我国碎屑岩油藏注水水质执行中华人民共和国石油天然气行业标准《碎屑岩油藏注水水质指标及分析方法》(SY/T5329-2012)。其中,注水水质主要控制指标是悬浮固体含量、悬浮物颗粒直径中值及含油量,次要控制指标是溶解氧含量。对于低渗透油田,注水水质指标悬浮固体含量≤2.0mg/L,悬浮物颗粒直径中值≤1.5μm,油含量≤6.0mg/L,溶解氧含量≤0.50mg/L(清水);对于特低渗透油田,注水水质指标悬浮固体含量≤1.0mg/L,悬浮物颗粒直径中值≤1.0μm,油含量≤5.0mg/L,溶解氧含量≤0.50mg/L(清水)。为实现精细注水,部分油田提出的油田注水控制指标通常高于标准限值。
当采用清水作为油田注水水源时,油田注水常规处理工艺采用机械过滤器过滤去除悬浮物,采用投加除氧剂的方法降低注水溶解氧含量。机械过滤器通过填装在内部的过滤介质截留固体悬浮物,属于表面过滤,过滤精度低,出水水质波动较大,无法长周期满足注水水质要求;除氧工艺主要是在注水中投加亚硫酸钠、联氨等还原态药剂,与水中的溶解氧发生氧化还原反应以降低水中溶解氧浓度。由于无法控制反应速度和效果,常常需要过量投加药剂,运行成本高,运行效果不稳定。
需要一种装置及方法,其具有过滤精度高、除氧效果好且稳定运行的特点,以实现油田精细注水。
发明内容
本发明的目的是提供一种过滤精度高、除氧效果好且稳定运行的油田注水处理装置及方法。
为实现上述目的,一方面,本发明提供一种超滤膜和脱气膜的双膜处理装置,用于去除水中的固体悬浮物及溶解氧气体。其包括依次连接的原水箱1、原水泵2、超滤膜单元3、脱气膜单元4、氮封水箱5、注水水泵6。
如上所述的装置,其中,该装置还包括超滤反洗水泵7、供氮装置8、真空泵9。
其中,原水从原水箱1的进水口进入,出水口与原水泵2进水口连接,原水泵2出水口与超滤膜单元3进水口连接,超滤膜单元3出水口与脱气膜单元4进水口连接,脱气膜单元出水口与氮封水箱5进水口连接,氮封水箱5出水口1#与注水水泵6进水口连接,并外送至用水点,氮封水箱5出水口2#与超滤反洗水泵7进水口连接,超滤反洗水泵7出水口与超滤膜单元3反洗口连接,供氮装置8出气口分别与脱气膜单元4进气口和氮封水箱5进气口连接,脱气膜单元4出气口与真空泵9连接。
超滤膜单元3采用中空纤维超滤膜过滤去除水中的固体颗粒物。超滤膜孔径0.1μm。
脱气膜单元4采用中空纤维多孔膜,采用氮气吹扫和真空泵8抽真空的方式在脱气膜内脱除水中的溶解氧及其他气体。
氮封水箱5在水箱上部充入氮气以阻止大气与水面接触,防止空气中溶解氧溶入油田注水。
另一方面,本发明提供一种过滤精度高、除氧效果好且稳定运行的油田注水处理方法,其包含如下步骤:
(1)原水进入原水箱1,原水箱1出水进入原水泵2进水口。
(2)原水泵2出水进入超滤膜单元3,超滤采用死端过滤方式,超滤通量≤60L/m2·h,超滤出水浊度≤0.1NTU,出水固体悬浮物含量≤0.1mg/L,悬浮物颗粒直径≤0.1μm,超滤反洗周期不小于30min。
(3)超滤膜单元3出水进入脱气膜单元4,脱气膜采用2支1组的串联方式运行,采用氮气吹扫和真空泵抽真空的混合方式运行,脱气膜通量≤150L/m2·h,氮气吹扫强度为0.3m3/h/支脱气膜元件,脱气膜单元出水溶解氧含量≤0.05ppm。
(4)脱气膜单元4出水进入氮封水箱5,氮封水箱5出水口1#连接注水水泵6进水口,并外送注水至用水点。氮封水箱5出水口2#连接超滤反洗水泵7进水口。
(5)超滤反洗水泵7出水口连接超滤膜单元3超滤反洗口,超滤每30min反洗一次,一次反洗3min。
(6)供氮装置8出气口分别与脱气膜单元4进气口和氮封水箱5进气口连接。供氮装置的氮气浓度为99.995%。