撬裝式過濾器在海上注水系統(tǒng)擴(kuò)容中的應(yīng)用

彭遠(yuǎn)志，鄭樹偉

（中海石油（中國）有限公司湛江分公司， 廣東 湛江 524057）

1 概述

注水開發(fā)是海上油田開發(fā)的重要手段，它能有效補(bǔ)充地層的能量，保持地層壓力，對提高采油速度和采收率起到了重要作用，尤其對于進(jìn)入中高含水期的老油田，如何注好水、注夠水關(guān)系到老油田的穩(wěn)產(chǎn)與增產(chǎn)，已成為制約油田產(chǎn)能的主要因素[1]。

某海上油田是大型油田群的注水管網(wǎng)中心，該油田注水處理系統(tǒng)產(chǎn)出的脫氧海水是油田群的注入水水源，承擔(dān)著為本油田以及相關(guān)油田提供脫氧海水的任務(wù)。海水經(jīng)過注水設(shè)備的逐級處理，注水水質(zhì)合格后一部分作為本油田注入水注入地層，另一部分輸送至其他油田注水系統(tǒng)[2]。

某油田注水流程如圖1。從海水提升泵過來的海水先通過粗過濾器，使95%直徑≥80μm的懸浮顆粒被去除，經(jīng)初步過濾的海水除部分供給其它直接用戶外，大部分海水一起進(jìn)入細(xì)過濾器，使98%直徑≥5μm的懸浮顆粒被除去。為了提高過濾效果，在細(xì)過濾器的入口處注入兩種化學(xué)藥劑：聚合物和殺蟲劑，殺蟲劑每周注入一次，在不注殺蟲劑期間注入次氯酸鈉進(jìn)行殺菌。

經(jīng)細(xì)過濾器過濾的海水進(jìn)入脫氧塔，通過真空泵使脫氧塔形成真空，海水中的游離氧在真空條件下從海水中被分離出來，使海水中氧的含量低于0.01mg/L。同時，為了提高脫氧塔的脫氧效果，在增壓泵到脫氧塔的回流管線上注入脫氧劑，脫氧劑經(jīng)海水稀釋從脫氧塔中部均勻噴撒在塔內(nèi)。為防止地層結(jié)垢在脫氧塔出口管線注入鋇鍶防垢劑。

圖1

經(jīng)脫氧后的海水進(jìn)入增壓泵，被增壓到3300kPa使海水的壓力滿足注水泵的吸入壓力。一部分進(jìn)入注水泵進(jìn)一步增壓后作為油田注入水注入地層，另一部分輸送至其他平臺或直接注水或通過納濾系統(tǒng)進(jìn)一步處理后注水。

2 系統(tǒng)瓶頸

該油田注水處理系統(tǒng)是油田群的注水源頭，承擔(dān)著為本油田以及上游油田提供注水水源的任務(wù)。隨著油田群的開發(fā)，邊際油田逐步投產(chǎn)，油田群產(chǎn)液量逐年提升，為有效保障油田群地層的能量補(bǔ)充，保持地層壓力，需要不斷提高地面系統(tǒng)注水能力，以保障滿足每年攀升的注水需求量。該油田注水系統(tǒng)原設(shè)計處理量為8800立方米/天，2018年6月油田群脫氧海水總體需求量已增至11000立方米/天，該油田注水系統(tǒng)的處理能力已無法滿足下游用戶的需求，注水系統(tǒng)運(yùn)行瓶頸日漸凸顯，而注水總體規(guī)劃中相關(guān)配套項(xiàng)目某油田納濾項(xiàng)目和某新建生產(chǎn)水處理平臺項(xiàng)目仍在商務(wù)采辦階段，短期內(nèi)無法配套滿足該需求，且該平臺因平臺空間及結(jié)構(gòu)受限，大規(guī)模擴(kuò)容改造難度較大。

為保障注水產(chǎn)量任務(wù)的順利完成，保持注水系統(tǒng)的高效穩(wěn)定運(yùn)行，必須采取臨時措施，盡快提高脫氧海水生成量，解決上下游注水供需矛盾。為此，該油田實(shí)施注水?dāng)U容工作，臨時解決注水系統(tǒng)水源問題。

經(jīng)過分析，注水系統(tǒng)瓶頸主要在于細(xì)過濾器處理量已達(dá)到最大處理能力，如果再繼續(xù)增加處理量，則會出現(xiàn)處理水質(zhì)不達(dá)標(biāo)的問題。針對現(xiàn)場實(shí)際情況，油田采取增加臨時過濾器的思路，增加注水細(xì)過濾器的整體處理能力。

3 解決方案

2019年4月，首先嘗試租用濾芯式細(xì)過濾器，由于濾芯過濾器不具備自反洗功能，濾芯需要頻繁更換，不具備現(xiàn)場長時間使用的條件。

經(jīng)過多輪比選，最終確定選用技術(shù)成熟、性能可靠的撬裝式雙室組合過濾式海水精細(xì)過濾器（即上下腔室均采用改性濾料），它具有結(jié)構(gòu)緊湊、占地面積小、操作方便、自動化程度高、運(yùn)行平穩(wěn)、過濾精度高、截污能力強(qiáng)、反洗徹底及維護(hù)方便等特點(diǎn)。同時減少了管線安裝工作量，縮短了工程項(xiàng)目建設(shè)周期。

該過濾器的濾料采用AFM活性濾料（Active Filter Media），經(jīng)現(xiàn)場試驗(yàn)、調(diào)試觀察，處理后的注水水質(zhì)合格，滿足現(xiàn)場要求。

為實(shí)現(xiàn)該過濾器與原有的3臺細(xì)過濾器并聯(lián)運(yùn)行，實(shí)現(xiàn)可在線反洗，同時為了提高過濾器的穩(wěn)定性，油田自主對臨時細(xì)過濾器增加了PLC控制系統(tǒng)、流量計、化學(xué)藥劑注入流程，并優(yōu)化了反洗程序。經(jīng)過這一系列優(yōu)化措施，臨時細(xì)過濾器自投用以來已穩(wěn)定運(yùn)行5個月，注水處理能力提升達(dá)到2200立方米/天。

4 結(jié)論及建議

該油田在2019年通過采取一系列擴(kuò)容和優(yōu)化措施，注水系統(tǒng)的處理和輸送能力從8800立方米/天提高到了11000立方米/天，截止2019年11月底，注水處理量較2018年同期增加了54.84萬立方米，提升23%，解決了注水缺口問題，極大地滿足了地層能量補(bǔ)充對注水的需求，為完成年度注水指標(biāo)打下了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)，切實(shí)落實(shí)了分公司“注水年”和南海西部油田“上產(chǎn)兩千萬立方米”的工作要求。

綜上所述，通過采用增加撬裝式過濾器臨時解決了注水系統(tǒng)配套不完善的問題，這種快速實(shí)現(xiàn)注水系統(tǒng)處理量擴(kuò)容的辦法可行，該思路可指導(dǎo)我們因地制宜開展各類增產(chǎn)增注，保障油田高效開發(fā)和公司高質(zhì)量地發(fā)展。

◆參考文獻(xiàn)

[1] 管虹翔，譚楊，李海津，等. 海上注水油田多壓力注水系統(tǒng)可行性分析[J].鉆采工藝，2014，37(5),53-55.

[2] 彭遠(yuǎn)志，鄭樹偉. 某海上油田注水系統(tǒng)注水水質(zhì)不合格原因分析[].石油石化節(jié)能，2018，8(11)：38-40.