[發明專利]一種油田注入水定點除鈣垢的方法和裝置

有效

• 申請號: 201310356605.X
• 申請日: 2013-08-15
• 公開（公告）號: CN104370378A
• 公開（公告）日: 2015-02-25
• 發明（設計）人: 梁愛國;張新國;李擁軍;李甫;史建英
• 申請（專利權）人: 中國石油天然氣股份有限公司
• 主分類號: C02F5/08
• 分類號: C02F5/08;C02F5/12
• 代理公司: 北京市中實友知識產權代理有限責任公司 11013
• 代理人: 張少宏

技術領域

本發明涉及一種油田注入水定點除鈣垢的方法和裝置，屬于油田集輸生產技術領域。

背景技術

對于注水開發油田，為滿足注入水指標，通常需對注入水進行處理，對水質的含油、懸浮物、細菌含量、腐蝕速度等指標都有明確的要求。然而，對于回注時的水型、離子含量、pH值、結垢趨勢等指標卻未作要求。盡管注入水可以因此達標而注入地層，但對于一些特殊油藏，水質標準制定較粗或不完善，導致這些“達標”的注入水在與其他來源的“達標”水混合后，產生的不配伍情況，進而導致管線及設備結垢。嚴重時，回注到地層中，與地層流體接觸后，導致儲層堵塞，損害儲層滲透性，影響注水開發效果。

目前，國內的油田注入水主要分為油田污水和水源井清水。對于油田污水，在經過一系列處理之后，在含油、懸浮物、細菌含量、腐蝕速度等指標可以達到要求。但是，由于油田污水是一種混合水體，其成分和性質會隨生產開發發生不規律的變化，水中Na⁺、Ca²⁺、HCO₃^-、Cl^-離子含量的多少直接決定了污水的水型。因此，水型也可能因此出現變化或反復，并且，由于污水本身具有一定的結垢趨勢，該趨勢會隨溫度、壓力、流速變化而不斷變化。因此，在回注地層后，這種結垢趨勢可能會更加明顯。對于水源井的清水，雖然在含油、懸浮物、細菌含量、腐蝕速度等指標上均滿足注入水標準，但是由于未對水型、pH值、結構趨勢等指標作要求，使得以清水作為注入水時，可能與地層流體產生水型上的不配伍，進而導致結垢，堵塞儲層。另外，若采取混合注入的方式，水源井清水與處理污水同樣存在著不配伍和失鈣結垢的可能性。并且，兩者混合后注入地層，離子成分和含量甚至水型發生了進一步變化，結垢趨勢可能進一步加劇，同樣可能與地層流體不配伍而堵塞儲層。若采取添加阻垢劑的辦法，阻垢劑的加藥點、加藥類型和加藥量可能會隨這些變化而不斷調整，最終導致阻垢效果不斷波動，無法徹底解決注水管線結垢問題，注水管線同樣存在被堵塞等危險，給油田生產帶來嚴重的安全隱患。

發明內容

為了克服現有技術的不足,本發明提供一種油田注入水定點除鈣垢的方法和裝置。

一種油田注入水定點除鈣垢的裝置，包括：一個直徑4.5m，高6m的100m³注水緩沖罐，一條DN80的清水入口管線，一條DN80污水入口管線，一條直徑為DN30的與清水入口管線同心的化學藥劑加藥管線，一臺化學藥劑加藥泵，一條DN80的緩沖罐出水管線，一條DN100的排泥出口管線，以及高1.2m、曲面半徑0.6m的拱形人孔；

所述油田注入水定點除鈣垢裝置是由污水管線置于注水緩沖罐下部，人孔下方；管線在注水緩沖罐內采用迂回方式均勻部液；清水入口管線和ASA快速結垢劑加藥管線采用同心設計，內管為ASA快速結垢劑加藥管線，內外管環空為清水流經區域；同心管入口在注水緩沖罐下部，污水入口管線及人孔的上方；ASA快速結垢劑加藥管線與加藥泵采用硬連接；同心管在注水緩沖罐內壁附近先通過90°轉向接頭將管線引升至罐體上部，然后再通過另一個90°轉向接頭將管線引至罐體中部中央位置；同心管末端采用喇叭口設計，外管管徑大于入口的管徑，內管管徑保持不變，末端處內管長度比外管略長25mm；緩沖罐另一側上部設出水管線的引入口，管線延注水緩沖罐內壁向下延伸，并通過90°轉向接頭將管線引至罐體外部；出水管線的出口位于排泥出口正上方，位置高于下一流程的入口位置；注水緩沖罐底部為吸盤設計，通過一條排泥管線引至罐外出口。

一種油田達標注入水定點除鈣垢的方法，包括以下步驟：

步驟A：流體性質的識別，分析流體中的pH值、離子含量和礦化度，確定流體的水型；同時對流體的結垢趨勢和失鈣率進行分析和預測，確定結垢的溫度及水的流速；

步驟B：根據步驟A對油田回注污水、水源井清水，以及清污混合水，地層水之間的配伍關系，篩選一種新型快速結垢劑，該藥劑能在短時間內使得不同水型的流體在混合后迅速將鈣垢析出沉淀，以達到除去水中鈣垢的目的；通過室內評價分析，篩選出了ASA型快速結垢劑；該藥劑主要成分為磷酸鈉與聚丙烯酰胺復配物質，采用連續滴加方式，加藥量為30-40%；室內模擬在20-40℃下，靜態除鈣率在60%以上，滯留沉降時間10-15min；通過動態模擬試驗，確定流體流速為0.2-0.75m/s；最后根據反應時間與滯留沉降時間的關系可確定注水緩沖罐的尺寸及容量；