产制度

（1）每两天对纤维球过滤器进行一次反冲洗，反冲洗完毕后再为沉降罐建立液位。每两天对清水罐及沉降罐进行一次排污，并定期对纤维球过滤器、沉降罐及清水罐进行清洗，提高设备的污水处理能力。

（2）由 2#沉降罐轮流为1#、2#净水罐供水，1#、2#净水罐单独运行，1#净水罐为注水泵供水时，2#注水罐进行沉降，2#净水罐为注水泵供水时，1#注水罐进行沉降。通过延长净水沉降时间，改善注水水质。

（3）强化注水指标监测，坚持季度洗井和注水系统关键点的水质监测。每天对水源井来水、过滤器进出口水质及注水泵进出口水质进行检测，保证注水质量。

（4）建立注水井机泵保养制度，每月定期对机泵进行维护保养。

3.4 工艺优化后的水质分析结果（见表2）

表2 某注水井优化后注入水悬浮物及油含量

对比表1、表2数据可发现，通过工艺、设备及生产制度优化后，注水井注入水悬浮物及含油量大幅度下降。目前该区块注水要求悬浮物含量小于 3 mg/L，含油量小于 8mg/L，优化工艺后的水质已基本满足注水水质要求。

4 结束语

（1）工艺优化为注水泵安全平稳运行提供了良好的条件，延长了注水泵的使用寿命。

（2）对塔里木油田某注水井工艺进行了一系列的优化改造，注水水质得到了大幅度改善，为以后类似注水工程的设计、施工及运行提供了借鉴。

［1］万仁溥.采油工程手册［M］.北京：石油工业出版社，2001.1 060-1 085.

［2］何登龙，郑伟，徐忠强.注水泵工技术问答［M］.北京：石油工业出版社，2009.80-103.

［3］SY/T 5523-2006，油田水分析方法［S］.

［4］周建民，张国岭，端木合顺，等.油田回注水处理工程实例［J］.石油工程建设，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

塔中油田管道更换及计量系统改造工程

10.3969/j.issn.1001-2206.2014.01.018

李康锐（1986-），男，宁夏中宁人，助理工程师，2008年毕业于西南石油大学化学工程与工艺专业，主要从事石油开采工作。

2013-01-27