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试析油田采出水过滤器的原理及应用

                             试析油田采出水过滤器的原理及应用
                                                    郭静
                              大庆油田工程建设公司建材公司
    【摘要】随着我国社会经济的发展,对于石油的需求量逐年增加。此时,在石油开采中如何更好地提高效率,成为了人们所关注的焦点问题。近些年来,对于各种过滤器的开发和在油田上的应用,人们各有观点。本文将对油田采出水过滤器的原理及应用进行了研究与分析,研究了过滤器应用于油田采出水的媳妇和晒出作用,以及发冲洗操作的工作原理,并对过滤器如何才能更好地完成含油采出水的过滤做出分析。旨在能为石油开采产生积极作用,从而为我国能源开采上作出贡献。
    【关键词】采出水;过滤器;原理;应用
    一、采出水的水质特点
    在对采出水过滤器的原理进行分析之前,需要重点强调油田采出水的特点。因为其特点是过滤器研究的主要依据。根据油田中有层分布情况不同,需要不同的开采技术,对于较厚油层的开采是比较容易的,直接进行打井开采,而相对较薄的油层就需要抽油机进行原油的抽取。不管采取哪种方式,都会在该油层采油之后留下部分小面积的残余原油,而对这些残余原油或者是一直零星分布的油,就需要注入加入PAM以及表面活性剂的水,来对分布零散的油进行采取。采出水的成分包括悬浮固体、原油、总溶解固体和溶解气体。根据油田所在地理位置和地理环境的不同,以及对油田方式不同的影响,采出水的组成成分也是大不相同的。但是其依然存在共同的特点。油藏对注入水水质的要求是不能对注入层的渗流孔隙造成堵塞。不同渗透层对注水水质条件的要求。注入水中造成地层堵塞的主要是悬浮固体。采出水中悬浮固体的来源可以是多方面的,有来自地层的固体颗粒,如粘土等,也有细菌等微生物,还可能来自溶解固体和溶解气体的相互作用而生成的不溶物质,如碳酸钙、碳酸镁、硫酸钡、氧化铁和硫化铁等。
    二、过滤器的主要工作原理及应用
    对于采出水过滤器主要工作原理及其在油田采油中应用的研究分析,能够更好地使我们对过滤器作出进一步的了解,对功能完整、质量更优秀的过滤器的研制已开发起到了基础性的作用。在下文中,我们将分别对过滤器的工作原理和主要的应用方向做出深入的研究,分析出其工作时所能适应的情况和突发的问题等等。
    (一)过滤器的主要工作原理
    对油田采出水过滤器的工作原理进行详细的分析,能够使人们对其正确的使用方法和注意事项进行了解,从而提高油田产油效率。对过滤器工作原理的认识,是对其理论知识的解读和理解,只有对其原理了解透彻之后,才能在实际操作和应用中更好地发挥出其应有的作用,从而保障油田产出率,避免资源的以及油田开采成本的浪费。过滤器的本质在于使用虑料对采出水中不同的成分进行分离,主要是对悬浮物和水的分离。典型过滤设备的结构包括滤层和承托层,图+为抽象的过滤原理示意图。过滤介质对悬浮物的拦截作用可分为筛除作用和吸附作用。筛除作用是针对较大的悬浮颗粒,由于不能通过滤层而被截留在滤层的表层;而较小的悬浮颗粒尽管可以进入滤层,但这些颗粒在通过滤层时与过滤介质接触而被吸附在滤层中被滤除,这就是吸附作用。对于象砂滤池等深床过滤器,可以滤除的颗粒远小于滤层的孔隙,说明其工作机理主要是吸附作用而不是筛除作用。
    (二)过滤器主要应用方向
    油田使用的轻质滤料过滤器主要是核桃壳过滤器,这种过滤器的基本结构和过滤原理与石英砂过滤器相同,区别是作为滤料的核桃壳的密度较小,反冲洗时在水流作用下滤层成为沸腾床,由滤料间隙形成的微孔被解除,吸附的悬浮物得以脱附。因此,这种过滤器属于非固定孔隙过滤器,反洗再生能力较强,过滤性能稳定,适合于中高渗透率地层水质要求的采出水过滤。不过如果水中含有油的话,则很容易堵塞而且不易反洗。国内外许多研究者曾基于陶瓷材料的亲水性质而寄希望于用陶瓷膜处理采出水,但经过研究后,普遍认为膜污染问题仍然很难解决。膜污染是非常复杂的问题,但有一点是可以肯定的,即污染物中有机物的大量存在是确定无疑的,不过一般往往关注膜本身而较少考虑承托层。此外,国内一些研究单位正在研究不亲油纤维以及纤维改性技术,目的是将这种过滤器用于含油的采出水过滤,目前已取得了很大的进展。如果能将纤维材料本身对油的吸附力减小到足够的程度,纤维束过滤器将会成为低渗透油田采出水回注水质过滤的理想设备。
    三、过滤器使用的优化措施
    (一)使用流程及自身结构的优化
    要对油田采出水警醒科学化合理化的处理,需要根据油田当地地下水水质特点,采取相应的措施,建立合适的流程,依据油田开采设备的适应能力和处理能力,对油田进行集约化开采,计量避免资源浪费。在对使用流程运用的优化过程中,要灵活应对可能出现的情况,以求能够以最为高效的方式达到指标的合格。采出水过滤器在设计应用过程中,既要考虑过水速度,又要考虑利用短时间的反冲恢复滤料的再生性能;除根据水质情况选择合适滤料外,还要对过滤器配水系统流程进行优化设计,适应现场情况,力图流程简单可靠;内部配水合理,冲洗效率高,利用较少的反洗水达到最完美的反冲洗效果,减少对系统的冲击。
    (二)滤料再生方式优化
    如何解决过滤器内部截留空间形成,是延长过滤器滤料使用周期、保证过滤器运行时率的首要问题。解决这个问题的关键是保证清洗滤料要彻底,减少固体悬浮物深层穿透。通过清洗方式的改进,使滤料达到最佳的再生状态。通过对多种类型过滤器的调研,目前较为实用的方法是改变滤料再生的方式,在反冲洗过程中最大限度地将滤料表面的附着物脱离、使滤料再生,通过各种方法使洗后的滤料重新形成新的滤床,从而恢复滤料性能。
    (三)过滤器使用的意义
    根据社会发展建设所需要的采油质量,资源采集等各个部门积极采取措施,为了能够对各种油层注水水质条件的满足,对油田采出水过滤器的研制技术急用用技术做出很大的投入。但是由于对过滤器的工作原理及其在油田的应用并没有深入的了解,导致了对采出水过滤器研发技术与应用技术的不完善,从而对油田采油技术、效率和品质产生了影响。我国经济基础的建设对石油的依赖性越来越强,如果在石油开采的这一关键环节出现问题,必将会对我国经济发展和社会建设产生阻碍作用。所以说,采油技术的发展,对于社会的发展与建设是至关重要的。
    结束语
    对采出水过滤器工作原理和油田应用的研究与分析,对于新型过滤器的研发与审计改造存在着极其重要的意义,他不仅对油田采油技术起到深远的影响,更对迫切需要石油供应的社会建设行业间接地起到积极的作用。但是由于油田的多样性与油质的复杂性,导致影响采出水过滤器的新技术研发和产品改进的因素过多,进而致使研究进程相对缓慢。但在面临困难时,应采取积极的态度,不能惧怕困难的到来。成功的路绝不是一帆风顺的,也就是说,只有客服了过滤器研发和改进困难才能取得对国家、对社会、对人民都有益处的石油开采方面的成功。虽然,关于过滤器的研究工作是迫在眉睫的,但并不代表对其的研究可以盲目进行。应该做到科学地、有效地对研发技术进行研究,这样才能以最低的成本换回最大的收益。
    作者简介[1]李涛.低压反冲洗过滤器处理油田采出水.《油气田地面工程》,2010年4期


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