一種油田注入水定點(diǎn)除鈣垢的方法和裝置制造方法
【專利摘要】一種油田注入水定點(diǎn)除鈣垢的方法和裝置，屬于油田集輸生產(chǎn)【技術(shù)領(lǐng)域】。一個(gè)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(xué)藥劑加藥管線，一臺(tái)化學(xué)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；本發(fā)明適用各類油水氣井的注水生產(chǎn)，變被動(dòng)防垢為主動(dòng)結(jié)垢，通過加入化學(xué)藥劑，在特定裝置的指定位置或區(qū)域進(jìn)行快速結(jié)鈣垢，最后集中清除，以保證后續(xù)工藝不因結(jié)鈣垢問題而造成停產(chǎn)。
【專利說(shuō)明】一種油田注入水定點(diǎn)除鈣垢的方法和裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種油田注入水定點(diǎn)除鈣垢的方法和裝置，屬于油田集輸生產(chǎn)【技術(shù)領(lǐng)域】。

【背景技術(shù)】
[0002]對(duì)于注水開發(fā)油田，為滿足注入水指標(biāo)，通常需對(duì)注入水進(jìn)行處理，對(duì)水質(zhì)的含油、懸浮物、細(xì)菌含量、腐蝕速度等指標(biāo)都有明確的要求。然而，對(duì)于回注時(shí)的水型、離子含量、pH值、結(jié)垢趨勢(shì)等指標(biāo)卻未作要求。盡管注入水可以因此達(dá)標(biāo)而注入地層，但對(duì)于一些特殊油藏，水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)制定較粗或不完善，導(dǎo)致這些“達(dá)標(biāo)”的注入水在與其他來(lái)源的“達(dá)標(biāo)”水混合后，產(chǎn)生的不配伍情況，進(jìn)而導(dǎo)致管線及設(shè)備結(jié)垢。嚴(yán)重時(shí)，回注到地層中，與地層流體接觸后，導(dǎo)致儲(chǔ)層堵塞，損害儲(chǔ)層滲透性，影響注水開發(fā)效果。
[0003]目前，國(guó)內(nèi)的油田注入水主要分為油田污水和水源井清水。對(duì)于油田污水，在經(jīng)過一系列處理之后，在含油、懸浮物、細(xì)菌含量、腐蝕速度等指標(biāo)可以達(dá)到要求。但是，由于油田污水是一種混合水體，其成分和性質(zhì)會(huì)隨生產(chǎn)開發(fā)發(fā)生不規(guī)律的變化,水中Na+、Ca2+、HC03_、Cr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(xiàn)變化或反復(fù)，并且，由于污水本身具有一定的結(jié)垢趨勢(shì)，該趨勢(shì)會(huì)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(jié)垢趨勢(shì)可能會(huì)更加明顯。對(duì)于水源井的清水，雖然在含油、懸浮物、細(xì)菌含量、腐蝕速度等指標(biāo)上均滿足注入水標(biāo)準(zhǔn)，但是由于未對(duì)水型、PH值、結(jié)構(gòu)趨勢(shì)等指標(biāo)作要求，使得以清水作為注入水時(shí)，可能與地層流體產(chǎn)生水型上的不配伍，進(jìn)而導(dǎo)致結(jié)垢，堵塞儲(chǔ)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(jié)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(fā)生了進(jìn)一步變化，結(jié)垢趨勢(shì)可能進(jìn)一步加劇，同樣可能與地層流體不配伍而堵塞儲(chǔ)層。若采取添加阻垢劑的辦法，阻垢劑的加藥點(diǎn)、加藥類型和加藥量可能會(huì)隨這些變化而不斷調(diào)整，最終導(dǎo)致阻垢效果不斷波動(dòng)，無(wú)法徹底解決注水管線結(jié)垢問題，注水管線同樣存在被堵塞等危險(xiǎn)，給油田生產(chǎn)帶來(lái)嚴(yán)重的安全隱患。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]為了克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供一種油田注入水定點(diǎn)除鈣垢的方法和裝置。
[0005]一種油田注入水定點(diǎn)除鈣垢的裝置，包括:一個(gè)直徑4.5m,高6m的10m3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(xué)藥劑加藥管線，一臺(tái)化學(xué)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；
[0006]所述油田注入水定點(diǎn)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(nèi)采用迂回方式均勻部液；清水入口管線和ASA快速結(jié)垢劑加藥管線采用同心設(shè)計(jì)，內(nèi)管為ASA快速結(jié)垢劑加藥管線，內(nèi)外管環(huán)空為清水流經(jīng)區(qū)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(jié)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(nèi)壁附近先通過90°轉(zhuǎn)向接頭將管線引升至罐體上部，然后再通過另一個(gè)90°轉(zhuǎn)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(shè)計(jì)，夕卜管管徑大于入口的管徑，內(nèi)管管徑保持不變，末端處內(nèi)管長(zhǎng)度比外管略長(zhǎng)25mm;緩沖罐另一側(cè)上部設(shè)出水管線的引入口，管線延注水緩沖罐內(nèi)壁向下延伸，并通過90°轉(zhuǎn)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(shè)計(jì)，通過一條排泥管線引至罐外出口。
[0007]一種油田達(dá)標(biāo)注入水定點(diǎn)除鈣垢的方法，包括以下步驟:
[0008]步驟A:流體性質(zhì)的識(shí)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(shí)對(duì)流體的結(jié)垢趨勢(shì)和失鈣率進(jìn)行分析和預(yù)測(cè)，確定結(jié)垢的溫度及水的流速；
[0009]步驟B:根據(jù)步驟A對(duì)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(guān)系，篩選一種新型快速結(jié)垢劑，該藥劑能在短時(shí)間內(nèi)使得不同水型的流體在混合后迅速將鈣垢析出沉淀，以達(dá)到除去水中鈣垢的目的；通過室內(nèi)評(píng)價(jià)分析，篩選出了 ASA型快速結(jié)垢劑；該藥劑主要成分為磷酸鈉與聚丙烯酰胺復(fù)配物質(zhì)，采用連續(xù)滴加方式，加藥量為30-40% ;室內(nèi)模擬在20-40°C下，靜態(tài)除鈣率在60%以上，滯留沉降時(shí)間10_15min ;通過動(dòng)態(tài)模擬試驗(yàn)，確定流體流速為0.2-0.75m/s ;最后根據(jù)反應(yīng)時(shí)間與滯留沉降時(shí)間的關(guān)系可確定注水緩沖罐的尺寸及容量；
[0010]步驟C:注水緩沖罐的下端為污水入口管線，管線在注水緩沖罐排泥吸盤上方，保證不會(huì)因?yàn)樗坎▌?dòng)而使吸盤上的鈣垢及其他沉淀物產(chǎn)生擾動(dòng)，影響清除效果；清水入口管線在污水入口管線正上方，為同心管結(jié)構(gòu)；內(nèi)管為加藥管線，通過加藥泵添加ASA快速結(jié)垢劑；內(nèi)管和外管的環(huán)空區(qū)域?yàn)榍逅鹘?jīng)區(qū)域；該同心管在注水緩沖罐內(nèi)上部布管，同心管末端處內(nèi)管略長(zhǎng)于外管，保證不會(huì)因鈣垢的累積而堵塞管線；罐內(nèi)外排管線設(shè)置于罐體上部；注水緩沖罐另一側(cè)，排泥出口管線上方設(shè)有出水管線，該管線采用高架設(shè)計(jì)，出口位置要高于下一流程入口的位置，以確保在重力勢(shì)能的條件下，處理后的液體可以自動(dòng)流至下一流程，無(wú)需通過泵進(jìn)行輸送；
[0011]步驟D:當(dāng)油田需要注清水生產(chǎn)時(shí)，關(guān)閉污水管線，打開加藥泵和清水入口管線及其同心的加藥管線；ASA快速結(jié)垢劑可與清水在注水緩沖罐內(nèi)充分接觸，產(chǎn)生的鈣垢沉淀在重力作用下沉入罐底排泥出口 ；除鈣垢后的清水順罐體上部的高架出水管線流出，自動(dòng)流至下一流程；
[0012]步驟E:當(dāng)油田需要注污水生產(chǎn)時(shí)，關(guān)閉清水入口管線，打開污水入口管線、ASA快速結(jié)垢劑加藥管線和加藥泵；ASA快速結(jié)垢劑可與污水在注水緩沖罐內(nèi)充分接觸，產(chǎn)生的鈣垢沉淀在重力作用下沉入罐底排泥出口 ；除鈣垢后的污水順罐體上部的高架出水管線流出，自動(dòng)流至下一流程；
[0013]步驟F:如需要清污混注時(shí)，同時(shí)打開加藥泵、污水管線、清水管線及加藥管線；ASA快速結(jié)垢劑可與混合水在注水緩沖罐內(nèi)充分接觸，產(chǎn)生的鈣垢沉淀在重力作用下沉入罐底排泥出口 ；除鈣垢后的混合水順罐體上部的高架出水管線流出，自動(dòng)流至下一流程；
[0014]步驟G:正常狀態(tài)下，根據(jù)結(jié)鈣垢速度和結(jié)鈣垢量，當(dāng)罐底鈣垢結(jié)到一定程度時(shí)，打開排泥出口管線，可在不停產(chǎn)的條件下將鈣垢排出至緩沖罐外；若要進(jìn)行罐內(nèi)的維護(hù)和檢修，關(guān)閉加藥泵、污水入口管線、清水入口管線及同心管加藥管線后，打開出水管線將罐內(nèi)液體排空，打開排泥出口排出罐底污垢后，通過人孔進(jìn)入罐內(nèi)進(jìn)行正常檢修。
[0015]發(fā)明的效果:本發(fā)明設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單，可操作性強(qiáng)。在注入水與地層流體不配伍的情況下，可以實(shí)現(xiàn)單注清水、單注污水、清污混注，而不會(huì)產(chǎn)生結(jié)鈣垢。在特制常壓容器內(nèi)，所采用的快速結(jié)垢劑可在流體溫度20-40°C，流速0.2-0.75m/s，pH為8.75左右的堿性環(huán)境下，可實(shí)現(xiàn)鈣垢在快速結(jié)垢劑出口管線管口附近，15min內(nèi)析出鈣垢并沉淀。對(duì)沉淀至罐底的鈣垢，通過吸盤進(jìn)行收集，并通過排泥管線排出罐外，不影響正常生產(chǎn)，達(dá)到及時(shí)排泥及時(shí)清理的功效。
[0016]本發(fā)明適用各類油水氣井的注水生產(chǎn)，變被動(dòng)防垢為主動(dòng)結(jié)垢，通過加入化學(xué)藥齊U，在特定裝置的指定位置或區(qū)域進(jìn)行快速結(jié)鈣垢，最后集中清除，以保證后續(xù)工藝不因結(jié)鈣垢問題而造成停產(chǎn)。適用于注入水質(zhì)要求較高，或要求精細(xì)注水的油田。同時(shí)，設(shè)備簡(jiǎn)單，可操作性強(qiáng)，安全得到保障，是對(duì)目前水質(zhì)處理裝置的一次完善和補(bǔ)充?？稍趪?guó)內(nèi)外各類油田推廣使用，具有良好的發(fā)展前景。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0017]當(dāng)結(jié)合附圖考慮時(shí)，通過參照下面的詳細(xì)描述，能夠更完整更好地理解本發(fā)明以及容易得知其中許多伴隨的優(yōu)點(diǎn)，但此處所說(shuō)明的附圖用來(lái)提供對(duì)本發(fā)明的進(jìn)一步理解，構(gòu)成本發(fā)明的一部分，本發(fā)明的示意性實(shí)施例及其說(shuō)明用于解釋本發(fā)明，并不構(gòu)成對(duì)本發(fā)明的不當(dāng)限定，如圖其中:
[0018]圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0019]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步說(shuō)明。

【具體實(shí)施方式】
[0020]顯然，本領(lǐng)域技術(shù)人員基于本發(fā)明的宗旨所做的許多修改和變化屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。
[0021]實(shí)施例1:如圖1所示，
[0022]本發(fā)明以新疆某油田處理回用污水以及水源井清水混合注入地層進(jìn)行注水開發(fā)為設(shè)計(jì)背景，通過對(duì)油田處理后的污水及水源井清水的水質(zhì)全分析發(fā)現(xiàn):處理污水為重碳酸鈉水型，礦化度22457.8mg/L，其中Ca2+離子含量39.lmg/L, HC03_離子含量達(dá)4295.2mg/L，pH為8.01，鐵細(xì)菌和腐生菌含量均小于1000個(gè)/mL，懸浮物含量彡5mg/L,腐蝕速度也控制在0.076mm/a之內(nèi)；水源井清水為氯化鈣型，礦化度1770mg/L，CF離子含量為782.6mg/L，Ca2+離子含量160mg/L，pH為6.70，細(xì)菌含量都在注入水標(biāo)準(zhǔn)以內(nèi)。盡管處理污水和水源井清水均已達(dá)到了該油田注入水的標(biāo)準(zhǔn)，但通過分析發(fā)現(xiàn):在水型上水源井清水與處理污水不配伍，室內(nèi)試驗(yàn)表明:兩種水在常溫下4h的失鈣率達(dá)66.3%，尤其是在前Ih內(nèi)，Ca2+離子損失達(dá)到了 56.3%。因此，兩種水混合后，會(huì)產(chǎn)生鈣垢，堵塞儲(chǔ)層，影響生產(chǎn)。另外，水源井清水與地層水也存在著不配伍，地層水水型為碳酸氫鈉型，pH為8.58。兩種水在常溫下混合后，水中的Ca2+離子會(huì)迅速流失，失鈣率陡增，結(jié)鈣垢現(xiàn)象嚴(yán)重，無(wú)法達(dá)到回注地層的目的。現(xiàn)場(chǎng)設(shè)計(jì)用污水回注地層，但當(dāng)處理污水的回注量不足時(shí)，會(huì)通過注入水源井清水予以補(bǔ)給，這勢(shì)必因污水和清水的水型的差異導(dǎo)致水質(zhì)不配伍，甚至導(dǎo)致混合后的水質(zhì)因結(jié)鈣垢而出現(xiàn)不達(dá)標(biāo)的情況。
[0023]一種油田達(dá)標(biāo)注入水定點(diǎn)除鈣垢的裝置，包括:一個(gè)直徑4.5m，高6m的10m3注水緩沖罐，一條DN80的清水入口管線2，一條DN80污水入口管線3，一條直徑為DN30的與清水入口管線同心的化學(xué)藥劑加藥管線4，一臺(tái)化學(xué)藥劑加藥泵1，一條DN80的緩沖罐出水管線5，一條DN100的排泥出口管線6，以及高1.2m,曲面半徑0.6m的拱形人孔7。
[0024]所述油田注入水定點(diǎn)除鈣垢裝置是由污水管線3置于注水緩沖罐下部，人孔7下方。管線在注水緩沖罐內(nèi)采用迂回方式均勻部液。清水入口管線2和ASA快速結(jié)垢劑加藥管線4采用同心設(shè)計(jì)，內(nèi)管為ASA快速結(jié)垢劑加藥管線4，內(nèi)外管環(huán)空為清水流經(jīng)區(qū)域。同心管入口在注水緩沖罐下部，污水入口管線3及人孔7的上方。ASA快速結(jié)垢劑加藥管線4與加藥泵I采用硬連接。同心管在注水緩沖罐內(nèi)壁附近先通過90°轉(zhuǎn)向接頭將管線引升至罐體上部，然后再通過另一個(gè)90°轉(zhuǎn)向接頭將管線引至罐體中部中央位置。同心管末端采用喇機(jī)口設(shè)計(jì)，外管管徑大于入口的管徑，內(nèi)管管徑保持不變，末端處內(nèi)管長(zhǎng)度比外管略長(zhǎng)25mm。緩沖罐另一側(cè)上部設(shè)出水管線5的引入口，管線延注水緩沖罐內(nèi)壁向下延伸，并通過90°轉(zhuǎn)向接頭將管線引至罐體外部。出水管線5的出口位于排泥出口 6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(shè)計(jì)，通過一條排泥管線6引至罐外出口。
[0025]一種油田達(dá)標(biāo)注入水定點(diǎn)除鈣垢的方法，包括以下步驟:
[0026]步驟A:流體性質(zhì)的識(shí)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(shí)對(duì)流體的結(jié)垢趨勢(shì)和失鈣率進(jìn)行分析和預(yù)測(cè)，確定結(jié)垢的溫度及水的流速。
[0027]步驟B:根據(jù)步驟A對(duì)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(guān)系，篩選一種新型快速結(jié)垢劑，該藥劑能在短時(shí)間內(nèi)使得不同水型的流體在混合后迅速將鈣垢析出沉淀，以達(dá)到除去水中鈣垢的目的。通過室內(nèi)評(píng)價(jià)分析，篩選出了 ASA型快速結(jié)垢劑。該藥劑主要成分為磷酸鈉與聚丙烯酰胺復(fù)配物質(zhì)，采用連續(xù)滴加方式，加藥量為30-40%ο室內(nèi)模擬在20-40°C下，靜態(tài)除鈣率在60%以上，滯留沉降時(shí)間10_15min。通過動(dòng)態(tài)模擬試驗(yàn)，確定流體流速為0.2-0.75m/s。最后根據(jù)反應(yīng)時(shí)間與滯留沉降時(shí)間的關(guān)系可確定注水緩沖罐的尺寸及容量。
[0028]步驟C:注水緩沖罐的下端為污水入口管線3，管線在注水緩沖罐排泥吸盤上方，保證不會(huì)因?yàn)樗坎▌?dòng)而使吸盤上的鈣垢及其他沉淀物產(chǎn)生擾動(dòng)，影響清除效果。清水入口管線2在污水入口管線正上方，為同心管結(jié)構(gòu)。內(nèi)管為加藥管線4，通過加藥泵I添加ASA快速結(jié)垢劑。內(nèi)管和外管的環(huán)空區(qū)域?yàn)榍逅鹘?jīng)區(qū)域。該同心管在注水緩沖罐內(nèi)上部布管，同心管末端處內(nèi)管略長(zhǎng)于外管，保證不會(huì)因鈣垢的累積而堵塞管線。罐內(nèi)外排管線設(shè)置于罐體上部。注水緩沖罐另一側(cè)，排泥出口管線6上方設(shè)有出水管線5，該管線采用高架設(shè)計(jì)，出口位置要高于下一流程入口的位置，以確保在重力勢(shì)能的條件下，處理后的液體可以自動(dòng)流至下一流程，無(wú)需通過泵進(jìn)行輸送。
[0029]步驟D:當(dāng)油田需要注清水生產(chǎn)時(shí)，關(guān)閉污水管線3，打開加藥泵I和清水入口管線2及其同心的加藥管線4。ASA快速結(jié)垢劑可與清水在注水緩沖罐內(nèi)充分接觸，產(chǎn)生的鈣垢沉淀在重力作用下沉入罐底排泥出口。除鈣垢后的清水順罐體上部的高架出水管線5流出，自動(dòng)流至下一流程。
[0030]步驟E:當(dāng)油田需要注污水生產(chǎn)時(shí)，關(guān)閉清水入口管線2，打開污水入口管線3、ASA快速結(jié)垢劑加藥管線4和加藥泵I。ASA快速結(jié)垢劑可與污水在注水緩沖罐內(nèi)充分接觸，產(chǎn)生的鈣垢沉淀在重力作用下沉入罐底排泥出口。除鈣垢后的污水順罐體上部的高架出水管線5流出，自動(dòng)流至下一流程。
[0031]步驟F:如需要清污混注時(shí)，同時(shí)打開加藥泵1、污水管線3、清水管線2及加藥管線4。ASA快速結(jié)垢劑可與混合水在注水緩沖罐內(nèi)充分接觸，產(chǎn)生的鈣垢沉淀在重力作用下沉入罐底排泥出口。除鈣垢后的混合水順罐體上部的高架出水管線5流出，自動(dòng)流至下一流程。
[0032]步驟G:正常狀態(tài)下，根據(jù)結(jié)鈣垢速度和結(jié)鈣垢量，當(dāng)罐底鈣垢結(jié)到一定程度時(shí)，打開排泥出口管線6，可在不停產(chǎn)的條件下將鈣垢排出至緩沖罐外。若要進(jìn)行罐內(nèi)的維護(hù)和檢修，關(guān)閉加藥泵1、污水入口管線3、清水入口管線2及同心管加藥管線4后，打開出水管線5將罐內(nèi)液體排空，打開排泥出口 6排出罐底污垢后，通過人孔7進(jìn)入罐內(nèi)進(jìn)行正常檢修。
[0033]實(shí)施例2:如圖1所示，
[0034]一種油田注入水定點(diǎn)除鈣垢裝置，污水管線3置于注水緩沖罐下部的人孔7下方，清水入口管線2和ASA快速結(jié)垢劑加藥管線4為同心結(jié)構(gòu)管道，內(nèi)管為ASA快速結(jié)垢劑加藥管線4 ;同心結(jié)構(gòu)管道入口在注水緩沖罐下部的污水入口管線3及人孔7的上方；ASA快速結(jié)垢劑加藥管線4與加藥泵I連接；同心結(jié)構(gòu)管道在注水緩沖罐內(nèi)壁附近先通過90°轉(zhuǎn)向接頭將管線引升至罐體上部，同心結(jié)構(gòu)管道再通過另一個(gè)90°轉(zhuǎn)向接頭將管線引至罐體中部中央位置；同心結(jié)構(gòu)管道末端采用喇叭口結(jié)構(gòu)，喇叭口結(jié)構(gòu)的外管管徑大于入口的管徑，內(nèi)管管徑保持不變，末端處內(nèi)管長(zhǎng)度比外管略長(zhǎng)25mm ;注水緩沖罐另一側(cè)上部連接水管線5的引入口，水管線5延注水緩沖罐內(nèi)壁向下延伸，水管線5通過90 °轉(zhuǎn)向接頭將管線弓I至罐體外部；出水管線5的出口位于排泥出口 6正上方，出水管線5位置高于下一流程的入口位置；注水緩沖罐底部為吸盤結(jié)構(gòu)，通過一條排泥管線6引至罐外出口。
[0035]針對(duì)注入水水質(zhì)達(dá)標(biāo)后仍然存在水型不配伍，并最終導(dǎo)致設(shè)備管線結(jié)垢、儲(chǔ)層堵塞的狀況，研究一種油田注入水定點(diǎn)除鈣垢的方法和裝置，使得不同水型、且有結(jié)鈣垢趨勢(shì)的注入水在回注地層之前進(jìn)行一次深度處理，以達(dá)到集中結(jié)鈣垢并排除的目的。同時(shí)，配合新型快速結(jié)垢劑的使用，可加速清水、污水、清污混合水在該特定裝置中定點(diǎn)結(jié)鈣垢并下沉，最后集中排出，達(dá)到快速除鈣垢的目的。通過使用該裝置，在最終滿足注入水水質(zhì)達(dá)標(biāo)的前提下，與地層流體達(dá)到配伍，避免結(jié)鈣垢堵塞儲(chǔ)層，影響生產(chǎn)。
[0036]一種油田注入水定點(diǎn)除鈣垢的方法；對(duì)回注前的水進(jìn)行一次集中深度的處理，將有結(jié)鈣垢趨勢(shì)的兩種水提前在一特定裝置內(nèi)混合，變被動(dòng)防垢為主動(dòng)結(jié)垢，通過加入化學(xué)藥劑，在該裝置的指定位置或區(qū)域進(jìn)行快速結(jié)鈣垢，最后集中清除。該發(fā)明不僅滿足注水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)，同時(shí)回注的水質(zhì)與儲(chǔ)層流體配伍，保證后續(xù)工藝不因結(jié)鈣垢問題而造成停產(chǎn)檢修和堵塞儲(chǔ)層。
[0037]本發(fā)明目的是新建一座常壓容器罐，使得不同水型、有結(jié)垢趨勢(shì)的注入水在該容器中能夠集中混合，并配合新型快速結(jié)垢劑的使用，使得清水、污水、清污混合水能在該特定裝置中集中定點(diǎn)結(jié)鈣垢，并集中排出，達(dá)到除垢的目的。
[0038]該常壓容器罐是以油田注水緩沖罐為主體設(shè)計(jì)而成。罐容尺寸可根據(jù)日注水量、藥劑反應(yīng)時(shí)間與鈣垢滯留沉降時(shí)間的關(guān)系可確定注水緩沖罐的尺寸及容量。
[0039]設(shè)罐底直徑為D，高為h。根據(jù)水流速度和工藝要求可確定清水入口管線好污水入口管線的位置。
[0040]現(xiàn)場(chǎng)要求污水入口管線3置于注水緩沖罐下部，人孔7下方，距罐底高度為0.2h。管線在注水緩沖罐內(nèi)采用迂回方式均勻部液。為便于及時(shí)清垢和進(jìn)罐檢修，人孔7設(shè)計(jì)直徑為0.lh，距罐底高度為0.lh。
[0041]清水入口管線2和ASA快速結(jié)垢劑加藥管線4采用同心設(shè)計(jì)，內(nèi)管為ASA快速結(jié)垢劑加藥管線4，內(nèi)外管環(huán)空為清水流經(jīng)區(qū)域。入口置于注水緩沖罐下部，污水入口管線3及人孔7的上方，距罐底高度為0.3h。ASA快速結(jié)垢劑加藥管線4與加藥泵I采用硬連接。同心管在注水緩沖罐內(nèi)壁附近先通過90°轉(zhuǎn)向接頭將管線引升至罐體上部，然后再通過另一個(gè)90°轉(zhuǎn)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(shè)計(jì)，外管管徑大于入口的管徑，內(nèi)管管徑保持不變，末端處內(nèi)管長(zhǎng)度比外管略長(zhǎng)25mm。
[0042]罐體另一側(cè)距罐頂0.2h處設(shè)出水管線5的引入口，管線延注水緩沖罐內(nèi)壁向下延伸，并通過90°轉(zhuǎn)向接頭將管線引至罐體外部。出水管線5的出口距罐底0.4h，位于排泥出口 6正上方，位置高于下一流程的入口位置。注水緩沖罐底部正中央設(shè)置直徑為0.9D的吸盤，吸盤收集口通過一條排泥管線6引至罐外出口。排泥管線6距罐底高度0.2h。
[0043]正常生產(chǎn)時(shí)，通過加藥泵I向罐內(nèi)投加ASA快速結(jié)垢劑。該藥劑主要成分為磷酸鈉與聚丙烯酰胺復(fù)配物質(zhì)。該快速結(jié)垢劑采用連續(xù)滴加方式，加藥濃度為30-40%。室內(nèi)模擬在20-40°C下，靜態(tài)除鈣率在60%以上，滯留沉降時(shí)間10-15min。通過動(dòng)態(tài)模擬試驗(yàn)，確定流體流速為0.2-0.75m/s,快速結(jié)垢劑可與水中的Ca2+反應(yīng)，生成沉淀并在15min內(nèi)迅速下沉。
[0044]根據(jù)油田生產(chǎn)實(shí)際需要，工藝中的控制閥門可以進(jìn)行流程切換，實(shí)現(xiàn)單注清水、單注污水以及清污混注。若需要注清水進(jìn)行生產(chǎn)，關(guān)閉污水入口管線3，打開加藥泵I和清水管線2以及加藥管線4。當(dāng)油田需要注污水生產(chǎn)時(shí)，關(guān)閉清水入口管線2，打開污水管線3、ASA快速結(jié)垢劑加藥管線4和加藥泵I。如需要采取清污混注，則同時(shí)打開加藥泵1、污水管線3、清水管線2及同心管加藥管線4。ASA快速結(jié)垢劑可與清水、污水或是清污混合水在注水緩沖罐內(nèi)充分接觸，在15min內(nèi)產(chǎn)生的鈣垢沉淀在重力作用下沉入罐底排泥出口。除鈣垢后的水將順罐體上部的出水管線5流出，自動(dòng)流至下一流程。
[0045]如上所述，對(duì)本發(fā)明的實(shí)施例進(jìn)行了詳細(xì)地說(shuō)明，但是只要實(shí)質(zhì)上沒有脫離本發(fā)明的發(fā)明點(diǎn)及效果可以有很多的變形，這對(duì)本領(lǐng)域的技術(shù)人員來(lái)說(shuō)是顯而易見的。因此，這樣的變形例也全部包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種油田注入水定點(diǎn)除鈣垢的裝置，其特征在于包括:一個(gè)直徑4.5m，高6m的10m3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(xué)藥劑加藥管線，一臺(tái)化學(xué)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。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種油田注入水定點(diǎn)除鈣垢的裝置，其特征在于所述油田注入水定點(diǎn)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(nèi)采用迂回方式均勻部液；清水入口管線和ASA快速結(jié)垢劑加藥管線采用同心設(shè)計(jì)，內(nèi)管為ASA快速結(jié)垢劑加藥管線，內(nèi)外管環(huán)空為清水流經(jīng)區(qū)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(jié)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(nèi)壁附近先通過90°轉(zhuǎn)向接頭將管線引升至罐體上部，然后再通過另一個(gè)90°轉(zhuǎn)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(shè)計(jì)，外管管徑大于入口的管徑，內(nèi)管管徑保持不變，末端處內(nèi)管長(zhǎng)度比外管略長(zhǎng)25mm;緩沖罐另一側(cè)上部設(shè)出水管線的引入口，管線延注水緩沖罐內(nèi)壁向下延伸，并通過90°轉(zhuǎn)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(shè)計(jì)，通過一條排泥管線弓I至罐外出口。
3.—種油田達(dá)標(biāo)注入水定點(diǎn)除鈣垢的方法，包括以下步驟: 步驟A:流體性質(zhì)的識(shí)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(shí)對(duì)流體的結(jié)垢趨勢(shì)和失鈣率進(jìn)行分析和預(yù)測(cè)，確定結(jié)垢的溫度及水的流速； 步驟B:根據(jù)步驟A對(duì)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(guān)系，篩選一種新型快速結(jié)垢劑，該藥劑能在短時(shí)間內(nèi)使得不同水型的流體在混合后迅速將鈣垢析出沉淀，以達(dá)到除去水中鈣垢的目的；通過室內(nèi)評(píng)價(jià)分析，篩選出了 ASA型快速結(jié)垢劑；該藥劑主要成分為磷酸鈉與聚丙烯酰胺復(fù)配物質(zhì)，采用連續(xù)滴加方式，加藥量為30-40% ;室內(nèi)模擬在20-40°C下，靜態(tài)除鈣率在60%以上，滯留沉降時(shí)間10_15min ;通過動(dòng)態(tài)模擬試驗(yàn)，確定流體流速為0.2-0.75m/s ;最后根據(jù)反應(yīng)時(shí)間與滯留沉降時(shí)間的關(guān)系可確定注水緩沖罐的尺寸及容量； 步驟C:注水緩沖罐的下端為污水入口管線，管線在注水緩沖罐排泥吸盤上方，保證不會(huì)因?yàn)樗坎▌?dòng)而使吸盤上的鈣垢及其他沉淀物產(chǎn)生擾動(dòng)，影響清除效果；清水入口管線在污水入口管線正上方，為同心管結(jié)構(gòu)；內(nèi)管為加藥管線，通過加藥泵添加ASA快速結(jié)垢齊U ;內(nèi)管和外管的環(huán)空區(qū)域?yàn)榍逅鹘?jīng)區(qū)域；該同心管在注水緩沖罐內(nèi)上部布管，同心管末端處內(nèi)管略長(zhǎng)于外管，保證不會(huì)因鈣垢的累積而堵塞管線；罐內(nèi)外排管線設(shè)置于罐體上部；注水緩沖罐另一側(cè)，排泥出口管線上方設(shè)有出水管線，該管線采用高架設(shè)計(jì)，出口位置要高于下一流程入口的位置，以確保在重力勢(shì)能的條件下，處理后的液體可以自動(dòng)流至下一流程，無(wú)需通過泵進(jìn)行輸送； 步驟D:當(dāng)油田需要注清水生產(chǎn)時(shí)，關(guān)閉污水管線，打開加藥泵和清水入口管線及其同心的加藥管線；ASA快速結(jié)垢劑可與清水在注水緩沖罐內(nèi)充分接觸，產(chǎn)生的鈣垢沉淀在重力作用下沉入罐底排泥出口 ；除鈣垢后的清水順罐體上部的高架出水管線流出，自動(dòng)流至下一流程； 步驟E:當(dāng)油田需要注污水生產(chǎn)時(shí)，關(guān)閉清水入口管線，打開污水入口管線、ASA快速結(jié)垢劑加藥管線和加藥泵；ASA快速結(jié)垢劑可與污水在注水緩沖罐內(nèi)充分接觸，產(chǎn)生的鈣垢沉淀在重力作用下沉入罐底排泥出口 ；除鈣垢后的污水順罐體上部的高架出水管線流出，自動(dòng)流至下一流程； 步驟F:如需要清污混注時(shí)，同時(shí)打開加藥泵、污水管線、清水管線及加藥管線；ASA快速結(jié)垢劑可與混合水在注水緩沖罐內(nèi)充分接觸，產(chǎn)生的鈣垢沉淀在重力作用下沉入罐底排泥出口 ；除鈣垢后的混合水順罐體上部的高架出水管線流出，自動(dòng)流至下一流程； 步驟G:正常狀態(tài)下，根據(jù)結(jié)鈣垢速度和結(jié)鈣垢量，當(dāng)罐底鈣垢結(jié)到一定程度時(shí)，打開排泥出口管線，可在不停產(chǎn)的條件下將鈣垢排出至緩沖罐外；若要進(jìn)行罐內(nèi)的維護(hù)和檢修，關(guān)閉加藥泵、污水入口管線、清水入口管線及同心管加藥管線后，打開出水管線將罐內(nèi)液體排空，打開排泥出口排出罐底污垢后，通過人孔進(jìn)入罐內(nèi)進(jìn)行正常檢修。
【文檔編號(hào)】C02F5/08GK104370378SQ201310356605
【公開日】2015年2月25日 申請(qǐng)日期:2013年8月15日 優(yōu)先權(quán)日:2013年8月15日
【發(fā)明者】梁愛國(guó), 張新國(guó), 李擁軍, 李甫, 史建英 申請(qǐng)人:中國(guó)石油天然氣股份有限公司