工艺技术_油田污水处理、分注、测试工艺技术

二 一二年六月 油田污水处理 分注 测试工艺技术 一 含油污水处理工艺技术二 分注工艺技术三 分层测试工艺技术 提纲 一 含油污水处理工艺技术 水是石油的天然伴生物 目前我国大部分油田采用注水开发方式 随着油田的不断开发 油井采出液不断增加 造成油田污水越来越多 给油田污水的排放和处理带来很大的困难 为有效利用采出污水 对污水进行处理回注是经济实用的办法 同时要确保油田的高效注采开发 对油田注入水水质有一定的要求 所以油田含油污水处理技术是发展我国石油生产的一项重要技术 一 含油污水处理工艺技术 1 含油污水来源采出水 生产过程污水 过滤器反洗水 排污回收水 洗井水 油水井作业废水等 其它系统来水 2 含油污水分类 一 含油污水处理工艺技术 稠油污水 含油高 乳化程度高 油水比重差小 含砂较多 胶质沥青质含量高 油水分离比稀油污水时间长难度大 含聚污水 含聚合物 含油高 乳化程度高 乳化油水界面膜强度大 不容易破乳 污水粘度大 油水分离难度最大 需要消耗的药剂量大 聚合物污泥量大 含水率高 难以处理 污水矿化度高 PH值低于6 高含二氧化碳 硫化氢 SRB等 腐蚀速度大于0 076以上 腐蚀性污水 2 含油污水分类 一 含油污水处理工艺技术 对油田注入水 除要求水量稳定 取水方便和经济合理外 还必须符合以下要求 3 处理后的污水水质基本要求 一 含油污水处理工艺技术 水质稳定与油层水相混不产生沉淀 水注入地层后不使粘土产生水化膨胀或产生混浊 不得携带大量悬浮物 以防注水井渗滤端面堵塞 对注水设施腐蚀性小 一 含油污水处理工艺技术 SY T5329 94 碎屑岩油藏注水水质推荐指标及分析方法 注入水水质标准 一 含油污水处理工艺技术 SY T5329 94 碎屑岩油藏注水水质推荐指标及分析方法 注入水水质标准 一 含油污水处理工艺技术 污水处理技术 常规污水处理方法 一 含油污水处理工艺技术 污水处理技术 常用工艺流程 重力式处理流程 压力式处理流程 浮选式处理流程 开式生化处理流程 一 含油污水处理工艺技术 污水处理技术 重力式流程 对原水含油量 水量变化波动适应性强 自然除油回收污油品质良好 投加药剂混凝沉降后水质净化效果良好 压力滤罐数量较多 操作量大 处理工艺自动化程度稍低 适用于规模较大 对水质要求不高的油田污水处理 一 含油污水处理工艺技术 污水处理技术 压力式流程 污水在站内停留时间较短 处理净化效率高 对水质 水量波动的适应能力稍低 系统流程机械化 自动化水平稍高 可充分利用来水水压 减少系统二次提升 一 含油污水处理工艺技术 污水处理技术 浮选式流程 污水除油及净化处理效率高 设备组装化 自动化程度高 现场预制工作量小 回收油品质下降 处理难度大 流程动力消耗大 维护工作量较大 一 含油污水处理工艺技术 污水处理技术 开式生化流程 污水除油净化处理效率高 工序较多 有时还需增加除盐 降温等工艺 处理后的污水能够达到地表排放标准 适用于采出量大但回注量小需要外排的油田 一 含油污水处理工艺技术 污水处理技术 三段式污水处理流程 自然重力除油工艺 斜板 管 除油工艺 粗粒化 聚结 除油工艺 气浮除油工艺 旋流除油工艺 水中胶体的性质 混凝剂在水中的水解 胶体与混凝剂相互作用 深层过滤 表面过滤 粒状滤料核桃壳 石英砂 金刚砂 磁铁矿 陶瓷 无烟煤等 纤维滤料纤维束 纤维球 纤维棒等 滤芯网 布 纱线 烧结金属 陶瓷等 滤网金属网或合成树脂网 无机膜陶瓷膜 金属膜 玻璃 有机膜聚合物类 包括亲水性和疏水性 一 含油污水处理工艺技术 污水处理技术 自然除油罐结构图 除油 一 含油污水处理工艺技术 污水处理技术 逆向流沉降罐结构图 混凝沉降 水中胶体粒子及微小悬浮物聚集沉降析出的过程 通过合理设置药剂投加位置 次序 时间间隔 确保药剂与水充分混合 发挥应有的混凝作用 高效混凝旋流反应器 通过控制反应器喷嘴尺寸及水的流速 药剂快速均匀分散 水力搅拌促使颗粒碰撞凝聚 絮凝体尺寸粒径变化从微米级增加到毫米级 应用逆向流分离沉降技术 悬浮物沉降方向与水流方向相反 罐底设滑泥坡 安装动力排泥设备 加密加大排泥力度 提高沉降罐有效容积 悬浮物去除率提高30 一 含油污水处理工艺技术 污水处理技术 压力过滤 粒状滤料过滤器 耐冲击能力强 被污染后滤料反洗再生容易 缺点是滤速低 反冲洗强度大 过滤精度低 出水粒径中值在2um以上 适合于作粗滤 金属膜过滤器 管式膜过滤器 各种滤芯 膜过滤器 过滤精度高 粒径控制比较稳定 恢复性能容易 缺点是易受污油和胶质污染 适合于含油很少的水过滤处理 一 含油污水处理工艺技术 污水处理技术 辅助流程 加药混合工艺流程收油工艺流程排污与污水回收流程反冲洗工艺流程天然气密闭流程污泥处理流程 1 将破乳剂加药点前移提高产出液的破乳脱水效果 必要时在收油罐前投加反相破乳剂 能够降低来水含油 2 投加药剂要具有良好的配伍性 打破传统 三防 药剂头疼治头的观念束缚 全面系统解决污水处理面临的诸多问题 3 药剂的投加次序 位置 间隔 混合效果对其作用的发挥起着至关重要的作用 4 目前在用药剂多为复合型产品 品种型号多 标准不统一 缺乏普适性 需要根据需要选择使用 关于污水处理药剂 一 含油污水处理工艺技术 4 污水处理系统的投入 其效益是拓展 延伸 潜在的 体现在整个污水管网 注水管网维护工作量的减少 水井作业工作量的减少 水驱储量的增加 油田开发效益的提高 须克服重油轻水的传统观念 予以应有的重视 1 油田污水处理是一项系统工程 涉及油藏工程 地面工程 采油工程 油田化学 企业管理等诸多专业 污水处理技术涉及设备工艺 配套药剂及管理措施三个方面 需要全面发展 统筹兼顾 几点认识 2 根据注水水质标准选择经济合理的新工艺 新设备和新技术 确保污水处理技术工艺的先进性和适用性 3 保证污水处理站内各种设施的正常运行 配套药剂与污水充分混合并发挥作用 按周期排污 反洗及水质监测 确保水质全面达标 一 含油污水处理工艺技术二 分注工艺技术三 分层测试工艺技术 提纲 二 分注工艺技术 笼统注水技术虽然可以满足注水保持地层压力的工艺要求 但因部分区块 井组油层的非均质性较强 注入水沿高渗带单层突进 而低渗 薄差层未能发挥应有的潜力 使层内 层间 平面矛盾突出 因此 采用分层注水工艺补充地层能量 满足油田开发要求 是油田提高采收率的必由之路 分层配水 在注水井中下入封隔器将各油层隔开 并在各注水层段安装所需要尺寸的配水嘴 在井口保持同一压力的情况下 利用配水嘴的 节流损失 降低井底注入压力 控制高渗透层 加强低渗透层的注水量 达到分层定量注水的目的 封隔器型号编制方法 封隔器 冠名 封隔器 代号意义 分类方式 固定方式 座封方式 解封方式 封隔器 钢体最大外径 阿拉伯数字表示 单位mm 工作温度 阿拉伯数字表示 单位摄氏度 工作压力 阿拉伯数字表示 修约到各位数 单位 MPa 例 Y211 115 120 35Y211 114 130 35K434 114 100 30Y453 108 150 45 封隔器分类 自封式封隔器支撑式封隔器水力扩张式封隔器水力压缩式封隔器卡瓦式封隔器 应用中一般称为 封隔器分类 概念 靠封隔件 一般为橡胶件 的外径与套管内径的过盈接触和压差以实现密封的封隔器 如皮碗封隔器 结构原理 中心管 泄油孔 皮碗 自封式封隔器 封隔器分类 支撑式封隔器 概念 以井底或其它的支撑卡瓦为支点 加压一定管柱重量来座封的封隔器 结构原理 中心管 胶筒 压缩套使用方法与注意事项 可单独使用 也可与卡瓦封隔器或支撑卡瓦配套使用 封隔器分类 概念 靠油管内加液压迫使胶筒向外膨胀 密封油套环空 结构原理 中心管 扩张胶筒 滑套使用方法与注意事项 在井下工作时必须与节流器配套使用 水力扩张式封隔器 封隔器分类 水力压缩式封隔器 概念 靠油管内加液压座封 无卡瓦支撑 结构原理 中心管 胶筒 座封活塞 锁紧解锁机构 洗井机构 如Y341分注封隔器 Y111封隔器 使用方法与注意事项 可多级使用 防凸件 封隔器分类 卡瓦式封隔器 概念 可防止油管柱的轴向移动 单向和双向 一般可靠下放一定管柱重量座封或靠油管内加液压座封 结构原理 中心管 胶筒 卡瓦 单向卡瓦或双向卡瓦 座封活塞 如Y221 Y241 Y453封隔器等 使用方法与注意事项 一般不能多级使用 分注管柱 常规分注技术 支撑锚定补偿分注技术 4 套分注技术 斜井分注技术 针对不同井况条件和地质要求 形成常见的分注技术 分注管柱 适用条件 井深 2300米 注水压力 25MPa井况条件要求反洗井地质要求投捞调配 技术指标 耐温 120 耐压差 25MPa有效期 一年以上 管柱组成 水力锚 Y341封隔器 偏配 常规分注技术 分注管柱 适用条件 井深2300 3000m 注水压力25 35MPa井况条件要求反洗井地质要求投捞调配 技术指标耐温 130 耐压差 35MPa有效期 一年以上 解决的主要问题 以Y241 或Y221 封隔器自身卡瓦与水力锚 解决管柱蠕动问题 封隔器耐温 耐压问题 管柱组成 水力锚 Y341 可洗井Y241 或Y221 偏配 支撑锚定补偿分注技术 分注管柱 技术指标耐温 130 耐压差 35MPa有效期 一年以上 解决的主要问题 解决了由于井筒内径小导致的工具径向尺寸排列困难的难题 管柱组成 80水力锚 80封隔配水一体化封隔器 4 套分注技术 分注管柱 斜井分注技术 适用条件 井深 3000m 注水压力 35MPa井斜 65 井况条件要求反洗井地质要求投捞调配 技术指标 耐温 130 耐压差 35MPa有效期 一年以上 管柱组成 油管扶正器 水力锚 液力居中器 Y341封隔器 Y241封隔器 可反洗 偏配 解决的主要问题 大斜度井管柱顺利下入起出及胶筒均匀密封提高管柱有效期 高压分注 高压分注 适用条件 直井选用Y221封隔器斜井选用Y241封隔器技术指标 耐压差 40MPa耐温 135 注单层 高压分注 注多层 恒流配水技术 适用条件 目的层地质认识较清楚 配注量长期不变 管柱组成 水力锚 Y341封 免投捞恒流配水器 Y221 或Y241 封隔器特点 采用恒流技术 实现定量注水 采用免投捞技术实现坐封后直接注水 可多级多段使用 技术指标 耐压差 40MPa耐温 135 一 含油污水处理工艺技术二 分注工艺技术三 分层测试工艺技术 提纲 分层配水管柱 偏心式配水管柱 空心式配水管柱 固定式配水管柱 优点 分注层数不受限制可以调配任意层缺点 投捞成功率低 约70 80 停注时易发生管内及层间串通 偏心式配水管柱 优点 投捞成功率高 可达95 以上 停注时能防止管内及层间串通缺点 分注层数少 最多可达4层 调配工艺烦琐 调配最下一级层段须将所有配水芯子都捞出对有溢流井容易造成环境污染通经小 大直径仪器通过时受到限制 空心式配水管柱 调配 起管柱作业工作寿命 短 固定式配水管柱 目前油田分层管柱以偏心为主 分注井分层测试是根据偏心配水管柱的特点 在测试各层分层水量的基础上 选择投捞式分层压力计进行单层试井 录取分层压降数据 利用现代试井解释方法 解释注水开发层段目前的分层压力 渗透率 流动系数 污染状况及储层边界信息等参数 为分析储层压力动态 合理匹配井组注采平衡 研究剩余油分布 防止地层出现异常压力状况 指导油田开发方案调整 改善措施效果等方面提供依据 分层测试 分层流量测试 集流式井下流量计 流量计需座封在井下配注器的工作筒内 油管中的流体集中流过流量计内部 计量出流量后 再流向下面的注水层段 特点是测量误差小 测量精度高 不足是需配套测试密封段 密封段须座封在配水器的工作筒内 否则测量不准确 非集流式井下流量计 流量计悬挂在油管中心或上提过程中 流体从流量计外部或内部流过 在一定条件下 测量出流体的流速而得到流体的流量 特点是测量范围大 操作简便 在油管中可测量任一点的流量 不足是测试时下井速度不可太快 测试斜井时 仪器扶正器要严格 分层压力测试 根据分层配水器结构 尺寸和注水压力状况 选择可投捞堵塞式分层压力计 压力量程 0 200MPa 国产0 105MPa 精度 0 02 国产0 05 耐温 200 国产150 一次测试时间可在半年以上 结构示意图 分层压力测试仪 分层测试方法 使用仪器 流量计 分层压力计测试方法 用超声或电磁流量计测各层段分层流量 捞出偏心配水堵塞器 投入分层压力计分层试井 利用分层流量和分层压降资料分析计算地层压力及其它分层参数 可同时投入多支压力计 测取多个层段压力 多层段同时测试 可投捞的测试井分层测试 分层测试方法 不可投捞的测试井分层测试 流量计测试各注水层段的分层水量或利用近期测试所得的水量下压力计测试全井压降试井资料 利用多层油藏试井分析方法 分析计算