浮床式水罐隔氧装置在油田水处理工艺中的应用.doc

浮床式水罐隔氧装置 在油田水处理工艺中的应用杜伟强曹约良(吐哈油田分公司开发处)摘要在油田注水开发过程中，对注入水的溶解氧含量有严格的要求。为减少水中含氧对管 线及设备的腐蚀以及腐生菌的产生，一般除氧采用化学除氧以降低水中含氧但是这种方法 费用高、管理工作量大。而浮床式水罐隔氧装置的应用，减少了操作成本，避免了天然气密 闭带来的危险性，同时无需值守，降低了劳动强度，便于管理具有较强的推广应用价值。在油田注水开发过程中，对注入水的水质有明确而严格的质量要求，在我国石油行业 标准(SYT5329-94)中规定：“水中有溶鼹氧时可加剧腐蚀。当腐蚀率控制指标不达标 时(O076mma)，应首先检测溶解氧，油层采出水中溶解氧浓度最好是小于005ragL， 不能超过O10mgL,清水中的溶解氧要小于050mgL。”水中含氧量高会加速氧化对管线及 设备的腐蚀，同时还为腐生菌的繁殖提供了条件，腐蚀反应物和腐生菌都会造成油层堵塞， 从而增大管线、设备的维护及水质处理的成本和工作量，以及注水井常规作业的工作量。实现溶解氧达标的途径有两个： (1)化学除氧：即向水中添加除氧剂(亚硫酸钠)和催化剂(二氯化钴)，从而降低水中的含氧量，这种方法费用高，管理工作量大。 (2)隔氧：注水水源(地下水，处理后的含油污水)原本含氧很低或不含氧，氧是在水罐中由于水接触空气使大气中的氧溶入而造成的。隔氧的实质就是使水在罐中不直接 与空气接触，不给氧气溶入水的机会，保持注入水不含氧或不超标。一、水罐隔氧技术的发展国内油田曾先后推出并使用过以下几种水罐隔氧技术。1柴油隔氯法 即往罐内注入一定量柴油，相对密度较小的柴油漂浮在水面上，形成一个厚度达300700nun的覆盖层，从而隔绝空气与水面的接触，以期达到隔氧的目的。该方法通过实际 应用发现有三个缺陷：一是存在高液位时通过溢流管排出柴油和在低液位时通过出水管混 合排出柴油的可能，故在实际运行中需时常补充柴油消耗；二是氧气可以部分穿过柴油而 溶入水中；三是在柴油和水的界面处，水中的细菌更容易繁殖。故现在在我国的大部分油 田已不再使用该方法。2，氮气隔氧法就是使用氮气封住罐顶，隔绝空气中的氧气与水面接触的机会，达到隔氧的目的。但 由于该方法需要配备通过空气分离制备氮气的装置，投资成本高，而且罐顶的呼吸阀实际942上在大部分时间里不能正常工作，引起氮气损耗，需进行日常补充，日常管理工作量大且 成本高，因此没能得到推广。3天然气隔氧法与氮气隔氧法类似，只是隔离介质采用的是天然气，均可达到满意的隔氧效果。但是 由于天然气属于易燃易爆气体，工艺危险性大。另外，天然气日常通过呼吸阀和出水口的 损耗也相当大，作为清洁燃料的天然气的浪费较大。所以在越来越多的油田已放弃了这种 方法。4薄膜气囊隔氧化法 该方法采用一个整体圆周气囊、气囊中间采用橡胶薄膜制做成一个与罐内水面面积相同的浮予，漂浮在罐内水面上，隔绝罐内空气与水面的接触，达到隔氧的目的。该方法没 有天然气隔氧法的危险性，故得到了一定程度的应用。但该方法存在两个不足：一是由于 隔氧浮子被制做成一个整体，为了实现清罐施工，必须要求用户在罐内2m左右高度处添 加一个大托架；二是气囊存在日常泄漏，需经常对气囊补充气体。5浮床式水罐隔氧装置 该装置是针对以往隔氧技术的不足而设计的，很好地解决了在敞口的储水罐内控制溶解含氧量上升的问题。二、浮床式水罐隔氯装置1基本型其局部横截面如图1所示。它采用两层具有长期防水性能和一定耐油性能的高强度防 水布制成条状密闭口袋，在口袋内充填低密度、高强度的浮板，在水罐内形成一个覆盖整 个水面的圆形浮床，浮床边缘预留适量过盈量，以保持密封，使水面与空气隔绝，不给空 气中的氧气溶入水的机会。防水布和浮板的材料同时还具有耐酸和耐碱的特性，使其应用 的介质具有更大的适用性。浮床的使用寿命取决于防水布的老化指标，所选用的防水布采 用专门设计的特定配方，经专业仪器测定，它在清水或者在含油污水中抗老化寿命在五年 以上。基本型主要用于内部介质为清水，或是在大部分时间内水面上没有聚集原油的含油 污水的水罐。图19432。瓣澶撩黢黧浮臻 它设计主要用于罐内为高浓度的含油污水介质，而且在大部分时间内水面上聚集有原油的水罐。其隔氧原理与基本型完全相同，所不同的遐浮床本体采用的是耐油橡胶板，同 时将浮袄也用较薄静耐滴橡胶布霜袋完垒密辩，使浮臻本律上等罐内奔痿接越的所有部俘材料都具有长期耐油和耐水的性质，即使在100的运行时间擞浮床完垒与原油相接触，郡可保持其强度和其它结构性能不降低，保涯其抗老豫寿翕达到五年以上。3技术特点 浮床式水罐隔瓶装置与弼类产品相比具有以下特点： (1)鑫子浮窳鞴氧采蠲了薪榜瓣、薪绩掏，逵魏较糕，结籀更蠹羹台骥。 (2)无易燃翁爆的危险性。 (3)浮床可折叠让位，方便清罐。清罐宪毕，不嚣专业人员即可完成复原作业，恢复正常隔鹱功耱。 (4)浮床不需要充气，无入值守，运行维护成本低。 (5)浮家设毒已实现蓉礤往，可滤是各耱农囊襄不疑援掺拳罐蕊氧秘要求。4磺目实施的检验方法及应用效果对浮床隔氧项目的工稷质量检验分两步进行：一是观察水罐内进出水时浮床能否自然枣震荠完全覆盖永蓬，可蘸滚西鑫动舜降，零卡、不折叠。二燕逶遘纯学分辑翔定隔氧效 果，即出罐水与谶罐水的溶解含氧相比是否上升超过许可值。分析方法采用石油行业标准 (SY,T5329-94)规定的碘量法、靛胭脂比包法和测瓴管法三釉取其一即可。在进罐水 含氧量为030010mgL时，出罐求沈迸罐水的含氧爨上升值小于001mgL为合格。该技术自在油田应用以来，已在吐哈油田的鄯善采油厂三具500m3污水罐、濑米采油厂瓣嚣其700m3溥零罐、夏子舞油掰、车接予淮匿、塔孛靼浊蹦、石嘉濑翔、孛擞淮圈、 长庆油田簿十几个储水罐上成功应用，经检测进出水罐的溶解含辘量上升值均在001mgL 以下，部分含氧量上升值为零，隔氧效果显蔫。在吐咯油田应用后的水质情况见畿1、表2。表1鄯善油田1、3母糟水储罐禽糍量检测裘l污末储攀3，污求裱壤鞑罐术古氧 出辅承含氧 避罐东古氧 出罐承含氧检测时问 ， 检测时间(m暑儿) (州儿)(f哦)(ragL)2。ll 5 0|0400043 2C00 1156。3S0038200t 2 24 003500372l上24O 0370，042裹：灌采演瓣1、2每瀵；lc赣罐盒繁重险蒲袭l奇水储罐2清水储罐避罐水吉氧 出域水吉氧 避罐水含氟 i：罐承台氧拴测辩翔 控嚣辩瓣(m醣)(ragL)(mgL) (mg，L)200011 6 o 4370,44l 20001l 6 o 334 0 341200l 2 24 0嚣8 毡398 2。l 2描 0