1.前言
注水井注水一段時間后，由于水中的懸浮物、機械雜質等在井筒和炮眼附近的聚集，會造成地層吸水能力下降，注水壓力升高。目前，油田常用的注水井洗井污水處理方法，主要是外排或利用罐車拉運集中處理，這些污水處理方式污染環(huán)境、耗資較大。為此，本文提出注水井循環(huán)洗井技術研究，設計出核心部分無動力油水分離系統(tǒng)，并且把加藥系統(tǒng)和精細過濾器融入到整體設計中，保證處理后的洗井水達到標準后直接回注到井內，實現(xiàn)循環(huán)洗井。
2.無動力油水分離系統(tǒng)研究
2.1理論基礎
含油污水除油的主要方法，有機械分離方法和破除乳化作用的化學處理方法兩種。其中，重力法是機械分離方法中最基本也是最重要的一種初級處理方法。由于油、水的相對密度不同，當系統(tǒng)處于平衡時，組分一定的油水混合物在一定的壓力和溫度下，就會形成一定比例的油、水相。1904年，Hazne提出“淺池理論”，該理論忽略了紊流、進出口水流的不均勻性、油珠顆粒上浮中的絮凝等因素，認為油珠顆粒是在理想的狀態(tài)下進行重力分離的。即分散而非結絨顆粒的分離效果，是以顆粒的運動速度與池子的面積為函數(shù)來衡量的，與池子深度、運動時間無關。
2.2無動力油水分離系統(tǒng)設計
根據(jù)“淺池理論”和斯托克斯理論，設計無動力油水分離系統(tǒng)。在無動力前提下，洗井返排液流經油水分離器時，油珠借助污水流動時的動能，連續(xù)碰撞，由小變大，油珠、絮凝物等借助裝置設計形成的水位落差勢能，作為替代動能，由此加速不同比重的油與水的分流、分層和分離，最終實現(xiàn)油水分離。該系統(tǒng)包括分離區(qū)和沉降區(qū)，分離區(qū)由多層橫板和斜板組成，起分離固體雜質和油污的作用，橫板可以使流體從紊流狀態(tài)變?yōu)閷恿鳡顟B(tài)，同時增大油水分離界面，使得添加的化學藥劑與污水充分混合，除油更為徹底(而斜板除油主要通過重力分離法，利用油和水的密度差使油上浮，且斜板傾斜的角度超過污油流動的休止角，使油只能向上運動，顯著提高分離效率。沉降區(qū)由多層帶孔豎版組成，主要起穩(wěn)流的作用，污水經幾次折流后，增加了油水分離沉降時間，使油水進一步分離。
3.除油藥劑優(yōu)選
取采油七廠某區(qū)塊注水井洗井液，按照《大慶油田油藏水驅注水水質指標及分析方法《（Q/SYDQ0605—2000標準）進行分析。
從水質分析結果（見表1）可以看到，洗井液中細菌數(shù)、油和懸浮物含量超標，這樣的水質給細菌繁殖提供了極好的營養(yǎng)源，而且油滴和懸浮物大量吸附加入的化學除菌劑，使其失去藥性，又促使細菌進一步繁殖，且產生新的沉淀，使懸浮物的含量進一步增加。對此，在室內試驗分析對比基礎上，優(yōu)選出LF-1殺菌黏泥抑制劑和LF-2符合絮凝劑。LF-1殺菌黏泥抑制劑不但能夠有效殺死硫酸鹽還原菌、鐵細菌和腐生菌，而且能夠有效抑制藻類和黏泥的產生。所選用的LF-2復合絮凝劑由有機絮凝劑CPAM和無機絮凝劑PAC復配而成，無機絮凝劑PAC能吸附油滴，促使油滴聚集，有機絮凝劑吸附多個膠體離子而發(fā)生沉降，在沉降的過程中，又吸附聚集的油滴一同沉降，達到凈水的目的。同時，確定出合理的加藥量范圍，見表2。
4. 精細過濾技術
在注水井循環(huán)洗井技術研究過程中，配套研制出精細過濾器，該過濾器由三層不銹鋼管精細濾芯組成（見圖1），當洗井水通過管孔間交錯搭配形成的環(huán)隙時，洗井水中的機械雜質與絮凝后的懸浮物被阻擋在旋流槽內，實現(xiàn)雜質、懸浮物與洗井水的分離。精細過濾后的水進入中心管注入井內。通過調整反沖洗機構，使濾芯進水孔與出水孔對位，反沖洗濾芯通道貫通，打開排污柄后，即可將過濾出的污物發(fā)沖洗出，從而實現(xiàn)排污和反沖洗功能。此外，通過調整環(huán)隙大小，可以達到不同注入水水質標準要求，其精度可以達到0.002mm。
綜上所述，注水井循環(huán)洗井技術將無動力油水分離技術、加藥技術和精細過濾技術合為一體，當洗井水流經無動力油水分離器的同時，啟動加藥系統(tǒng)，向污水中加入優(yōu)選的殺菌藥劑，實現(xiàn)油水的分離、殺菌及絮凝，達到標準后回注到井內，實現(xiàn)注水井的循環(huán)洗井。
5. 處理后水樣檢測
在現(xiàn)場應用過程中，隨機抽取注水井洗井后的水樣進行化驗，水中含油量、粒徑中值及懸浮物含量指標偶都有較大程度改善，基本能夠滿足注水井洗井要求（見表3）。
6. 結論
①無動力油水分離器工藝結構合理，布局緊湊，通過多級機械塔板的緩沖沉降，實現(xiàn)油水及雜志的無動力分離，適用于注水井洗井工作需要。
②在洗井液水質分析的基礎上，通過室內實驗，優(yōu)選出的LF-1殺菌黏泥抑制劑和LF-2符合絮凝劑，能夠有效除菌，達到凈水目的。
③注水井循環(huán)洗井技術將無動力油水分離技術、加藥技術和精細過濾技術合為一體，實現(xiàn)對洗井液的分離、殺菌、過濾，最終將達到標準的凈化水回注到井內，實現(xiàn)注水井循環(huán)洗井。
④注水井循環(huán)洗井就似乎克服了常規(guī)洗井方式存在的污染環(huán)境、耗資大的問題，符合綠色油田的發(fā)展需要，具有廣闊的應用前景。
