海上油田生产水就地处理就地回注系统及工艺技术方案

本发明专利技术涉及油田水处理技术领域，公开了海上油田生产水就地处理就地回注系统及工艺，包括气液两相分离、油水两相旋液分离、油水两相旋流离心分离、油水两相聚结破乳分离、油水两相旋流气浮分离、油水两相精细过滤分离、油水两相超滤分离七级分离装置，海上油田生产来液依次经过七级分离处理，进入注水缓冲罐、注水泵，最终回注到井口。应用本发明专利技术，海上油田生产水能稳定达到产水含油量≤6.0mg/l，悬浮物颗粒直径中值≤1.5μm,固体悬浮物含量≤2.0mg/l的A2级标准，实现就地处理就地达标回注；利用纯物理力学和极性材料临界特性，摈弃对化学药剂的依赖，更加绿色环保、无再生污染、对污染物选择性小，反应速度快、能耗低、成本低，稳定可靠，适用范围广。适用范围广。适用范围广。

【技术实现步骤摘要】
海上油田生产水就地处理就地回注系统及工艺


[0001]本专利技术涉及油田水处理
，具体涉及海上油田生产水就地处理就地回注系统及工艺。

技术介绍

[0002]油田采出的原油含有50％～95％的水分，且含水率不断升高。在油田多次采油中，从油井采出的液体，通过分离器将油水两相分开，油相输送到转油站，水相输送到污水处理站。水相在污水处理站中，经过沉降罐等预处理工序去除浮油后，再经过气浮、精细过滤工艺处理，回注到油层中的水，称油田回注水。油田采出水处理后用于回注，既能解决注水水源问题，又可以保护环境，为油田带来巨大的经济和社会效益。
[0003]油气田等区域实现降低生产水的外排浓度和外排量，优化生产水处理工艺，降低石油类等污染物浓度；通过关停高含水井、增加回注并新增小平台就地回注等措施，提高采出水回注率，减少污水排放量。
[0004]海上油田整体开发过程中，老油田生产井产水上升，新的井口平台投产所带来了生产水增加问题。海洋油田生产水回注到地层，不仅能够避免生产水排放，保护海洋环境，还能保持地层压力，改变水驱方向，提高石油开发的采收率。由于生产水含油，含固相颗粒以及其他杂质，不能直接回注到地层，否则很快就要污染地层，增加今后解堵的工作量和作业成本。因此油田生产水必须先经过处理，达标后才能回注。现有的海上油田生产水处理回注常规工艺是，油田污水首先经过聚结除油器、旋流器、气浮装置等进行油水分离处理，然后经过多级过滤处理，包括作为一级过滤的核桃壳过滤器，作为二级过滤的多介质过滤器或纤维介质过滤器，作为三级过滤的超精细过滤器，最后将达到回注标准的水进行回注。
[0005]但是，现有技术中海上油田生产水处理回注工艺路线和技术装置，存在如下缺点：1、纯物理重力分离设备占地面积大，基建投资高，对乳化油的处理效果不好，废水停留时间长；2、一般离心分离设备对原油相对密度大于0.9的含油废水适应能力和分离效果差；3、压力沉降设备对于来水量波动变化、水质物性变化的抗波动能力不足；4、常规介质过滤器运行费用较高，占用空间体积和重量大，适应负荷变化能力弱，易堵塞；而且，由于滤料粒径受到限制无法进一步减小粒料粒径来提高过虑精度和效率；5、化学氧化在应用过程中，氧化剂的利用率及其发生器的效率还亟待提高，催化剂不能反复使用，且处理成本高；6、传统气浮分离设备体积和重量大，停留时间长，分离效率不够高；7、以往各种物理膜过滤设备的通用问题是：设备投资成本大、滤芯使用周期短更换费用高、设备占用空间体积和重量大、能耗高、膜通量衰减明显、易受污染、在线清洗不彻底、清洗再生过程产生新的大量废水。
[0006]应用现有技术进行海上油田生产水处理回注，海上平台受限于空间问题，加之新
增系统对设备的选型要求比较苛刻，对相关药剂的效率要求比较高，新增系统投用后生产污水的处理质量不稳定，时有不达标现象，主要表现在含油、悬浮物、颗粒等指标超标，且存在与地下水混合回注不配伍的情况，使得系统处理能力达不到设计标准，回注量无法提高，地层能量恢复较慢，难以稳定达标的对产出水进行处理和回注。
[0007]针对海上生产平台的特点和水处理回注面临的上述实际问题，亟待解决的是：怎样制定海上油田生产水就地处理就地回注的最佳工艺路线，生产水的深度处理设备和回注设备怎样匹配设计，怎样实现设备空间尺寸、重量极限优减和安装方式简捷可靠，解决海上平台生产水回注的技术指标难题，减少生产水对海洋环境的污染，并取得预期的环境与社会经济价值。

技术实现思路

[0008]针对现有技术存在的问题和不足，本专利技术结合当前新材料、新工艺、新技术进行研发革新，适应海上生产平台安装空间狭小紧凑、承载重量比较有限、危险易爆油气的环境，设计或选择更加绿色环保、能耗低、无污染、稳定可靠、适用范围广、反应速度快、成本低、对污染物选择性小的技术装置，组合成最佳的就地处理就地回注工艺路线；针对各种海上油田生产水，通过除油、脱气除砂、除悬浮物、除菌、中和、过滤等工艺手段，使得处理后的生产水指标达到SY/T 5329
‑
2012《碎屑岩油藏注水水质推荐指标及分析方法》的A2要求（含油量≤6 mg/l，悬浮物颗粒直径中值≤1.5
µ
m，固体悬浮物含量≤2 mg/l），最终通过注水泵注入井口，从实现废水零排放，从而解决
技术介绍
中提出的技术问题。
[0009]本专利技术的技术方案是这样实现的：海上油田生产水就地处理就地回注系统，包括七级分离装置，分别为一级功能气液两相分离装置、二级功能油水两相旋液分离装置、三级功能油水两相旋流离心分离装置、四级功能油水两相聚结破乳分离装置、五级功能油水两相旋流气浮分离装置、六级功能油水两相精细过滤分离装置、七级功能油水两相超滤分离装置，所述七级分离装置通过管路依次连接，所述七级功能油水两相超滤分离装置还连接有注水缓冲罐、注水泵，海上油田生产来液进入一级功能气液两相分离装置，依次经过所述七级分离装置、所述注水缓冲罐、所述注水泵，最终回注到井口；所述二级功能油水两相旋液分离装置、所述三级功能油水两相旋流离心分离装置、所述四级功能油水两相聚结破乳分离装置、所述五级功能油水两相旋流气浮分离装置、所述六级功能油水两相精细过滤分离装置、所述七级功能油水两相超滤分离装置分别连接污油储罐，所述污油储罐连接增压输油泵，所述增压输油泵连接输油系统；所述一级功能气液两相分离装置、所述五级功能油水两相旋流气浮分离装置以及所述污油储罐连接回收气装置。
[0010]进一步地，所述一级功能气液两相分离装置入口连接有生产气液源头输入管路，一端出口连接后一级分离伴生气输出管路，另一端出口连接有一级分离液相输出管路；所述一级分离液相输出管路连接所述二级功能油水两相旋液分离装置入口，所述二级功能油水两相旋液分离装置一端出口连接有二级分离油相输出管路，另一端出口连接有二级分离水相输出管路。
[0011]进一步地，所述二级分离水相输出管路连接所述三级功能油水两相旋流离心分离装置入口，所述三级功能油水两相旋流离心分离装置一端出口连接有三级分离油相输出管
路，另一端出口连接有三级分离水相输出管路；所述三级分离水相输出管路连接所述四级功能油水两相聚结破乳分离装置入口，所述四级功能油水两相聚结破乳分离装置一侧出口连接有四级分离油相输出管路，另一侧出口连接有四级分离水相输出管路；所述四级分离水相输出管路连接所述五级功能油水两相旋流气浮分离装置入口，所述五级功能油水两相旋流气浮分离装置设有三个油相、气相、水相三个出口，油相出口连接有五级分离油相输出管路，气相出口连接有五级分离伴生气输出管路，水相出口连接有五级分离水相输出管路，所述五级功能油水两相旋流气浮分离装置的气相出口和入口之间还连接有五级分离伴生气循环气浮气管路。
[0012]进一步地，所述五级分离水相输出管路连接所述六级功能油水两相精细过滤分离装置入口，所述六级功能油水两相精细过滤分离装置一端出口连接有六级分离油相输出管路，另一端出口连接有六级分离水相输出管路；所述六级分离水相输出管路连接缓冲水罐入口，所述缓冲水本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.海上油田生产水就地处理就地回注系统，其特征在于：包括七级分离装置，分别为一级功能气液两相分离装置、二级功能油水两相旋液分离装置、三级功能油水两相旋流离心分离装置、四级功能油水两相聚结破乳分离装置、五级功能油水两相旋流气浮分离装置、六级功能油水两相精细过滤分离装置、七级功能油水两相超滤分离装置，所述七级分离装置通过管路依次连接，所述七级功能油水两相超滤分离装置还连接有注水缓冲罐、注水泵，海上油田生产来液进入一级功能气液两相分离装置，依次经过所述七级分离装置、所述注水缓冲罐、所述注水泵，最终回注到井口；所述二级功能油水两相旋液分离装置、所述三级功能油水两相旋流离心分离装置、所述四级功能油水两相聚结破乳分离装置、所述五级功能油水两相旋流气浮分离装置、所述六级功能油水两相精细过滤分离装置、所述七级功能油水两相超滤分离装置分别连接污油储罐，所述污油储罐连接增压输油泵，所述增压输油泵连接输油系统；所述一级功能气液两相分离装置、所述五级功能油水两相旋流气浮分离装置以及所述污油储罐连接回收气装置。2.根据权利要求1所述的海上油田生产水就地处理就地回注系统，其特征在于：所述一级功能气液两相分离装置入口连接有生产气液源头输入管路，一端出口连接后一级分离伴生气输出管路，另一端出口连接有一级分离液相输出管路；所述一级分离液相输出管路连接所述二级功能油水两相旋液分离装置入口，所述二级功能油水两相旋液分离装置一端出口连接有二级分离油相输出管路，另一端出口连接有二级分离水相输出管路；所述二级分离水相输出管路连接所述三级功能油水两相旋流离心分离装置入口，所述三级功能油水两相旋流离心分离装置一端出口连接有三级分离油相输出管路，另一端出口连接有三级分离水相输出管路；所述三级分离水相输出管路连接所述四级功能油水两相聚结破乳分离装置入口，所述四级功能油水两相聚结破乳分离装置一侧出口连接有四级分离油相输出管路，另一侧出口连接有四级分离水相输出管路；所述四级分离水相输出管路连接所述五级功能油水两相旋流气浮分离装置入口，所述五级功能油水两相旋流气浮分离装置设有三个油相、气相、水相三个出口，油相出口连接有五级分离油相输出管路，气相出口连接有五级分离伴生气输出管路，水相出口连接有五级分离水相输出管路，所述五级功能油水两相旋流气浮分离装置的气相出口和入口之间还连接有五级分离伴生气循环气浮气管路；所述五级分离水相输出管路连接所述六级功能油水两相精细过滤分离装置入口，所述六级功能油水两相精细过滤分离装置一端出口连接有六级分离油相输出管路，另一端出口连接有六级分离水相输出管路；所述六级分离水相输出管路连接缓冲水罐入口，所述缓冲水罐出口连接有缓冲水罐液相输出管路，所述缓冲水罐液相输出管路连接超滤前增压输入管路，所述超滤前增压输入管路连接所述七级功能油水两相超滤分离装置入口，所述七级功能油水两相超滤分离装置第一端出口连接有七级分离油泥输出管路，第二端出口连接有循环过滤返回缓冲水罐管路，所述循环过滤返回缓冲水罐管路连接所述缓冲水罐入口，所述七级功能油水两相超滤分离装置第三端出口连接有七级分离水相输出管路，所述七级分离水相输出管路连接达标注水缓冲罐入口，所述标注水缓冲罐出口一侧连接有达标注水循环旁路，所述达标注水循环旁路连接所述超滤前增压输入管路，所述标注水缓冲罐出口另一侧连接有达标注水输出管路，所述达标注水输出管路连接有达标注水增压回注管路。3.根据权利要求1所述的海上油田生产水就地处理就地回注系统，其特征在于：所述一
级功能气液两相分离装置，采用双斜切下倾旋流入口，内部设有雾气旋流分离管。4.根据权利要求1所述的海上油田生产水就地处理就地回注系统，其特征在于：所述二级功能油水两相旋液分离装置，采用高动能旋流离心分离器，内部设有液液旋流分离锥形管。5.根据权利要求1所述的海上油田生产水就地处理就地回注系统，其特征在于：所述三级功能油水两相旋流离心分离装置，采用径向导流高速旋流管，内部设有径向导流高速旋流管。6.根据权利要求1所述的海上油田生产水就地处理就地回注系统，其特征在于：所述四级功能油水两相聚结破乳分离装置，采用纳米陶瓷本位涂层的亲水疏油、亲油疏水、疏水疏油三种极...

【专利技术属性】
技术研发人员：谈桂强，陶进新，叶彤，庄永升，洪成江，章成武，
申请(专利权)人：珠海巨涛海洋石油服务有限公司，
类型：发明
国别省市：