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油田注水处理系统技术方案

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1 一．设计说明⑴．设计原则根据贵公司的系统产水水量和产水水质的要求，本着工艺设备先进、可靠、最大限度地提高系统的性能价格比的原则进行设计。本系统配套设备满足设计先进、性能可靠、操作管理简单，维修运行费用低，布置合理，检修方便等特点要求，所配套设备具有耗能低、效率高的节能产品。⑵．标准及规范国产设备制造和材料符合下列标准、规范、规定的最新版本的要求：1)GB150《钢制压力容器》2)JB2932《水处理设备制造技术条件》3)HGJ229-83《化工设备、管道防腐工程施工及验收技术规范》4)GB9019-88《压力容器公称直径》5)HGJ229-83《化工设备、管道防腐工程施工及验收技术规范》进口设备的制造工艺和材料，符合ASME和ASTM工业法规涉及的标准和相当标准。⑶．原水水质PH 8.38 电导率（цs/cm）6090 浊度（NTU）4 硬度（mmol/L）7 碱度（mmol/L）4.55 Ca2+（mg/L）80.16 Mg2+（mg/L）36.47 Cl-（mg/L）2505 Fe（mg/L）1.95 ⑷．出水工艺要求预处理系统出水工艺参数：产水量：10m3/h；SDI：<5；超滤系统出水工艺参数产水量：9m3/h（25℃）；

2 回收率：≥90% 纳滤系统出水工艺参数产水量：5m3/h（25℃）；回收率:≥60%％⑸．系统控制设计①系统控制总体要求：系统中的水泵、加药装置、纳滤装置采用PLC控制。石英砂过滤器和锰砂过滤器采用手动控制。②PLC自动控制：超滤系统、纳滤系统的运行根据水箱的水位及系统制水量采用自动控制，如需进行启动、停运或系统切换，由运行人员确认后手动切换。③系统加药装置：加药泵和水泵连锁启停。⑹．工程边界1套5吨/小时纳滤油田注水处理系统（新进设备，负责生产、安装、调试、培训和交付使用）范围：本工程项目为油田注水处理系统，工程范围水处理车间1.5m外生水管处开始，至纯水箱去主厂房管道出水处理车间1.5m处结束。范围内的水泵、过滤器、超滤装置、纳滤除盐装置、纳滤装置的控制设备和附属设备，配电设备、仪表、管道、阀门、电力电缆、控制电缆等附件。药品：调试过程中所用药品由甲方提供。2 工艺系统设计原水箱→原水泵→石英砂过滤器→锰砂过滤器→袋式过滤器→超滤装置阻垢剂加药装置↓纯水箱←纳滤膜装置←高压泵←精密过滤器←超滤水泵←超滤水箱供水泵→用水点内为甲方负责为供方负责二．系统工艺介绍及设备参数

3 本工程水处理系统采用原水预处理 +超滤+ 纳滤及相关辅助系统设备，保证系统出水水质满足用户要求。现对本油田注水处理工艺设计分述如下：1 原水预处理原水需进行预处理后，才能达到进入纳滤装置的要求。预处理的好坏，关系到纳滤系统能否长期稳定的运行，这就要求预处理要安全可靠、运行稳定。原水预处理包括如下装置及设备：⑴．原水箱系统设置原水箱一台用来储存原水，为后续水处理设备提供稳定的水量。原水箱采用耐腐蚀PE水箱。数量：1台容积：10m3材质：PE 设备产地：浙江宁波⑵．原水泵为满足进入本系统的水具有稳定的流量和压力的要求，防止进水波动对系统设备的运行产生影响，保证系统的出水水量稳定、均衡，系统配置2台原水供水泵。2台原水泵同时开启用于过滤器反洗，满足过滤器反洗用水水量及水压要求。数量：2台型号：TD40-30/2 单台流量：10m3/h 扬程：33m 配套电机功率：4KW 泵体材质：铸铁设备产地：南方泵业⑶.石英砂机械过滤器石英砂过滤器工作原理：石英砂过滤器是通过滤床，去除水中悬浮物凝聚的片状物及沉淀法不能去除的粘结胶质物质。石英砂过滤器属于物理过滤方式，是一种清除液体中固体或胶状颗粒的死端

4 过滤方法。系统配置：为了去除水中悬浮物、降低浊度，本系统设置1台石英砂过滤器，直径为Ф1200mm；每台滤器内装石英砂滤料高1200mm。单台额定产水量为10m3/h，设计流速9m/h；当过滤器在进出口压差达到一定值(一般在0.05MPa)或出水SDI大于3时，则设备退出产水运行而需进行反洗。设备材质：石英砂机械滤器采用玻璃钢制作，其设计、制造、验收均按照《水处理设备制造技术条件》JB2932标准执行。过滤器滤料：石英砂滤料是我国目前推广的滤罐的常见形式，是提高滤速、增加单位面积出水量和成倍提高截污能力、降低工程造价和减少占地面积的最有效的途径。本设备填装的石英砂滤料配套选用国内知名厂家产品。滤料的选择具有足够的机械强度和良好的化学稳定性；粒径级配合理，粒度适当。石英砂滤料石英砂滤料采用天然优质石英砂矿床为原料，经机械破碎、滚动压碾、水洗筛选、烘干筛分、振动分级等一系列生产新工艺，有效保护石英石的天然结构，因而延长了该滤料的使用周期（3～4周期）。过滤器设备填装的石英砂性能满足耐酸要求，即：在碱溶液中有极微量的溶解。测试方法为：石英砂分别在盐酸（含量400mg/l）、NaOH（含量400mg/l）、NaCl （含量500mg/l）中浸泡24小时，溶液中全固形物增加不超过20mg/l，SiO2的增量不超过10mg/l。过滤器运行控制：过滤器设计采用手动控制操作，根据设备进出水压差或运行时间进行反冲洗，并完成切换备用设备。需强制反冲洗时，通过相关阀门操作均可进行。1）形式与数量型号：GDL-1200-10 形式：立式单流数量：1台2）设备出力

5 正常出力：10m3/h 3）运行流速正常流速：9m/h 4）设备规格尺寸设备直径：φ1200mm 5) 设备材质玻璃钢6）设备截面积有效截面积：1.13m2/台7）设备压力设计设计压力：0.6MPa 运行压力：0.2-0.4MPa 水压试验压力：0.75MPa 8）设计温度正常工作温度：15℃～30℃最高工作温度：45℃最低工作温度：5℃9）滤料石英砂粒径：0.4-1.2mm 石英砂层高度：1200mm 石英砂填装重量：2.0吨/台10）反洗膨胀高度正常膨胀高度：200mm 最大膨胀高度：400mm 11）反洗强度：水洗强度：10～13L/m2s 水洗压力：0.2MPa

6 12) 运行压差正常出力压差0.02MPa 最大出力压差0.05MPa 13) 控制方式手动控制14) 接口法兰规格进水接口：PN1.0DN50 出水接口：PN1.0DN50 反洗进水接口：PN1.0DN65 反洗排水接口：PN1.0DN65 正洗排水接口：PN1.0DN50 排气接口：PN1.0DN40 15）表计进水取样阀：DN15 出水取样阀：DN15 就地进水压力表：0～1.0Mpa 就地出水压力表：0～1.0Mpa 16）附件：本体阀门、管件：1套/台本体管件材质：UPVC 阀门类型：手动阀2、超滤装置超滤膜能够去除水中的悬浮物、胶体、微生物以及大分子有机物物质，出水水质达到浊度≤0.2NTU、SDI≤3，满足反渗透的进水要求。装置由超滤膜组件、气动阀门、压力表、流量表、支座等构成。本系统超滤装置设计选用招金膜天的UF1IA200超滤膜。目前招金膜天超滤膜已经用于中水回用、反渗透系统的预处理、冷凝水处理和超纯水制备中，超滤技术与常规预处理相比，具有标准化设计，投入少，产量高，无需连续加药，稳定性高，需劳动力少，

7 占地面积小，自动化程度高，操作方便等优点。招金膜天超滤膜的广泛应用取决取其以下特点。滤膜中空纤维超滤膜丝的皮层微孔尺寸分布狭窄，皮层微孔尺寸均匀，膜丝负荷一致，不会断丝，利于长期运行。膜丝的高强度和优良的韧性决定了膜丝能够长期运行不会产生断丝。材质的高亲水性保证滤膜产品在运行过程中具备较大的通量。确定平均水通量和系统回收率参考超滤设计导则，针对此项目本设计选取60lmh。注意：此设计水通量是在25℃温度条件下，如超滤系统采用恒流设计（超滤产水量恒定），由于温度降低产生超滤产水量降低的影响将由超滤透膜压差的提升得到克服。超滤配套系统设计每套超滤装置安装在一个框架上，架上配备全部管道及接头，还包括所有的支架、紧固件、夹具及其它附件。组合架的设计满足其厂址的抗震列度要求和组件的膨胀要求。超滤装置采用中空纤维结构的膜元件，膜元件可采用亲水性的聚砜、聚醚砜、PVDF等材质，过滤孔径在0.0020.1m之间，截留分子量为10万Dalton左右。本方案在选择设计膜通量时方案考虑水温为40℃，膜通量留有足够的余量，超滤的设计通量设计为60lmh，以确保系统能够长期安全稳定的运行，避免膜组件承受较高的运行负荷，使膜组件具有良好的抗污染能力和反洗、清洗恢复能力。根据本次工程的特点，我公司超滤系统设计为错流过滤，过滤每30分钟反洗、快冲一次，每次反洗周期3分钟，实际反洗时间1分钟、快冲0.5分钟进行设计，实际运行调试时需要根据具体水质情况确定系统的运行周期（3060分钟），并相应调整超滤装置的实际出力。超滤的每套膜组件出口均分别装设取样阀，以监视每套膜组件的运行情况；同时每组膜设置断丝检测装置，以保证超滤的完好率；机架的设计满足所在地的抗震烈度要求和组件的膨胀要求。超滤的操作范围：最高运行压力3.1bar 最高进水温度40℃

8 最低进水温度0℃最大透膜压差2.4bar 最大反洗透膜压差1.4bar 最大耐氯能力200ppm 最大总氯接触量200000ppm-小时 PH8.5或更高超滤反冲洗系统：超滤系统截留的悬浮物、胶体、细菌以及大分子有机物等富积在膜的表面，这些污物的存在会影响系统的正常过滤，为确保系统的稳定运行，达到良好去除污物的能力，配备反冲洗系统定期对超滤装置进行反冲洗。超滤反冲洗时氧化剂加药装置：为了防止细菌等微生物在超滤膜表面繁殖影响膜的通量，在超滤膜反洗时不定期向反洗水中投加NaClO进行杀菌。由氧化剂溶液箱、计量泵、液位开关等构成。超滤化学清洗系统：超滤经过长期运行后，会积累某些难以水冲洗的污垢，如有机物、细菌等微生物的繁殖、无机盐结垢等，造成超滤膜通量下降；在超滤膜反洗时向反洗水中投加NaClO进行杀菌这类污垢在正常反冲洗时难以去除，必须使用化学药品进行清洗才能去除，以恢复超滤膜的性能。本系统超滤装置包括系统所必须的所有设备、管道、阀门、控制系统和测量仪表等。超滤装置的超滤膜元件的设计通量≤60L/m2.h，保证设计年限内膜元件正常运行和合理的清洗周期。装置设有化学清洗接口及阀门，以便清洗时与清洗液进出管相连，产水管装流量控制阀，控制正洗流量，控制系统设有程序启停装置，产品水管设有取样点，取样的数量及位置能有效的诊断并确定系统的缺陷。超滤膜组件安装在组合架上，组合架上配备了全部管道及接头，包括所有的支架、紧固件、夹具及其它附件。组合架的设计满足厂址的抗震列度要求和组件的膨胀要求及耐腐蚀要求。该系统所配仪器、仪表的性能、配置点及数量等将满足本系统的安全、稳定、可靠运行之需要。超滤反洗用杀菌剂注入系统设计符合如下要求：a、杀菌剂药品溶液箱的容积满足一周的药品用量。b、溶液箱、计量泵及所有与输送药液而接触的金属及非金属部件均采用耐相应药

9 液腐蚀的材料。c、计量泵采用隔膜式计量泵，该泵能实现与超滤反洗水泵联锁控制。超滤系统管道设计符合如下要求：a、整个系统的管道设计避免死角，严防细菌的生长。b、设备部分管道采用UPVC；系统管道采用钢衬塑或不锈钢。c、膜组件给水系统的安装考虑了均匀性。超滤系统仪表的设置满足如下要求：a、超滤装置出水管道及系统出水母管设有流量指示、累计仪等装置。b、超滤系统进、出水管道及系统产水母管设置装有压力表仪表。⑴设备参数装置套数: 1套超滤进水量：10m3/h/套单套出力：9m3/h ⑵膜元件项目参数膜元件型号UF1IA200 型式内压式中空纤维膜外壳材质：UPVC 膜材质亲水性聚砜膜元件有效面积：40㎡/支膜元件总数量：4支/套膜元件设计通量：60L/m2.h 单支膜工作流量：2.4m3/h 使用年限：≥3年年更换率：＜2% 产地：招金膜天⑶元件规格外壳材质：UPVC

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油田注水工艺的应用

油田注水工艺的应用

油田注水工艺的应用

隨着人们对于油田的开发利用，随着对油田的开采时间的加大，油层本身的能量会随着开采的加大而减小，这会使得油层的压力逐渐变小，进一步导致地下原油的脱气，使得原油的粘度增大，对于油田的产量有很大的危害，甚至严重的可能导致油田的停产，而使用注水工艺可以使得油田保持油层的压力，通过使用油田注水的方法来弥补采油之后的亏空体积，进而可以补充地层的能量来进行采油，油田需要及时的注水以此来保持地层的能量，这样才能保持油井较高的生产能力。因此，对于油田来说，为了弥补原油采出后地下出现的亏空，保持在油田开采过程中所需的油层压力，不仅能够来提升油田的开采产量，而且能够保持油田的持续开采能力，这对于油田的可持续发展有很大的帮助。本文就通过对油田注水工艺进行介绍，分析这项技术在油田开采过程中实际的应用方法，希望能够对今后油田的注水技术的发展和使用带来帮助。

标签：油田；注水工艺；实际应用

一、油田注水工艺的介绍

油田注水是利用注水设备把质量合格的水从注水井注入到油层内，以此来保持油层该有的压力，通过这种人为地将水注入到储油层之中，进而使地下原油能够流至油井内。在注水的技术当中使用的驱替剂是水，而水又比较方便便宜，且开采的效率也很高，不但可以提高油田开发速度和采收率，而且经济效益较好，因此以水作为驱替剂将更多的原油从油层中驱替出来的一种采油注水技术渐渐被大多数的油田使用，油田注水已成为众多油田开发过程中非常重要的过程之一。因此对于油田来说，研究油田注水的技术和效果是及其重要的。

二、油田注水工艺存在的问题

现在，油田的注水技术还面临着一些问题，仍需要人们的重视，下面对这些存在的问题进行总结，并希望能够对这些存在的问题加以处理。

（1）在管理层面的问题。一方面，企业需要加大对于油田注水工艺研发的投资，只有有投资才会有回报，只有有投资才能推动这项工艺的发展。另一方面，企业需要加强这方面的管理工作，在管理的过程当中，最重要的是需要注意对油井注水量的控制处理，只有合理的控制好注水量，才能得到想要的石油产量。

尕斯油田回注水处理技术综述

尕斯油田回注水处理技术综述

2017年 第1期 化学工程与装备 2017年1月 Chemical Engineering & Equipment 191

尕斯油田回注水处理技术综述

赵 霞，卿明祥，马振勇

（青海油田采油一厂，青海 海西 816400）

摘 要：介绍了尕斯油田采油污水的处理现状，针对尕斯油田水质特点和回注要求，对所应用的水处理

技术进行综合评价，通过实践经验介绍了常用污水处理技术的优缺点等。经过不断的总结运行经验，优

化油田污水处理工艺，实现了油田污水处理流程短和运行成本的目标。污水处理站工程稳定运行，不但

具有节约水资源意义，而且还有良好的社会、环境和经济效益。

关键词：尕斯油田；回注水；油田污水； 水处理技术

青海尕斯油田现在进行一、二次原油开采，目前采出原

油含水率普遍在70~80%，部分油井甚至高达90%。随着原油

不断被开采出，造成地下亏空使得油层压力的降低，通过补

充油层压力和利用水驱油的作用来提高原油的采收率，注水

是保证油田高产稳产的主要措施。油田污水进行回注不仅避

免环境污染的问题，同时节约了大量的水资源，所以说利用

油田污水回注是一项重要的环保和节水的措施，同时也是提

高油田经济效益可持续发展的重要途径。

1 尕斯油田污水现状和特点

含油污水成分复杂，不仅含有石油类，还有固体悬浮物、

分散油及浮油、乳化油以及化学药剂等多种成分[1]。如果直

接进行回注地层，不仅会对采油设备系统造成危害，而且会

伤害地层。所以采出水必须经过处理后，达到不同性质油层

需求的水质标准才能回注。尕斯油田属于低渗透油田区，所

以对回注水质要求更为严格。青海尕斯油田每天采出含油污

水约为14000吨，经过处理后进行回注是目前最为经济有效

的方式。

原油经破乳处理后，油水气通过三相分离器分别进入不

同的工段进行处理。但由于采油过程中，钻井、压裂、酸化、

修井等作业会产生作业废水，导致采出水水质复杂，部分成

分变化浮动大。尕斯油田污水的水质的特点是含油量大，且

油田注水地面系统优化技术研究

油田注水地面系统优化技术研究

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油田注水地面系统优化技术研究

作者：单金宝

来源：《智富时代》2018年第08期

【摘 要】注水开发已成为当前油田最为主要的开发方式，对补充地层能量，提高原油采收率以及实现油田高产、稳产都有着十分重要的作用。一般情况，大型油田其注水系统能耗较大，油田保持稳产注水量逐渐加大，能耗会因注水量的不断提高而持续增大，所以对油田注水系统进行不断优化，对于降低油田开采成本、提高经济效益有着非常重要的意义。文章重点就油田注水地面系统优化技术要点进行研究分析，以供参考和借鉴。

【关键词】油田；注水系统；优化技术；研究

目前注水开发是国内外油田开发方式应用中最为广泛的一种，又被称为二次采油。油田注水技术是在保护油层稳定的基础上进行开采的，通过注水井的注水使油井压力保持在一定范围内，维持油井一定的供液能力，这样不仅能够提高油井原油的采收率还可以提高开采速度，同时这也是一种降低原油开采成本的重要途径之一。

一、影响油田注水系统效率的因素

（一）电动机型号有匹配问题

某些油田所采用的电机型号在电机功率的选择问题上出现偏差，主要是和注水泵型号不相匹配，结果出现了电机配的型号过大，俗话叫大马拉小车，导致电能浪费。

（二）注水泵的效率偏低

导致泵效低的主要因素有：一是注水泵选型上与注水量不匹配，注水泵压力和排量偏大，使泵效率不在高效区。二是使用工频注水，存在打回流现象，导致泵效低。三是注水需求量大时多台小泵并联运行。1.3注水系统管网设计较为复杂导致能耗损失大注水管网能量损耗主要是管件的沿程阻力损失和局部阻力损失，如阀门三通等，它们都与流量输送距离和流速平方成正比。主要表现在注水系统是由大量的简单管元部件组成一个复杂大系统，由于各油田注水系统的差异，系统内管件数量是不确定的，且对于同一类管元部件，其参数又是千差万别的，导致在计算过程中需要分别研究。

油田地面注水系统的优化技术分析

油田地面注水系统的优化技术分析

油田地面注水系统的优化技术分析

摘要：一般来说，在油田开采过程中对注水系统的利用较多。若油田开采到达极限，可利用注水系统，对油田地层能量加以补充，增强其驱替介质，提升油田实际开采效率，促进二次开采成效的提高。因此，相关企业应对注水系统予以高度重视，明确其在实际应用时存在的不足，并对其加以优化，提升注水线路设计水平，降低其能源的消耗程度，推动油层压力的提升，提高系统的生产效率，推动油田开采目标的实现，使其生产呈现相对稳定的特点。

关键词：油田地面；注水系统；优化技术

引言

注水是一种常用的技术手段，当原油产量达到最大值时，或需要提高开采效率时，必须用替代物补充地层能量。注水系统有一定的复杂性，通过注水泵及地面管网将高压水注入注水井，保持地层一定的压力，确保原油受到高压水的驱替后进入相对应的生产井，从而大大提高生产效率和稳定性。

1.油田地面注水系统的应用现状

当前，我国在对油田进行开发时，对地面油田注水的方式应用较多，在提升采油速度的同时，降低天然气溢出的概率，使得安全隐患有所减少，促进油田开采工作的顺利进行。注水系统在实际运行过程中，会向油层中注入一定水量，为油层带来一定压力，使得原油能在相应驱动力下进入生产井，为油田开采工作的进行提供便利，提升开采成效。与其他技术相比，注水系统的应用经济性较高，且水与石油的兼容性较差，可为原油的移动提供动力，促进油田开采目标的实现，提升油田二次开采成效。现阶段，我国在利用油田地面注水方式开展石油开采作业时，所建立的相应工程呈现一定类似性特点，其主要由三大部分组成，即注水泵站，注水管网与注水井口，在三者的协同作用下，可提升水的注入速度，驱动石油的移动，促进企业运营管理成本的降低，为其经济效益的提升打下坚实基础。 2.在油田开发中对注水系统进行优化的策略

2.1掌握注水系统优化的原理

注水系统所涉及的结构相对复杂，所涵盖的设备与线路等较多。企业若想实现注水系统全方位优化目标，不仅在系统调整方面存在一定难度，而且需耗费更多的成本费用，使得企业投入与产出不成正比，不利于企业经济效益的提升。因此，企业应从注水系统的主要模板着手，对其主要结构进行优化，促进系统工作成效的提高，注水系统主要由三大部分组成，即注水泵、注水管网与注水井，企业可从其主要结构着手，对其进行重点优化，保障技术优化措施的落实，推动系统运行成效的提高，为油田开采目标的实现做好铺垫，推动注水系统效用的充分发挥，使其对能源的消耗量有所降低，助推企业经济效益的提升。此外，注水管网与注水站等的功能效用各有不同，应充分考虑其效能与实际工作环境对其进行优化，提升其运行成效。