滤后水质指标代表污水处理的效果,是后序流程水质达标的最根本保证,滤后水质持续稳定合格,对注水干线、滤罐、井筒不会产生二次污染,因此污水处理的平稳与否是决定注水水质的源头。但影响水质的因素是多方面的,应通过技术的进步和工艺优化提高污水处理效果,保证滤后水质的持续稳定,为后序流程提供合格的水源。
1、水质产生二次污染问题的原因
1.1 管网材质对水质的影响
注水井投产以来,注水管网采用过钢骨架聚乙烯复合管、高压玻璃纤维管、连续增强塑料复合管、无缝钢管等材质,服役时间最长的为无缝钢管,已服役十五年,其它材质管道服役1-12年不等。根据不同管材,对井口悬浮物与注配间对比分析,防止污水残留污染,选取4个注清水的注配间取样,注配间取样悬浮物含量在0.6mg/L以内,井口取样化验,悬浮物含量在0.9mg/L以内,差值在0.3mg/L以内,可以表明,不同材料的管线,悬浮物都有不同程度的提高,但不明显,不能构成污染水质的主要因素。
1.2 流量突变对水质的影响
污水在管线输送过程中,有两种情况,一是水体对管壁冲刷作用,是增加水体浊度的过程;二是水体悬浮物向管壁附着或沉淀作用,是水体自净的过程。当流速较大时,冲刷作用大于沉淀作用,表现为浊度升高;当流速较小时沉淀作用大于冲刷作用,表现为浊度降低,水中各种物质容易沉积而污染水质。
根据这一特点,冲洗支线采用加大流量的方法进行冲洗,冲洗前悬浮物含量为9.44mg/L,15分钟后,流量增加到0.45m3/min,水质变黑,悬浮物含量上升至42.17mg/L,30分钟后,水质悬浮物含量降低,持续2小时后,悬浮物含量将至3.0mg/L,可见该种方法可以有效的冲洗管线,降低悬浮物含量。
1.3 回流污染对水质影响
(1)泵压低倒流。
当注水井油压高于汇管压力时,就会产生注入水倒流的现象,倒流后,会污染整个汇管,使注配间管辖的注水井水质全部变差。如果倒流时间过长,倒流回的污水含油超过8mg/L的标准,会造成流量计的堵塞。
(2)放溢流。
放溢流是常用的一种泄压和冲洗水嘴的手段,主要是靠井底的高压水,冲洗水嘴,解决水嘴堵塞的情况。取放溢流井溢流水质样,悬浮物含量高达13.12mg/L,含油量高达60.46mg/L,放溢流结束后,如果不能对注水井和管线彻底冲洗,启注后,悬浮物和含油量超标的水被注入地层。
1.4 停留时间
对于没有及时排空死角和三通等位置,存在着死水的情况,随着滞留的时间延长,水质剧烈恶化,透明度降低。
2、预防注入水质二次污染的措施
2.1 定期冲洗干线,有效减少悬浮物含量
2013年开始使用气压脉冲的方式冲洗干线,气压脉冲冲洗管线,是利用空气的可压缩性,使高压气体以一定的频率进入管道,在管道内形成间断的水气流,随着空气的压缩和扩张,使管道内的水气流的频率变化,将管道内壁生长的垢片被冲下,并随着高速气水流被排出,冲洗后悬浮物含量可低于2.5以下,冲洗效果明显。
2.2 冲洗支线,进一步防止悬浮物含量
注水支线计划每年冲洗两次,随周期洗井,一并冲洗支线,防止洗井合格后,管道污染水质。冲洗支线采取加大流量的方法冲洗,用高压泵车接通注配间排空流程,将高流量清水打入注配间注水汇管,冲洗哪口井,则拆除该井流量计内部的叶轮,防止降低流量,注配间导入正常注水流程,井口关闭总生产闸门,打开测试阀门做为出口,出口进排污罐车。冲洗时,都会产生一段悬浮物最高值,可以看出,水流速的改变,可以将管线内部的杂质冲出,冲出后,悬浮物含量进入“平滑期”,悬浮物含量进一步下降,需用大量清水替挤,替挤后效果不明显,主要原因是进口水源的污染,悬浮物含量超标,导致出口悬浮物含量超标,目前做法是,冲洗后启注水泵,用正常注水流程顶替管线内污染水。
2.3 注配间滤罐可以有效减少悬浮物含量
注配间滤罐采用免维护性滤罐,注水站来水后,经过滤罐后进入柱塞泵进口,增压后注入各注水井。根据柱塞泵工作要求,进口压力不得低于0.05MPa,根据日配注量,摸索出滤罐冲洗周期的个性化冲洗方案,滤罐可以有效的减少悬浮物含量。
2.4 井口滤清器可以降低悬浮物和含油的含量
为了减少悬浮物含量,在井口安装滤清器,安装在井口来水管线上,经过过滤后,注入油层。井口取水质样,滤前和滤后各取一个样,化验分析得到,悬浮物含量由10.49mg/L下降到5.4mg/L,含油量由1.93mg/L下降到0.44mg/L,效果明显,可以有效的降低悬浮物和含油的含量,但不能彻底改变水质情况,使水质达标。
3、结语
(1)注水管网材质与状况,流速的变化,井底回流,以及停留时间对注入水质都有较大的影响。
(2)井口过滤器和注配间过滤器,都可以有效的降低悬浮物含量和含油量,但不能彻底改变水质状况。
(3)冲洗干线的时间不需要太长,悬浮物含量将到5.0mg/L时,用来水冲洗即可,避免水罐车悬浮物含量超标,使水质不合格。(来源:安达市庆新油田开发有限责任公司)