曹玉倩(大慶油田有限責(zé)任公司，黑龍江 大慶 163000)

1 油田注水井清洗現(xiàn)狀

注水井在長(zhǎng)期的注水過(guò)程中，所含雜質(zhì)在井簡(jiǎn)油層附近不斷聚集，甚至堵塞地層，使地層吸水能力下降、注水壓力升高，影響了水井的正常注水。為確保正常注水，提高水驅(qū)開(kāi)發(fā)效果，實(shí)現(xiàn)油田穩(wěn)產(chǎn)，須定期對(duì)注水井進(jìn)行清洗。近年來(lái)受環(huán)保和安全需求，朝陽(yáng)溝油田注水井洗井受到限制，只能利用罐車?yán)\(yùn)洗井，這種洗井方式洗井過(guò)程不連續(xù)，洗井只能保證測(cè)試工具下井，但水質(zhì)不能保證，且洗井不徹底，水井失洗嚴(yán)重。由于注水井欠洗，井筒內(nèi)污油及雜質(zhì)逐步增多，近井地帶及堵塞器處結(jié)垢日趨嚴(yán)重，導(dǎo)致測(cè)試?yán)щy，作業(yè)井逐年增多。導(dǎo)致欠注井增加，由于注水井欠注，地層能量嚴(yán)重不足，低壓層大量吸水，油井含水上升快，遞減快，嚴(yán)重影響開(kāi)發(fā)效果。

2 移動(dòng)式洗井車的構(gòu)造及工作原理

移動(dòng)式洗井車采用重型汽車6×6的底盤(pán)為安裝基座，其主要由水處理系統(tǒng)、傳動(dòng)系統(tǒng)及管匯系統(tǒng)和控制系統(tǒng)等組成，其中五柱塞注水泵作為洗井動(dòng)力，并在汽車發(fā)動(dòng)機(jī)旁裝一個(gè)取力器和變速箱，為五柱塞注水泵提供動(dòng)力。另外還附帶安全防護(hù)設(shè)備。

2.1 水處理系統(tǒng)

(1)減壓系統(tǒng)。將注水井返出污水壓力由15～20 MPa通過(guò)高壓過(guò)濾器(主要過(guò)濾較大的泥和顆粒，保證減壓閥正常工作)以及減壓閥安全降低到出口壓力為1.2～1.0 MPa，該系統(tǒng)不因出口壓力變化而改變流量。

(2)三相分離器。油田注水井含油污水經(jīng)減壓系統(tǒng)減壓后，由進(jìn)水口進(jìn)入三相分離板區(qū)，油珠垂直向分離板上部移動(dòng)，泥及固體顆粒向分離板的底部移動(dòng)，分離液從出口處流出，從而達(dá)到油、水、固體物質(zhì)初步分離。

(3)水力旋流除砂器。來(lái)水由進(jìn)水口進(jìn)入，在渦殼內(nèi)部形成加速的旋流，在下錐體段，在液流高速旋轉(zhuǎn)時(shí)，由于兩種互不相容的介質(zhì)的密度不同，從而產(chǎn)生的離心加速度也不同，即產(chǎn)生的離心力不同，因此產(chǎn)生分離，較大的固體顆粒被甩向器壁，并在其本身的重力的作用下沿器壁向下滑動(dòng)，隨濃液從排沙口排出進(jìn)入儲(chǔ)砂罐；儲(chǔ)砂罐內(nèi)的水通過(guò)旁通進(jìn)入水力旋流除油器；較小的懸浮顆粒旋轉(zhuǎn)到一定程度后隨二次渦流由排水口排出，進(jìn)入下一級(jí)。

(4)水力旋流除油器。固液分離器排出的分離液進(jìn)入一級(jí)油水分離器進(jìn)行油水分離。由于水和油及微小懸浮顆粒的密度差及離心的作用。使水緊貼旋流器管內(nèi)壁而油和微小懸浮顆粒則向中心低壓區(qū)聚集，并向后從溢流口排出分離液中95%的浮油，同時(shí)除油后的分離液由一級(jí)進(jìn)入二級(jí)水力旋流油水分離器，繼續(xù)進(jìn)行除油和除微小懸浮物。處理后的水進(jìn)入清水箱，清水箱中的濾后水再由五柱塞泵輸送進(jìn)入高壓井口套管，形成循環(huán)洗井作業(yè)。這樣處理后的液體已完全達(dá)到注水井注水水質(zhì)的要求。

2.2 傳動(dòng)系統(tǒng)

將發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力通過(guò)全功率取力器、傳動(dòng)軸、變速箱、聯(lián)軸器傳送給五柱塞注水泵。

2.3 管匯系統(tǒng)

主要具有液體流向控制、輸送等功能。

2.4 控制系統(tǒng)

主要進(jìn)行五柱塞注水泵過(guò)載保護(hù)工作。五柱塞泵的最大工作壓力為(20 MPa)，當(dāng)五柱塞泵工作壓力超過(guò)設(shè)定壓力時(shí)，安全閥自動(dòng)排壓，五柱塞泵壓力下降，將起到過(guò)載保護(hù)作用。

3 移動(dòng)式洗井車的工藝流程及性能特點(diǎn)

3.1 工藝流程

注水井移動(dòng)式洗井車的基本工作流程為：注水井油管放空閥返出的含油污水首先進(jìn)入移動(dòng)式洗井裝置的減壓系統(tǒng)進(jìn)行減壓，減壓后含油污水進(jìn)入三相分離器進(jìn)行油、泥、水初步分離，分離液接著進(jìn)入兩級(jí)水力旋流除砂器，主要將小顆粒的泥沙和懸浮物除去；隨后進(jìn)入二級(jí)水力旋流除油器，去除其中大部分油粒、懸浮物。處理后的水進(jìn)入清水箱，清水箱中的濾后水再由五柱塞注水泵注入井口套管，形成循環(huán)洗井作業(yè)。當(dāng)洗井裝置進(jìn)出口水質(zhì)達(dá)到要求的指標(biāo)后，即可停止洗井作業(yè)[1]。

3.2 性能特點(diǎn)

移動(dòng)式洗井車具有洗井時(shí)間短、洗井過(guò)程對(duì)注水系統(tǒng)、集油系統(tǒng)和污水處理系統(tǒng)沒(méi)有影響、無(wú)鋪設(shè)洗井流程、機(jī)動(dòng)性強(qiáng)等特點(diǎn)。移動(dòng)式洗井車屬于車載式可移動(dòng)水處理設(shè)備。采用越野型、自走式底盤(pán)，能適應(yīng)油田道路和移動(dòng)作業(yè)。自帶一個(gè)8 m3清水箱和一個(gè)2 m3集油箱，既節(jié)省施工設(shè)備、降低作業(yè)成本，又能保證連續(xù)洗井作業(yè)。采用底盤(pán)發(fā)動(dòng)機(jī)作為污水處理設(shè)備的動(dòng)力，能克服注水井井口無(wú)電源設(shè)備的弊端。整車的污水處理設(shè)備能有效地清洗注水井，節(jié)省注水用水，節(jié)省投資，并能避免直接外排造成環(huán)境污染。取得了良好的洗井效果。

(1)在除機(jī)雜方面，采用旋流除砂器確保處理水質(zhì)。

(2)在除油方面，采用旋流除油器，減少了設(shè)備占用空間，增大了污油箱容積，使沉降器排污徹底，保證了沉降器的有效沉降空間和沉降效果，減輕了后續(xù)濾罐的運(yùn)行負(fù)荷，提高了除油效率。

(3)水處理流程先進(jìn)，適應(yīng)性強(qiáng)。針對(duì)不同的詵井返出液情況，可分別對(duì)一級(jí)過(guò)濾器、精細(xì)過(guò)濾器、液一液旋流器、管式沉降器、聚結(jié)除油器進(jìn)行超越，在達(dá)到處理水質(zhì)的情況下，保護(hù)水處理設(shè)備。保證設(shè)備長(zhǎng)期穩(wěn)定運(yùn)行[2]。

4 移動(dòng)式洗井車現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)情況

對(duì)某礦的A井、B井應(yīng)用移動(dòng)式洗井車進(jìn)行洗井作業(yè)。選取試驗(yàn)井的基本運(yùn)行參數(shù)如下：

4.1 洗井過(guò)程

對(duì)A、B注水井進(jìn)行洗井試驗(yàn)，將洗井裝置與罐車就位，將洗井車停靠在距井口5 m的平地上，車尾朝注水井高壓閥門(mén)背面或側(cè)面。將注水井停注，放掉封在管路中的存壓，拆卸補(bǔ)水口、進(jìn)水口、出水口上的堵頭，裝洗井車高壓軟管接頭，連接好進(jìn)出水管線。另外，為了防止高壓軟管卡套滑脫造成人身傷害，還需要在高壓軟管兩端裝安全防護(hù)鏈卡。起泵前需要先給清水箱補(bǔ)水，補(bǔ)水來(lái)自配水間，關(guān)閉注水井生產(chǎn)閥門(mén)，使配水間來(lái)水進(jìn)入洗井裝置水箱。其中A注水井流量為11.4～30.0 m3/h，B注水井流量為25.3～32.0 m3/h。待水箱上水結(jié)束，關(guān)閉注水井來(lái)水閥門(mén)，導(dǎo)入洗井流程，開(kāi)始洗井。啟動(dòng)注水泵，A注水井流量18～20.96 m3/h，注水泵出口壓力11.0 MPa。B注水井流量為17～22.6 m3/h，注水泵出口壓力12.5 MPa。之后進(jìn)行循環(huán)洗井，洗井時(shí)間為4 h。

洗井開(kāi)始時(shí)用肉眼觀察，從井口返出的循環(huán)水中油和懸浮物含量很高。洗井循環(huán)后，發(fā)現(xiàn)水樣明顯變清，油和懸浮物明顯減少。通過(guò)過(guò)濾器處理后，水質(zhì)外觀宛如純凈水。經(jīng)過(guò)1～2 h之后進(jìn)出注水井的流量基本相同，3～4 h后進(jìn)出注水井的水質(zhì)也基本一致[3]。

4.2 洗井效果

應(yīng)用移動(dòng)式洗井裝置對(duì)A和B注水井進(jìn)行洗井，達(dá)到了以下效果：

(1)不排放污水，經(jīng)洗井車處理后的水達(dá)到了注水站來(lái)水水質(zhì)，滿足了環(huán)保要求。

(2)含油和懸浮物明顯減少。A井懸浮物顆粒含量為864 mg/L，經(jīng)洗井車處理后，下降為80 mg/L；B井含油達(dá)284.4 mg/L，井口出水含油為2.68 mg/L。

(3)洗井后注水井吸水能力普遍得到提高。A井油壓下降0.8 MPa，洗井后回收油量可達(dá)3.5 t，B井油壓下降0.9 MPa，洗井后回收油量可達(dá)3.0 t。

5 結(jié)語(yǔ)

5.1 結(jié)論

(1)移動(dòng)式洗井車可以達(dá)到洗井的目的。利用配水間來(lái)水通過(guò)洗井車洗井，經(jīng)過(guò)4～5 h進(jìn)出注水井的水的水質(zhì)就可以基本相同。一口井通過(guò)洗井可以洗出3～3.5 t油。

(2)移動(dòng)式洗井車現(xiàn)場(chǎng)操作簡(jiǎn)便：洗井車、罐車、注水井之間洗井工藝管線連接需要30 min左右；洗井裝置進(jìn)水需要30～40 min；洗井作業(yè)需要3～4 h。

(3)移動(dòng)式洗井車洗井與罐車洗井對(duì)比：一是移動(dòng)式洗井車洗井比罐車洗井徹底，可以把井底大部分污染物清洗干凈，罐車洗井只能通過(guò)泄壓帶出污染物，達(dá)不到清洗的目的；二是移動(dòng)式洗井車清洗一口井排入系統(tǒng)的液量為8～10 m3，洗井排入地面系統(tǒng)的液量少，基本不增加地面系統(tǒng)負(fù)荷。罐車洗井排入系統(tǒng)的液量為24～36 m3[4]。

5.2 建議

(1)移動(dòng)式洗井車與注水井之間連接的高壓管線，應(yīng)根據(jù)注水井位置和井場(chǎng)情況配備相應(yīng)的長(zhǎng)度管線。從某油田的注水井情況看配備10.0 m、30.0 m、50.0 m長(zhǎng)度的三套高壓管線，這樣就可以滿足洗井裝置洗井要求。

(2)移動(dòng)式洗井車與罐車之間的排污管線應(yīng)從現(xiàn)在的4.0 m增加到8.0 m。

(3)車載注水泵應(yīng)設(shè)置流量相同壓力不同的洗井級(jí)配。比如流量為25 m3/h時(shí)，壓力設(shè)為9.0 MPa、10.0 MPa、11.0 MPa、12.0 MPa等級(jí)配，以便洗井操作。

(4)由于某油田開(kāi)采年限比較長(zhǎng)，井中懸浮物顆粒比較細(xì)小，洗井車通過(guò)離心分離技術(shù)不易將懸浮物從水中分離出來(lái)，這樣注入水與吐出水中懸浮物含量容易超標(biāo)。為解決這個(gè)問(wèn)題，建議在洗井過(guò)程中加入一定量絮凝劑，運(yùn)行40 min左右即可。