油田污水防垢除垢防腐技術(shù)研究綜述

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1、油田污水防垢除垢防腐技術(shù)研究第一章緒論1.1課題研究背景與意義1.1.1課題研究背景油田污水處理的目的是去除水中的油、懸浮物以及其它有礙注水、易造成注水系統(tǒng)腐蝕、結(jié)垢的不利成分。各油田或區(qū)塊的水質(zhì)成分復(fù)雜、差異較大，處理后回注水的水質(zhì)要求也不一樣，因此處理工藝應(yīng)有所選擇。為了能合理地、經(jīng)濟(jì)地選擇水處理工藝流程，應(yīng)對(duì)各單項(xiàng)工藝或組合工藝的處理功能有所了解。我國(guó)油田污水處理回注的整體技術(shù)、工藝、管理水平低，不能及時(shí)引進(jìn)、消化國(guó)際先進(jìn)的技術(shù)與設(shè)備，沒(méi)有借鑒國(guó)外先進(jìn)的管理經(jīng)驗(yàn)，這也是我國(guó)大部分油田污水處理回注站處理效率低、水質(zhì)無(wú)法達(dá)標(biāo)的主要原因之一。早期的石

2、油開(kāi)發(fā)稱為一次采油，主要是依靠油層自有的能量進(jìn)行采油，其采收率較低。二十世紀(jì)以來(lái)，為提高石油的采收率，開(kāi)始推廣以補(bǔ)充油藏能量為主的注水、注氣的二次采油技術(shù)。隨著不斷的開(kāi)發(fā)，中國(guó)的大部分陸上油田已經(jīng)進(jìn)入了高含水期，采出液綜合含水率高達(dá)80%以上，部分油田已超過(guò)90%，為達(dá)到穩(wěn)產(chǎn)保產(chǎn)的目的，我國(guó)大慶、勝利、遼河等主力油田又發(fā)展了施予能量貨主如去油劑開(kāi)采油層殘余油的三次采油技術(shù)。在以自噴方式開(kāi)采的一次采油中，其采出液含水率很低。在二次采油過(guò)程中，我國(guó)絕大部分油田是采用注水開(kāi)發(fā)方式，注入水隨原油一同采出，使采出液含水率不斷上升，加大油田污水處理壓力。在三次采

3、油過(guò)程中，我國(guó)多采用注聚合物驅(qū)油。油田污水處理的目的是去除水中的油、懸浮物以及其它有礙注水、易造成注水系統(tǒng)腐蝕、結(jié)垢的不利成分。各油田或區(qū)塊的水質(zhì)成分復(fù)雜、差異較大，處理后回注水的水質(zhì)要求也不一樣，因此處理工藝應(yīng)有所選擇。為了能合理地、經(jīng)濟(jì)地選擇水處理工藝流程，應(yīng)對(duì)各單項(xiàng)工藝或組合工藝的處理功能有所了解。我國(guó)油田污水處理回注的整體技術(shù)、工藝、管理水平低，不能及時(shí)引進(jìn)、消化國(guó)際先進(jìn)的技術(shù)與設(shè)備，沒(méi)有借鑒國(guó)外先進(jìn)的管理經(jīng)驗(yàn)，這也是我國(guó)大部分油田污水處理回注站處理效率低、水質(zhì)無(wú)法達(dá)標(biāo)的主要原因之一[1]。油田污水水質(zhì)復(fù)雜，含有許多有害成分。因此對(duì)油田注入水

4、的水質(zhì)應(yīng)有一定要求，否則會(huì)帶來(lái)一系列新問(wèn)題。污水中大量成垢鹽類(lèi)隨著溫度、壓力變化，以及因與不同水的混合，將出現(xiàn)結(jié)垢、堵塞現(xiàn)象。例如，某油田一口油井投產(chǎn)僅10天，2.5英寸集油管就因積垢而被堵死，先后更換6次管線，最后被迫關(guān)井[2]。目前每年注水約6.2億m3，每年產(chǎn)出水約3億m3，這些水隨原油產(chǎn)出，原油脫水后水中常帶油，而且地層采出的水都不同程度地含Ca2+、Mg2+、Fe2+、Fe3+、SO42-、CO32-等離子，從保護(hù)環(huán)境的角度出發(fā)，不能隨便排放，而要求100%處理回注，這樣做一方面可以利用污水資源減少注入新鮮水的量，另一方面可以減少對(duì)環(huán)境用水

5、的污染[3]。油田污水的不合理回注和排放，不僅使地面設(shè)備不能正常工作，而且會(huì)因地層堵塞而帶來(lái)危害，同時(shí)也會(huì)造成環(huán)境污染。因此，針對(duì)油田水腐蝕、結(jié)垢和細(xì)菌造成的危害，采取有力的緩蝕、防垢和殺菌措施，不斷提高和改進(jìn)油田水處理技術(shù)已成為勢(shì)在必行的重要課題[2]。其中結(jié)垢問(wèn)題已同砂、蠟、水、稠問(wèn)題一樣，成為采油工藝和油氣水處理工藝中不可忽視的研究課題。1.1.1課題研究意義污水處理一是提高水的循環(huán)利用率，節(jié)約水資源。我國(guó)是水資源較嚴(yán)重匱乏的國(guó)家，人均水資源約為全世界人均量的1/4，隨著人口數(shù)量的增加和經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，用水量將逐年增加，水資源短缺的矛盾將會(huì)更加

6、突出。在水資源缺乏的地區(qū)，將處理的城市污水直接川于工業(yè)，已成為拓展水供應(yīng)能力的有效方法。因此，提高水資源的循環(huán)利用量，節(jié)約用水已勢(shì)在必行、刻不容緩。含油污水是石油的天然伴生物，目前我國(guó)各油田基本都采用注水開(kāi)發(fā)方式，即注入的高壓水驅(qū)動(dòng)原油使其從油井中被開(kāi)采出來(lái)。含油污水是油田開(kāi)發(fā)過(guò)程中的“三廢”之一，其量最大，隨著油田開(kāi)發(fā)的不斷深入,油田采出水量逐步增大,特別是注水開(kāi)發(fā)的晚期,采出水率高達(dá)80-90％.每生產(chǎn)1t原油約需要注8～9t水，因而水資源和石油生產(chǎn)的關(guān)系極大[1]。采出水中所含的油和脂及其它溶解化合物,如不進(jìn)行處理,水質(zhì)超標(biāo)回注可導(dǎo)致污水與油層

7、水相混產(chǎn)生沉淀、對(duì)注水設(shè)施腐蝕、攜帶大量懸浮物會(huì)堵塞注水井滲濾端面及滲流孔道等嚴(yán)重后果，極大的影響了油田的采收率[4]。排入水體則會(huì)造成污染,破壞生態(tài)平衡,并且造成大量的水資源浪費(fèi)。由于油田污水種類(lèi)多，地層差異及鉆井工藝不同等原因，各油田污水處理站不僅水質(zhì)差異大，而且油田污水的水質(zhì)變化大，這為油田污水的處理帶來(lái)困難[5]。如何有效地控制和治理在開(kāi)采和使用石油、天然氣過(guò)程中造成的水污染，已成世界各國(guó)面臨的重要課題。我國(guó)陸上油田大部分已進(jìn)入開(kāi)發(fā)后期，綜合含水達(dá)到80%以上，部分油田已超過(guò)90%。隨著含水率的上升，采出液總液量不斷增加，油田地面工程各系統(tǒng)已

8、暴露出與高含水期生產(chǎn)不相適應(yīng)的問(wèn)題。針對(duì)油田開(kāi)發(fā)后期地面系統(tǒng)現(xiàn)狀及存在的問(wèn)題，通過(guò)立項(xiàng)攻關(guān)，在配套工藝、高效