7号注水站注水全套工艺

延长油田吴起采油厂柳沟项目区,7号注水站,延长油田吴起采油厂,7号站位于吴起县长官庙东北方向15公里处杨湾村王岔组13-96井场空地闲置，占地面积2244平方米（合3.36亩），开建于2015年10月，于2016年3月7日正式建成投用，站内总投资137万元左右。注水规模200方/日，设计介质为清水，日配注量190方。带配水间4处，注水井11口，正常运行8口。事故一口（13-9），为投注一口（13-71），13-31因底层压高停注；13-21于2016年6月10日补孔改生产井。,延长油田吴起采油厂,7注水站永恒的主题是：注够水注好水注水好,Internet,第二部分油田注水地面主要设备及管理,Internet,第三部分油田注入水水质净化及设备,Internet,第四部分油田注水工艺技术指标、管理制度及要求,Internet,第一部分油田注水地面工艺流程,第五部分油田注水常用仪器仪表,Internet,延长油田吴起采油厂,从水源到注水井的注水地面系统通常包括供水罐、注水站（水处理站）、配水间和注水井。,第一部分油田注水地面工艺流程,注水井,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；压力表和流量计。配水间一般分为单井配水间和多井配水间两种。,第一部分油田注水地面工艺流程,单井配水间示意图,多井配水间流程也分为带洗井旁通与不带旁通两种。带洗井旁通的设置大一级口径洗井计量水表。配水间可做成撬装式。,1干线来水压力表；2总截断阀；3注水支线截断阀；4注水水表；5注水控制阀；6注水压力表；7注水井口装置；8洗井水表,第一部分油田注水地面工艺流程,第一部分油田注水地面工艺流程,注水泵分水器注水干线支线单井或多井配水间注水单井。,2、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、操作管理及分层注水等方面的要求。工艺流程：来水进站计量水质处理储水罐进泵加压输出高压水。水源来水经过低压水表计量后进入储水大罐。7注水站应设置三具座储水大罐，其中一具原水罐，两具为净水罐总容量120方。,注水流程要求：1、满足油田注水开发对注入水水质、压力及水量的要求；2、管理方便、维修量小、容易实现自动化；3、节省钢材及投资、施工量小；4、能注清水和含油污水，既能单注又能混住。；,第一部分油田注水地面工艺流程,第一部分油田注水地面工艺流程,（1）单干管多井配水流程图。,7号注水站,第一部分油田注水地面工艺流程,注水系统工艺流程图,水源来水,配水间13-5,配水间13-55,（2）单干管单井配水流程图。,注水系统工艺流程图,第一部分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，它的主要作用是：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。,注水井井口工艺流程图,Internet,第二部分油田注水地面主要设备及管理,Internet,第三部分油田注入水水质净化及设备,Internet,第四部分油田注水工艺技术指标、管理制度及要求,Internet,第一部分油田注水地面工艺流程,第五部分油田注水常用仪器仪表,Internet,第二部分油田注水地面主要设备及管理,一、柱塞泵结构,通常为卧柱塞泵，有卧式三柱塞和卧式五柱塞两种，其结构与工作原理相同，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。动力端：由曲轴、连杆、十字头、浮动套、机座构成。液力端：由泵头、密封函、柱塞、进液阀和出液阀构成。,三缸单作用电动柱塞泵,第二部分油田注水地面主要设备及管理,柱塞泵机组性能表,第二部分油田注水地面主要设备及管理,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、效率等,1、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Q理平=mFSn/60式中：Q理平理论平均排量，m3/s；m多缸泵的缸数；F泵活塞的截面积，m2；S活塞冲程，m；n冲数，次/min。,第二部分油田注水地面主要设备及管理,二、主要性能参数,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）所排出的液体数量。以Q瞬时表示。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。因此在单位时间内泵所排出的真实液体量称为实际流量。,第二部分油田注水地面主要设备及管理,二、主要性能参数,2、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。它表示柱塞泵的扬水高度，用H表示，单位是米（m）。柱塞泵的有效压头可表示为：H=p表/+p真/+(V2排-V2吸)/2g+H0式中：H泵的有效压头，m；p表泵出口的压力值，Pa；p真泵进口的压力值，Pa；液体的重度，N/m3；V排排出管的液体流速，m/s；V吸吸入管的液体流速，m/s；H0泵吸入口与出口的高程差，m。,第二部分油田注水地面主要设备及管理,二、主要性能参数,3、功率和效率泵单位时间内所做的功称为泵的有效功率N；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。N=HQ/1000式中：N泵的有效功率，kW；液体密度，kg/m3；H扬程，m；Q液体流量，m3/s。,第二部分油田注水地面主要设备及管理,二、主要性能参数,3、功率和效率泵的输入功率为轴功率N轴，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。因此泵的效率等于有效功率与轴功率的之比，其表达式为：=N/N轴100%式中：N泵的有效功率，kW；N轴泵的轴功率，kW；泵的效率，%。,第二部分油田注水地面主要设备及管理,三、柱塞泵的使用及维护,1、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。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。,第二部分油田注水地面主要设备及管理,三、柱塞泵的使用及维护,2、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“看声音、看仪表、摸电机温度”的办法随时掌握工作情况。同时要保证各部位润滑良好。,第二部分油田注水地面主要设备及管理,三、柱塞泵的使用及维护,2、运转中的维护（1）新安装的泵连续运转5天后应换机油一次，经15天再换机油一次，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。（3）润滑油的温度不应超过30度。（4）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。（6）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。,第二部分油田注水地面主要设备及管理,Internet,第二部分油田注水地面主要设备及管理,Internet,第三部分油田注入水水质净化及设备,Internet,第四部分油田注水工艺技术指标、管理制度及要求,Internet,第一部分油田注水地面工艺流程,第五部分油田注水常用仪器仪表,Internet,第三部分油田注入水水质净化及设备,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。,1、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，同时携带大量的多种微生物、悬浮物和泥沙杂质等。,2、地下水源地下水源是指地下浅层水，一般产于河流和洪水冲击层中，水量丰富，经水文勘探井队钻探而成。长庆油田目前地下水源的层位是：洛河层。,一、注水水源,3、含油污水含油污水是我国各油田所用的主要注水水源，它是由层中采出的含水原油经过脱水后得到的。对含油污水进行处理和回注，一方面可作为油田注水稳定的供水水源，节约清水；另一方面可以减少外排造成的环境污染。,第三部分油田注入水水质净化及设备,二、水质及标准,1、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，还必须符合以下基本要求：（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产生水化膨胀或产生悬浊；（3）不得携带大量悬浮物，以防堵塞注水井渗滤通道；（4）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，证实两种水的配伍性好，对油层无伤害才可注入。,第三部分油田注入水水质净化及设备,二、水质及标准,1、水质推荐标准1995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。,第三部分油田注入水水质净化及设备,二、水质及标准,延长油田污水回注指标控制标准,第三部分油田注入水水质净化及设备,三、指标超标的危害,1、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。且它还可以作为某些悬浮物很好的胶结剂，进一步增加堵塞效果。,第三部分油田注入水水质净化及设备,三、指标超标的危害,3、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施的腐蚀，产生腐蚀产物硫化亚铁，造成地层堵塞。,第三部分油田注入水水质净化及设备,三、指标超标的危害,5、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Fe3+离子油田污水中的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Fe(OH)3沉淀；Fe2+离子还容易与水中的硫化氢发生化学反应，生成FeS沉淀，从而堵塞油层，导致吸水指数下降。,第三部分油田注入水水质净化及设备,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常见的注入水与地层水水型有CaCl2、Na2SO4、NaHCO3三种，当两种不同水型的水相混合时就有可能产生沉淀。,常见的反应有：,（1）注入水与地层水直接生成沉淀：Ca2（Ba2、Sr2）SO42-CaSO4Ca2（Fe2、Ba2、Sr2、Mg2）CO32-CaCO3,第三部分油田注入水水质净化及设备,四、注入水配伍原则,常见的反应有：,（2）水中H2S引起的沉淀：Fe2S2-FeS（3）水中CO2逸出或PH值和温度升高时引起沉淀：Ca2（Fe2、Ba2、Sr2、Mg2）HCO3-Ca(HCO3)2Ca(HCO3)2CaCO3CO2H2O（4）水中溶解氧引起沉淀。,第三部分油田注入水水质净化及设备,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（1）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（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，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。,第三部分油田注入水水质净化及设备,四、注入水配伍原则,3、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。如果油田注入水和地层水中存在Ca2和HCO3-，水中CaCO3的溶解平衡反应为：Ca(HCO3)2CaCO3CO2H2O该结垢成因主要受温度、pH值或地层内CO2逸出的影响。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酸钙垢。,第三部分油田注入水水质净化及设备,四、注入水配伍原则,4、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、杀菌、除氧等。（1）结垢的主要机理机理Ca2CO32-CaCO3Ca2（Ba2、Sr2）SO42-CaSO4（BaSO4、SrSO4）（2）溶解O2、H2S、CO2引起腐蚀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，进而产生大量的堵塞物质。CO2溶于水中降低pH值从而加剧腐蚀。,第三部分油田注入水水质净化及设备,四、注入水配伍原则,H2S在酸性或中性水中生成FeS沉淀，促使阳极反应不断进行，引起较严重的腐蚀。（3）细菌堵塞地层在油田水系统中存在着硫酸盐还原菌（SRB）、腐生菌（TGB）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，还增加悬浮物颗粒含量并增大颗粒直径以及增大总铁含量。,第三部分油田注入水水质净化及设备,第三部分油田注入水水质净化及设备,第三部分油田注入水水质净化及设备,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，个别井的含铁比较高。地下水中铁的主要成份是：二价铁，通常以Fe(HCO3)2形态存在，水解后生成Fe(OH)2，氧化后生成Fe(OH)3，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，可以进一步除掉水中的悬浮物固体，这样便于达到清水注水的水质标准，无论是锰砂还是石英砂滤罐都是压力式滤罐。,第三部分油田注入水水质净化及设备,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，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。,第三部分油田注入水水质净化及设备,2、过滤装置,核桃壳过滤器核桃壳过滤器是一种以特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的首选设备。该过滤器是利用过滤分离原理研制成功的分离设备，采用了耐油滤材-特殊核桃壳作为过滤介质，利用核桃壳比表面积大、吸附力强、截污量大的特性，去除水中的油和悬浮物。,第三部分油田注入水水质净化及设备,2、过滤装置,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、再生方便、彻底。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。,第三部分油田注入水水质净化及设备,2、过滤装置,纤维球过滤器WXLG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水型。该产品应用于油田含油污水的精细过滤，纤维球不易粘油，便于反洗再生、过滤精度高，而普通纤维球滤料一但被油污染，纤维球变成一个大油包，纤维球无法清洗干净。,第三部分油田注入水水质净化及设备,第三部分油田注入水水质净化及设备,改性纤维球过滤器的特点A、改性纤维球丝径细，比表面积大。B、对纤维丝进行了改性处理，使它具有了亲水疏油的特性，不管改性纤维丝粘上纯油还是含油污水，遇水时水分子都能渗透到改性纤维丝表面，形成一层水膜，将纤维丝和油隔开，反洗时能将粘附在其表面的原油清洗干净，反洗再生性能特别好。C、改性纤维球比普通纤维球比重大且不粘油，在过滤时在水力作用下能下沉到罐底，上松下紧滤层孔隙结构好；改性纤维球滤料运行时滤层孔隙率沿水流的方向逐渐变小，形成了比较理想的滤料上大下小的孔隙分布状态，拦截作用增强，过滤效果好。,第三部分油田注入水水质净化及设备,纤维球过滤器的性能指标,第三部分油田注入水水质净化及设备,QL型纤维球过滤器的技术性能,（3）、过滤器的工作原理,油田污水由加压泵提升增压后，从进水管进入滤层上部空间，水流自上而下，经过滤层在流入集水支管，最后汇入集水总管从过滤器出水管流出，进入净化水管。当滤罐运行一定时间后，因滤层截流了一定量的悬浮物固体颗粒和原油颗粒，导致滤速下降，阻力增大，且严重易造成滤料污染失效结块，水质恶化。所以必须定期进行反冲洗。反冲洗泵将净化水罐中的清水加压，从过滤灌底部的出水管进入，通过集水管和支管，水流自上而下，经过滤层，将滤层中的悬浮物固体颗粒和原油颗粒携带出，然后通过进水旁通反冲洗阀，进入反冲洗回水池。,第三部分油田注入水水质净化及设备,第三部分油田注入水水质净化及设备,（4）、过滤器的作用,采用过滤方法除去油田污水中的含油和悬浮物，一般可分为物理作用和化学作用，从过滤机理来讲，可分为吸附、沉淀和截流等作用。筛滤作用：由于滤层中的滤料空隙大小不一，遇到比空隙大的颗粒时，颗粒就会被截流下来，滤料象筛子一样，将水中悬浮物杂质和原油颗粒截流下来。沉淀作用：悬浮物杂质在滤层中的孔隙内沉淀，并在滤料颗粒上堆积。化学吸附作用：油粒和悬浮物杂质在滤料颗粒表面，因颗粒表面的化学作用而被吸附。物理吸附作用：油粒和悬浮物杂质在滤料颗粒表面，受到静电引力和分子间的作用力而被吸附。,第三部分油田注入水水质净化及设备,Internet,第四部分油田注水工艺技术指标、管理制度及要求,第五部分油田注水常用仪器仪表,Internet,一、油田注水工艺技术指标,第四部分油田注水工艺技术指标、管理制度及要求,1、配注合格率配注合格率是指注入水量与地质配注相比较，注入地层水量合格井数与注水井开井总井数之比。,计算公式,公式说明,单井月平均注水量不超过配注量的5，不低于配注量的10的注水井算合格井。月内调配注的井，以生产时间较长的工作制度计算配注合格率，如果两种工作制度生产时间差不多，以最后一次工作制度计算配注合格率。,一、油田注水工艺技术指标,第四部分油田注水工艺技术指标、管理制度及要求,2、分层配注合格率分层配注合格率是指分层注水井注入水量与地质配注相比较，注入地层水量达到地质配注要求的层段数与油田分注井实际注水总层段数之比。,计算公式,公式说明,分层段的注水量不超过层配注量的10的层段为合格层段。分注井每个季度进行一次调配注，月内调配注的井，以生产时间较长的工作制度计算配注合格率，如果两种工作制度生产时间差不多，以最后一次工作制度计算配注合格率。,一、油田注水工艺技术指标,第四部分油田注水工艺技术指标、管理制度及要求,3、注水系统单耗注水系统单耗是指每向地层注入一方水的耗电量。,计算公式,一、油田注水工艺技术指标,第四部分油田注水工艺技术指标、管理制度及要求,4、注水系统效率注水系统效率是指注水系统电机效率、注水泵运行效率与注水管网平均运行效率之积。,计算公式,注=123,式中：,1拖动注水泵的电动机平均运行效率（）；2注水泵平均运行效率（）；3注水管网平均运行效率（）。,一、油田注水工艺技术指标,第四部分油田注水工艺技术指标、管理制度及要求,第一部分油田注水地面工艺流程,二、注水井分层注水工艺,1、油套分注工艺技术优点：操作简单、施工容易缺点：一是只能分注两层，且井下封隔器失效后地面不易判断；二是如果注入水质易结垢很可能导致下次起钻卡钻，必须动管柱洗井；三是由于套管环空注水是一个动态的注入过程，对套管的损伤大。,第四部分油田注水工艺技术指标、管理制度及要求,水源井必须安装产水量水表，每天录取一次产水量。如果出现水量急剧变化时，应立即停泵停抽。泵工作时的电压应符合（380-400V）要求，电机不能缺相。建立单井产水量台帐，记录水表读数、泵的电流、电压、及井口压力，每天每8小时详细记录一次。上修完开抽井必须首先井口排液，并化验水质，直至井口水质合格后方可进入外输管线。资料室建立水源井生产水日报，填写产水量、产水压力、电潜泵型号及有关数据，同时每月出水源井综合记录。长关水源井每月活动一次电潜泵，出水从排污口放掉。,水源井的管理,第四部分油田注水工艺技术指标、管理制度及要求,确保注水设备完好，认真填报注水日报、注水站综合运行记录、设备运转记录、加药记录、用电记录、交接班记录，建立巡回检查图、站内流程图，健全岗位责任制和操作规程。严格控制所管配水间、注水井的注水压力和注水量。按操作规程严格管理精细过滤器，确保水质合格。PEC烧结管精细过滤器要在进出口压差低于0.2MPa下工作，在进出口压差不大于0.2MPa时，每周必须反吹扫一次，只要烧结管过滤器进出口压差不小于0.2MPa，必须立即采取反吹