联合站注水工艺技术分析与探讨

肖金龙

【摘 要】联合站采出水处理回注，一方面可以减小油田生产对生态环境的破坏，另一方面可以充分利用油田污水的可再利用资源，减少对普通油井回注水的需求，可以节约生产成本和降低资源消耗；对于大型注水系统，理论上可以引入“分解”和“协调”两个优化原则，有利于油田联合站注水系统结构优化，在一定程度上能够指导更加合理的进行开采，同时也能减少能源的消耗。

【关键词】注水开发；结构优化；工艺流程

引言

油田注水开发是我国陆上油田开发的主要方式，但由于注水系统能耗大，仍需控制和改进油田注水系统设计。目前，大多数油田已进入石油开采的中后期，采出液中含水量达70-80%，有的油田甚至高达 90%，而且随着开采时间的增加，含水量不断的增加，因此，油田产生的废水量很大。如果这样大量的采出水直接排放，将会造成非常严重的环境污染问题，同时浪费宝贵的水资源。如果你处理含油废水，重新回注地层，以补充地层的压力，不仅可以避免环境污染，而且节约大量的水资源。石油废水的处理和回注是实现可持续发展、提高经济效益和节约成本的重要途径。

1 联合站水处理及注水工艺

由于油田污水种类繁多、地层差异大、钻井工艺不同等原因，油田污水处理站的水质不仅变化很大，而且变化很大，给油田污水处理带来了困难。通过生产废水的处理，进一步油水分离，沉淀分离水中悬浮物，将生产污水处理成酸碱度适宜，所含盐分较少的工业净化水，这样的工业净化水可以回注油井。这样一方面可以减小油田生产对生态环境的破坏，另一方面可以充分利用油田污水的可再利用资源，减少对普通油井回注水的需求，可以节约生产成本和降低资源消耗。油田采出水经过处理回用于油田注水，较一般淡水有以下优点：

1、油田采出水含有表面活性物质表，面活性剂和温度越高，洗油能力越强。随着水盐度的增加，驱油效率提高。表面活性剂产生的水，尤其是底层附近产生一定矿化度的水，具有较高的驱油效率。

2、水质稳定，与油层想混不产生沉淀。而注入水水质是指溶解在水中的矿物盐、有机质和气体的总含量，以及水中悬浮物含量及其粒度分布。一般注入水应满足以下要求：

（1）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矿物产生水化膨胀或悬浊；

（3）水中不得携带大量悬浮物，以防止堵塞注入井的渗流端面和渗流通道；

（4）对注水设施腐蚀性小；

（5）当采用两种水源进行混合注水时，应首先进行室内实验，证实两种水的配伍性好，对油层无伤害才可注入。

由上可知，采出水如果要作为注入水回注就必须进行处理，达到注入水的标准。在处理回注水工艺流程中，通常采用“预处理+深度处理”方式处理。进入深度处理设备前的一系列处理方法称为预处理，通常包括一次处理和二次处理。常用的一次处理是重力分离、浮选和离心分离，主要去除油泥和油湿固体；二次处理包括过滤、粗粒化、化学处理等，主要包括破乳和分散除油。深层处理包括超滤、活性炭吸附、生化处理等，主要是去除溶解油。

联合站采出水处理回注工艺流程：三相分离器/溢流沉降罐污水→集水罐→提升泵→（↓杀菌剂）自然沉降灌→（↓絮凝剂、助凝剂）旋流反应器→混凝沉降罐→缓冲罐→全自动含油污水处理装置→净化水罐（↓缓蚀剂、阻垢剂）→回注联合站采出水处理工艺中的深度处理阶段采用的是全自动含油污水处理装置，该装置主要设备由油水分离器、PEU 改性精细过滤器、反冲洗辅助设备、执行系统及控制系统等组成。

2 油田联合站注水体系的构造及优化

2.1注水体系的组成

油田注水系统是一个范围复杂、布局复杂的非线性系统。事实上，注水系统是一个比较大的液压网络系统。在注水系统中，注水站可以称为“源”，而注水井或配水室可以称为“井”。

2.2 优化问题

联合站注水系统优化是指选择某一指标函数，该指标函数表示在一定条件下生产过程质量的优化，然后确定一个或一组过程的最优值，使该指标函数达到最大值。最小值。在油田注水过程中，必须把握两个优化点。这两个地方分别是为了使注水量分配偏差最小，注水能耗最小。这两个问题虽然是相关的，但二者侧重点不同，一是侧重于减小误差，从而保证注水的准确实施，从而提高采油速度和效率；二是侧重于节能，而不是过多，避免误差太大。

污水处理过程中有一组工艺流程，包括一组主工艺和一组备用工艺，可以在系统正常运行的情况下，实现对另一工艺关键罐的清洗。护理工作不仅提高了系统的应急可操作性，而且保证了系统的安全性和可操作性。污水在预反应器中经过预混合反应后输送到分离器。通过分离作用，污水与试剂充分接触，絮凝物沉淀到分离器底部。处理后的水经分离器上出水口输送至净水罐，在通过喂水泵加压送至注水泵用于地层恒压注水。

注水压力是注水系统的重要参数之一，目前，注水站依靠人工调节来控制注水体积和注水压力，受人为因素的制约。不能保证注水实际的运行参数与注水的动态变化相匹配，难以实现注水机泵的经济运行。测控系统在注水过程中需要根据工作站的压力设定值实现定压注水。

3 总结

油田的注水开发，是我国在陆上进行油田开发的一种重要方式，但是由于注水系统的耗能比较大。研制设计一套能够实时反映生产运行情况、能够根据生产工艺要求实现对污水处理过程的自动控制、能够实现根据生产工艺判断生产故障的自诊断功能于一体的智能化污水处理及注水控制系統，不但是保护生态环境的需要，降低油田生产成本的需要，同时也保证油田生产需要的高质量和高效率。通过对油田联合站注水系统结构及优化设计的介绍，可以在一定程度上指导更合理的开采，同时降低能源消耗。相信随着技术的不断进步，我国石油工业能够实现更加科学、全面、健康的发展。

参考文献：

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[2] 贾涛，李晓晖.油田联合站污水处理及注水控制系统设计[J].化工管理，2014（24）：178-178.

[3] 油田联合站污水处理及注水控制系统设计[D].2012.

[4] 吴晓丹.油田联合站污水处理及注水控制系统设计综述[J].当代化工研究，2015（4）：57-57.

（作者单位：中国石油长庆油田分公司第十一采油厂）