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（胜利油田鲁胜石油开发有限责任公司 山东东营 257077）
摘 要：针对油田洗井作业中洗井返出液平均超标10倍，再次入井会造成油层堵塞，随意排放会造成环境污染的状况，研制并应用移动式撬装过滤设备等工艺技术，实现洗井污水过滤循环再利用的目的。
关键词：移动式撬装过滤设备 洗井作业 过滤循环
一、研究背景
油田洗井作业是油井防堵保产的一道重要工序，通过高速流动的液体将井底堵塞泥砂冲散，依靠循环上返液流的携带能力，将冲散的泥砂带到地面，从而有效避免泥砂堵塞油气层，确保油井稳产。
一直以来洗井作业中入井液和返出液的现场净化及其处理问题一直没有可靠的处理设施去解决，利用沉砂隔油池去处理洗井液，但由于分离、过滤，循环洗井效果差未能达到洗井目的，对地层造成直接伤害。而采用罐车循环拉运清水的方式进行洗井，其水质状况取决联合站水质处理能力，水质不稳定，经常出现固体悬浮物和含油量超标的情况，同时会产生高昂的罐车拉运费用，不仅洗井成本高，而且增加了集输系统的负荷和处理难度，经济效益差；
根据中国石化集团胜利石油管理局企业标准Q/SH1020 1386-2008《采油工程入井液通用技术条件》内容规定，在地层平均空气渗透率大于0.6 μm2的情况下，要求含油量≤25mg/L，固体悬浮物含量≤10mg/L。然而根据现场取样分析，入井液含油量和固体悬浮物平均超标4倍，洗井返出液平均超标10倍。洗井的目的在于解除砂堵及恢复油井的正常生产，是维护油井正常生产的一项重要措施，但由于洗井液水质不合格，机械杂质含量超标，杂质进入地层造成堵塞。无论高渗透油藏还是低渗透油藏，一旦形成堵塞，都将对油层造成不可逆的伤害，严重影响油井产量；因此，降低洗井时油层伤害、促进油藏稳产，提高入井液质量势在必行。
二、技术原理及工艺流程
针对油田洗井作业频繁，洗井水质差，返出液处理费用高，对油田的相关工厂化污水处理工艺调研分析，不断学习，加强研究，大胆设想，通过加药、沉淀、除油、除砂、过滤等技术手段实现洗井作业返液的现场净化，就地将返出液处理至入井液标准，就能实现循环洗井，这不仅能节约水资源，而且降低洗井成本。
该过滤装置设计以底盘车为基础，搭载气浮沉降池、旋流分离器、加药泵、多介质过滤器等撬装过滤设备。
洗井返排液在沉降池中沉降后，通过提升泵依次经过旋流分离器，气浮池，除去废水中的固体悬浮物、浮油及乳化物等后进入清水箱，依次经粗过滤和精密过滤两级过滤后，水质达到循环洗井要求。过程中产生的浮渣，收集于浮渣池，定期将浮渣集中处理。
工艺技术原理如下：
1、沉砂除油技术
采用沉砂隔油池来实现初级沉降的效果，废水从井口排出后首先进入沉砂隔油池，采用高度不同的挡板组合，实现分级沉砂；并利用油水密度差，将大部分浮油在沉砂隔油池中刮除掉。同时，在泵吸入口加装一个40～80目的滤网，进一步控制进入处理装置的砂粒粒径，减少水中含砂量。
2、加药技术
通过药剂泵加入碱类、絮凝剂等药剂，经过搅拌后使其达到混凝、絮体增大目的，液体中的可溶解悬浮物类物质经过桥联，泥砂下沉，絮体通过悬浮漂浮到水体表面，便于继续处理。
3、旋流分离技术
来液在涡壳内部形成加速的旋流，在下锥体段，在液流高速旋转时，由于两种互不相容的介质的密度不同，较大的固体颗粒被甩向器壁，随浓液从排沙口排出进入储砂罐；储砂罐内的水通过旁通进入油水过滤器；较小的悬浮颗粒旋转到一定程度后随二次涡流由排水口排出，进入下一级。在此过程中，大块泥砂的去处率大于90%，旋流除砂后的液体中砂粒的粒径小于0.05mm。
4、气浮技术
压缩空气通过气浮系统内的溶气罐，向水中输送大量的微小气泡，使污水中颗粒粒径为0.25～25μm的乳化油和分散油或水中悬浮颗粒附着在微小气泡上，增大微小油珠的浮力，使其迅速上浮从而使液体中的乳化油及分散油的大部分变为浮油，再通过气浮室中设置的浮油收集装置将其捕集去除。
5、多介质过滤分离技术
由于分布在上层的滤料颗粒间的空隙较大与下层空隙较小的滤料分层配置，这样就可以较好的发挥整个滤层的吸附能力，最大限度地增加截污能力，而具有良好的除油和去除水中有机杂质的双重效果。主要是去除水中的悬浮或胶态杂质，特别是能有效地去除沉淀技术不能去除的微小粒子和细菌等。在该多介质过滤器采用的是鹅卵石+金刚砂+无烟煤的组合方式。
最终，将各种多样的撬装过滤设备进行技术整合、一体化集成装配，形成以旋流分离器+加药泵+气浮沉降池+多介质过滤器为主体的移动式撬装过滤设备。本套装置总外形尺寸（长×宽×高）：8.5×2×2.5m；处理量：30m3/h；
该设备气浮装置的主要特点是：气泡直径小，产生的气量大，耗能少。如250m3/d气穴浮选机，电动机功率2.2kW；微气泡直径小于60μm；气水比达3：1。并且由于回流管的作用，可实现设备内处理水内循，不但提高了设备的除油效率，而且在进水量减少50%或增加30%的非常情况下设备能正常运行。并且采用底盘车承载，能适应油田的道路状况和移动作业；安全自动化程度较高，可通过控制面板集中操作或监视作业流程中主要参数，并具备相应的连锁功能，作业环节中若出现水量过大，超过警戒水位，则自动外溢并集中收集。
三、设备应用情况
该车载循环冲砂洗井废水过滤设备已在公司应用120井次，成功116井次。每次实验过程中对所取水样进行检测，根据水质检测报告显示：过滤前水质含油量为39.21mg/L，固体悬浮物含量为91.67mg/L，经过车载过滤设备过滤，净化后水质含油量为4.45mg/L，悬浮固体含量为7.33mg/L。其除油率高达88-95%，除砂率高达87-96%。节能减排污水约15000m3，减少废液处理费用98万元，降低了集输系统的负荷和处理难度，产生了巨大的社会效益。
四、结论
该撬装过滤装置具有操作简便、可移动式的特点，并集成“旋流分离、加药搅拌、气浮除油、混凝沉降、分级过滤”等多种技术，能对洗井返液进行过滤并循环利用。各项数据指标能达到设计要求，处理后水质洗井作业的前期、中期、后期均能达到洗井作业入井液技术标准规定。过滤后出口含油量在3-6mg/L之间，除油率高达87-94%；过滤后出口固体悬浮物含量在3-11mg/L之间，除砂率高达86-95%；
过滤效果达到油田规定的《采油工程入井液通用技术条件》标准，能减少对油井污染，降低油层堵塞，间接提高油井产量。同时具有现场反清洗能力，过滤时间持久，提高施工质量。使用该设备的情况下，估算平均单井节约洗井成本费用约1万元整，我公司已应用120井次，产生经济效益共120万元，在各大油田具有较高的推廣价值。
参考文献：
[1]伍远平，程雁，周孙彪等 油田含油污水精细过滤技术及装置研究 石油機械， 2003， 31 （增刊）： 5～7
[2]王松.混凝/过滤/膜系统处理钢铁厂废水并回用[J].中国给水排水，2007， 23（24）：75-77.
[3]吕建波，孙力平，赵新华，等.改性石英砂过滤技术用于污水再生回用的研究[J].中国给水排水，2008，24（9）：17-25.
摘 要：针对油田洗井作业中洗井返出液平均超标10倍，再次入井会造成油层堵塞，随意排放会造成环境污染的状况，研制并应用移动式撬装过滤设备等工艺技术，实现洗井污水过滤循环再利用的目的。
关键词：移动式撬装过滤设备 洗井作业 过滤循环
一、研究背景
油田洗井作业是油井防堵保产的一道重要工序，通过高速流动的液体将井底堵塞泥砂冲散，依靠循环上返液流的携带能力，将冲散的泥砂带到地面，从而有效避免泥砂堵塞油气层，确保油井稳产。
一直以来洗井作业中入井液和返出液的现场净化及其处理问题一直没有可靠的处理设施去解决，利用沉砂隔油池去处理洗井液，但由于分离、过滤，循环洗井效果差未能达到洗井目的，对地层造成直接伤害。而采用罐车循环拉运清水的方式进行洗井，其水质状况取决联合站水质处理能力，水质不稳定，经常出现固体悬浮物和含油量超标的情况，同时会产生高昂的罐车拉运费用，不仅洗井成本高，而且增加了集输系统的负荷和处理难度，经济效益差；
根据中国石化集团胜利石油管理局企业标准Q/SH1020 1386-2008《采油工程入井液通用技术条件》内容规定，在地层平均空气渗透率大于0.6 μm2的情况下，要求含油量≤25mg/L，固体悬浮物含量≤10mg/L。然而根据现场取样分析，入井液含油量和固体悬浮物平均超标4倍，洗井返出液平均超标10倍。洗井的目的在于解除砂堵及恢复油井的正常生产，是维护油井正常生产的一项重要措施，但由于洗井液水质不合格，机械杂质含量超标，杂质进入地层造成堵塞。无论高渗透油藏还是低渗透油藏，一旦形成堵塞，都将对油层造成不可逆的伤害，严重影响油井产量；因此，降低洗井时油层伤害、促进油藏稳产，提高入井液质量势在必行。
二、技术原理及工艺流程
针对油田洗井作业频繁，洗井水质差，返出液处理费用高，对油田的相关工厂化污水处理工艺调研分析，不断学习，加强研究，大胆设想，通过加药、沉淀、除油、除砂、过滤等技术手段实现洗井作业返液的现场净化，就地将返出液处理至入井液标准，就能实现循环洗井，这不仅能节约水资源，而且降低洗井成本。
该过滤装置设计以底盘车为基础，搭载气浮沉降池、旋流分离器、加药泵、多介质过滤器等撬装过滤设备。
洗井返排液在沉降池中沉降后，通过提升泵依次经过旋流分离器，气浮池，除去废水中的固体悬浮物、浮油及乳化物等后进入清水箱，依次经粗过滤和精密过滤两级过滤后，水质达到循环洗井要求。过程中产生的浮渣，收集于浮渣池，定期将浮渣集中处理。
工艺技术原理如下：
1、沉砂除油技术
采用沉砂隔油池来实现初级沉降的效果，废水从井口排出后首先进入沉砂隔油池，采用高度不同的挡板组合，实现分级沉砂；并利用油水密度差，将大部分浮油在沉砂隔油池中刮除掉。同时，在泵吸入口加装一个40～80目的滤网，进一步控制进入处理装置的砂粒粒径，减少水中含砂量。
2、加药技术
通过药剂泵加入碱类、絮凝剂等药剂，经过搅拌后使其达到混凝、絮体增大目的，液体中的可溶解悬浮物类物质经过桥联，泥砂下沉，絮体通过悬浮漂浮到水体表面，便于继续处理。
3、旋流分离技术
来液在涡壳内部形成加速的旋流，在下锥体段，在液流高速旋转时，由于两种互不相容的介质的密度不同，较大的固体颗粒被甩向器壁，随浓液从排沙口排出进入储砂罐；储砂罐内的水通过旁通进入油水过滤器；较小的悬浮颗粒旋转到一定程度后随二次涡流由排水口排出，进入下一级。在此过程中，大块泥砂的去处率大于90%，旋流除砂后的液体中砂粒的粒径小于0.05mm。
4、气浮技术
压缩空气通过气浮系统内的溶气罐，向水中输送大量的微小气泡，使污水中颗粒粒径为0.25～25μm的乳化油和分散油或水中悬浮颗粒附着在微小气泡上，增大微小油珠的浮力，使其迅速上浮从而使液体中的乳化油及分散油的大部分变为浮油，再通过气浮室中设置的浮油收集装置将其捕集去除。
5、多介质过滤分离技术
由于分布在上层的滤料颗粒间的空隙较大与下层空隙较小的滤料分层配置，这样就可以较好的发挥整个滤层的吸附能力，最大限度地增加截污能力，而具有良好的除油和去除水中有机杂质的双重效果。主要是去除水中的悬浮或胶态杂质，特别是能有效地去除沉淀技术不能去除的微小粒子和细菌等。在该多介质过滤器采用的是鹅卵石+金刚砂+无烟煤的组合方式。
最终，将各种多样的撬装过滤设备进行技术整合、一体化集成装配，形成以旋流分离器+加药泵+气浮沉降池+多介质过滤器为主体的移动式撬装过滤设备。本套装置总外形尺寸（长×宽×高）：8.5×2×2.5m；处理量：30m3/h；
该设备气浮装置的主要特点是：气泡直径小，产生的气量大，耗能少。如250m3/d气穴浮选机，电动机功率2.2kW；微气泡直径小于60μm；气水比达3：1。并且由于回流管的作用，可实现设备内处理水内循，不但提高了设备的除油效率，而且在进水量减少50%或增加30%的非常情况下设备能正常运行。并且采用底盘车承载，能适应油田的道路状况和移动作业；安全自动化程度较高，可通过控制面板集中操作或监视作业流程中主要参数，并具备相应的连锁功能，作业环节中若出现水量过大，超过警戒水位，则自动外溢并集中收集。
三、设备应用情况
该车载循环冲砂洗井废水过滤设备已在公司应用120井次，成功116井次。每次实验过程中对所取水样进行检测，根据水质检测报告显示：过滤前水质含油量为39.21mg/L，固体悬浮物含量为91.67mg/L，经过车载过滤设备过滤，净化后水质含油量为4.45mg/L，悬浮固体含量为7.33mg/L。其除油率高达88-95%，除砂率高达87-96%。节能减排污水约15000m3，减少废液处理费用98万元，降低了集输系统的负荷和处理难度，产生了巨大的社会效益。
四、结论
该撬装过滤装置具有操作简便、可移动式的特点，并集成“旋流分离、加药搅拌、气浮除油、混凝沉降、分级过滤”等多种技术，能对洗井返液进行过滤并循环利用。各项数据指标能达到设计要求，处理后水质洗井作业的前期、中期、后期均能达到洗井作业入井液技术标准规定。过滤后出口含油量在3-6mg/L之间，除油率高达87-94%；过滤后出口固体悬浮物含量在3-11mg/L之间，除砂率高达86-95%；
过滤效果达到油田规定的《采油工程入井液通用技术条件》标准，能减少对油井污染，降低油层堵塞，间接提高油井产量。同时具有现场反清洗能力，过滤时间持久，提高施工质量。使用该设备的情况下，估算平均单井节约洗井成本费用约1万元整，我公司已应用120井次，产生经济效益共120万元，在各大油田具有较高的推廣价值。
参考文献：
[1]伍远平，程雁，周孙彪等 油田含油污水精细过滤技术及装置研究 石油機械， 2003， 31 （增刊）： 5～7
[2]王松.混凝/过滤/膜系统处理钢铁厂废水并回用[J].中国给水排水，2007， 23（24）：75-77.
[3]吕建波，孙力平，赵新华，等.改性石英砂过滤技术用于污水再生回用的研究[J].中国给水排水，2008，24（9）：17-25.