地质油藏注水除污过滤自清洁装置研制与应用

随着石油在地层采出程度的日益提高, 油藏注水开采成了二次采油的主要生产方式, 其中油藏注水过滤装置是注水井的重要工具之一, 由于注入水中含有少量硫化物和其他难溶物, 不仅会造成腐蚀, 而且还会在管壁上会产生硫化亚铁等污垢, 其中硫酸盐还原菌 (SRB) 的反应产物S2-与多种腐蚀因素产生的Fe2+结合生成Fe S, 使悬浮物大幅增加, 进而造成油层孔道堵塞, 严重影响了油井开发的采收率。为此, 研制了针对油藏注水的除污过滤反冲洗自清洁装置, 可以实现过滤效果不理想时的在线反冲洗自清洗功能。

1 技术研发分析

由于注入地层的水是原油脱水处理后的污水, 在输送到注水井的过程中会携带大量固体颗粒、机械杂质等, 使用常用的金属纤维滤网、超细玻璃纤维滤网等介质过滤, 会因过滤颗粒等杂质驻留在过滤网上, 使过滤效果逐渐变差, 只能停注拆卸清洗堆积的杂质。因此研制了地质油藏注水除污过滤自清洁装置, 该装置通过铜粉末颗粒烧结滤筛内筒体的表面截留作用实现灭菌、过滤和反冲洗清污, 确保了注入油层水质达标, 有效地解决拆装原过滤设备停注检修工程量及相关费用, 也杜绝了造成二次污染, 满足了油水井地层油藏注入水除污、过滤的需要。

2 除污过滤自清洁装置结构形式

该装置主要是解决油田地质开发油藏注水水质达标问题, 其主要特点是实现了过滤及在线反冲洗自清洗功能, 满足油藏注水开发的需要。该装置结构由铜粉末颗粒烧结过滤筛内筒体、上法兰阀盖和外壳筒体构成。

(1) 铜粉末颗粒烧结过滤筛内筒体:铜粉烧接过滤筛内筒体, 一次性与封头螺纹连接, 形成内筒体过滤仓。

(2) 上法兰阀盖和外壳筒体:法兰阀盖上安装有下带封堵的执行机构, 一侧有销耳和销轴与外壳筒体法兰销耳连接, 通过螺栓与外壳筒体上法兰连接, 外壳筒体上下侧壁分别设有带阀门的进水口管、出水口管, 封头中心设有带阀门排污口管。

3 除污过滤自清洁装置工作原理

(1) 正常注水图示水流方向工作时, 执行机构1通过阀杆将铜质密封堵14升到上端, 注入水经进水口管6进入装置, 在过滤舱内经铜粉末颗粒烧结滤筛内筒体8, 并将油污、悬浮物、铁锈、细菌等杂质被截留后, 注入水在过滤装置出水口管11至注水井口注入地层油藏。

(2) 当自清洁反冲洗工作时, 根据除污过滤装置在现场过滤使用化验分析水质情况, 旋转执行机构1操控法杆带动铜质圆形密封堵14与铜粉末颗粒烧结滤筛喇叭口滤筛锥面13的小径密封槽闭合;这时打开过滤装置下端的排污口阀门10, 并关闭过滤装置注水出口阀门12, 使注入水经喇叭口铜粉末颗粒烧结滤筛锥面13进入, 改变水流方向, 反向冲洗铜粉末颗粒烧结滤筛内筒体8过滤的油污、悬浮物、细菌等杂质, 注入水携带过滤的杂质等, 经滤筛内筒体8下端的排污口管9阀门10至排污流程管道及井场污水箱内, 再通过倒换流程实现图示水流方向反冲洗清污。

4 现场应用试验结果

2015年7月, 在渤99-16井进行地质油藏注水除污过滤自清洁装置试验, 水井注入水携带油污及机械杂质, 在通过除污过滤自清洁装置进行污水过滤, 当经过铜粉末颗粒烧结过滤筛过滤装置堵塞水质不达标情况下, 进行倒流程在线反冲洗, 分别进行了10、15、20 min三次在线反冲洗, 同时化验过滤装置出口水质变化情况, 三次均符合注入油层水质各项指标, 在过滤装置连续运行中未发现注入油层水质异常情况, 成功完成了渤99-16井井注水试验。

5 结语

(1) 研究试制的地质油藏注水除污过滤自清洁装置具备安全、高效的过滤效果, 解决了污染地层等隐患。

(2) 地质油藏注水井采用除污过滤自清洁装置, 可以实现在线反冲洗自清污, 显著提高除污过滤自清洁装置的使用性能和使用寿命, 具有一定的推广应用价值。

摘要：通过对油田地质资源勘查开发油藏注水的广泛调研, 研究设计了适合油藏注水的除污过滤反冲洗自清洁装置, 该装置通过油田地质开发油藏注水井现场试验, 取得了良好的过滤、反冲洗自清洁效果。

关键词：油藏注水,除污过滤,反冲洗自清洁,装置,研制

参考文献

[1] SY/T 6575-2003, 提高采收率方法筛选技术规范[S].石油工业出版社, 2003.p6.

[2] SY/T 5329-2012, 碎屑岩油藏注水水质指标及分析方法[S].石油工业出版社, 2012.p9.