油田注汽锅炉给水除氧问题初探

本文对油注气高压锅炉给水的几种不同除氧方式，以及每种除氧方式对主锅炉的适应性做了初步探讨。     

旋膜除氧技术在注汽锅炉给水处理中的应用

针对克拉玛依油田注蒸汽稠油开采来水中溶解一定浓度的氧所造成的氧腐蚀,严重影响注汽锅炉安全运行问题,研究开发了旋膜除氧技术。该技术利用蒸汽热能和水压力以机械方式使来水形成旋转水膜,通过改变来水中溶解气体的溶解与逸出的动态平衡,来分离出溶解于水中的氧,从而达到除氧的目的。该技术综合热力除氧和化学除氧技术的优点,在石油化工行业喷射、降膜传热传质方式的基础上进行了改进。利用该技术研制的1套设备在克拉玛依油田的试验结果表明,除氧效果达到油田注汽锅炉水质要求,值得推广应用,但在整体外形结构上还需进一步改进。     

油田注汽锅炉水质影响因素研究

分析了影响注蒸汽锅炉水质的因素,包括硬度、含氧、pH值、含钠、含铁,指出前三项是主要因素,还分析了蒸汽干度的影响。2003年6月起大庆葡北油田三断块葡71-75井组进行蒸汽驱先导性试验,使用OH20-ND-25XAMT型锅炉,注汽压力12 MPa,注汽温度320℃,蒸汽干度75%,日注气量160 m3。介绍了该锅炉用水的软化处理装置及工艺。给出的一组水质分析数据表明,清水硬度(钙镁)为2.83 mmol/L,软化后锅炉生水硬度(镁)和炉水硬度(镁)均为0.04 mmol/L;pH值在正常范围(8.87,8.08,8.32);矿化度和钠钾含量逐步升高。考察了当清水水温分别为0~20℃、含氧量分别为14.6~9.2 mg/L时,为彻底除氧而加入的除氧剂Na2S2O3量,超出理论需要量的剩余量应≤10 mg/L。图1表2参4。     

海水除氧剂HC-3的研究与应用

胜利埕岛近海油田采用注海水驱油方式开发，海水含氧7～8mg／L。埕岛中心二号平台海水处理系统采用天然气气提工艺除氧，除氧设备故障多，天然气耗量大，除氧费用高。讨论了8类共11种化合物的除氧机理，并在2mg／L CO^2＋催化剂存在下，按理论用量的0．5～2．0倍加入海水中除氧，其中亚硫酸钠、亚硫酸氢钠和丙酮肟效果最好，亚硫酸盐＋肟在理论加量条件下可使海水含氧降至零。加量70mg／L时在现场条件下使海水含氧降至0．04mg／L。该复配物定名为除氧剂HC-3，无毒，其水溶液在油封、氮封条件下可分别储存7天、15天，使用防冻液可使凝固点降至-18℃。改用质量比6：4的Cu^2＋＋Mn^2＋催化剂可大大提高除氧速率。该除氧剂已于2005年7月投入现场应用，使用一种隔膜式计量泵使除氧剂、催化剂配比精确化。在除氧剂加量80mg／L、催化剂加量16mg／L条件下，处理后海水含氧稳定地控制在≤0．04mg／L。图3表8参6。     

纯化油田回注污水结垢性与配伍性研究

胜利纯化油田注水水源为纯梁（油气水集输处理），首站污水，碳酸钙结垢引起注水压力上升，影响油田生产，在室内通过加入助凝剂和混凝土剂进行化学混凝，静置沉降，过滤后加入稳定剂，将该污水转变成为符合注入水行业标准的净化水，该净化水pH=8.-8.3，成垢离子Ca^2 ,Mg^2 ,HCO3^-1等含量较高，但根据饱和指数SI和稳定指数SAI预测无CaCO3结垢倾向，配伍性实验结果表明；在油层温度（90℃），下密闭加热7天，首站污水，纯梁油田及其边缘井产出水均产生沉淀，不同比例的首站污水与纯梁，边缘井产出水混合水也产生沉淀，相互不配伍，处理后的首站污水仍保持清澈透明，按不同比例与纯化油田及其边缘井产出水混后后，水色清亮，浊度略上升，但无沉淀生成。     

广利油田污水改性研究

对用碱剂处理高腐蚀性的广利回注污水、进行水质改性及缓蚀、阻垢问题进行了室内实验研究。用单一碱剂(NaOH，Ca(OH)2，NaCO3，NaSiO3)处理后的广利污水(pH=8．5)，腐蚀速率达到注水要求，但悬浮物含量急剧上升。碱处理后加入筛选的二元复配絮凝剂沉淀30分钟的中层水样，腐蚀速率、总铁、悬浮物、含油、SRB数均符合注水要求，但残渣量很大，沉降4小时以后，湿渣率为6％～9％，干渣率为0．09％～0．46％。根据各碱剂的优缺点将碱剂复配，优选出了未报道其组成的3种复配碱剂，与絮凝剂结合使用，使湿渣率降至5％～8％，干渣率降至0．0647％～0．0709％。其中复碱F用量中等而pH值易调，干渣率0．0647％。与地层水相比，复碱改性污水及其与地层水的混合水更易结垢。根据理论预测(60℃)，复碱改性使广利污水的CaCO3结垢性由临界变为结垢，使CaS04结垢性由不结垢变为结垢或临界。筛选了供复碱改性广利污水使用的阻垢剂。以一种标准盐水测定的渗透率为基准，精细过滤广利站处理后回注污水和复碱处理广利污水先后流过3支地层岩心，使渗透率分别下降6．2％～7．8％和3．9％～4．7％。因此，复碱改性并作絮凝、阻垢处理的广利污水可用作注水。大量污泥的处理是待解决的问题．图1表11参5．     

孤岛中一区注聚井二氧化氯解堵技术

胜利孤岛油田中一区一部分注聚井地层堵塞严重,常规酸化解堵效果不好,为此开发了二氧化氯解堵技术。室内实验结果表明:1%CMC和0 5%HPAM溶液与等体积0 4%ClO2溶液的混合液在60℃放置3小时后,粘度较空白混合液下降95%和87%;HPAM/Cr3 强凝胶在0 4%ClO2溶液中于80℃放置12h后解体,产生少量絮状沉淀;ClO2在加量30～200mg/L时在30～90min内基本上杀灭全部SRB菌(初始菌数2 5×104～≥1 1×108个/mL),在加量5～100mg/L时在5～60min内基本上杀灭全部TGB菌(初始菌数≥1 1×107个/mL);0 2%～0 8%ClO2溶液对FeS的溶蚀率为16 8%～23 1%,远高于15%盐酸液的5 3%;常温下ClO2对N80钢的腐蚀率符合现场施工要求。在4口注聚后恢复注水的井实施0 4%ClO2解堵,使平均注水压力由13 3MPa降至10 1MPa,注水量达到配注量,有效期79～325天,平均192天;10口对应采油井原油增产,其中7口油井增产显著,有效期107～301天,平均178 4天。表5参2。     

一种降低污水腐蚀性的油田污水处理技术

胜利东辛油田广利污水站处理后回注油田污水腐蚀性很强。注水井管柱和地面管线腐蚀极为严重。多次检测结果表明腐蚀速率高达0．24～0．28mm／a。腐蚀是由氢的去极化反应和硫化物引起的。污水在沉降罐停留时间长达15h，但沉降后污水中悬浮固体、含油、总铁仍大大高于行业标准的要求。使用已申请专利的一种电化学处理设备，在不同运行参数下在现场对未加水处理剂的污水进行预氧化处理，然后在pH=7．0进行混凝沉降1h，在运行参数（氧化程度）适宜时，砂滤后水质（悬浮固体、含油、Fe^3＋、∑Fe和滤膜因数MF）完全达到要求。预氧化后的污水容易混凝沉降，所用混凝剂（HPAM、HPAM＋硫酸铁、HPAM＋硫酸铝）效果相仿。预氧化使污水腐蚀速率增大。提高混凝沉降pH值（6.5-8．0）使水质普遍变好，腐蚀速率下降，但污泥生成量增多，合理的pH值为7．0。这时腐蚀速率为0．052mm／a。预氧化/混凝处理后污水矿化组成变化很小，Ca^2＋、HCO3^-浓度和结垢趋势减小。表7参5。     

糠醇-脲-甲醛树脂固砂剂

该固砂剂是为满足胜利胜坨油田高含水、严重出砂油井的防砂而开发的。所研制的糠醇 脲 甲醛树脂活性高 ,水分散性良好。通过组分筛选和配方优化 ,得到固砂液的基本配方为 :5 .0～ 8.0 %树脂 ,2 .5～ 5 .0 %潜在酸固化剂 ,0 .2 %～ 0 .5 %商品偶联剂HK 5 5 0 ,用清水配液。实验固砂液与粒径 0 .4～ 0 .8mm的石英砂在 6 0℃反应 2 4小时形成的固结砂 ,抗压强度大于 5MPa ,渗透率保留率大于 80 % ,适用温度下限 6 0℃ ,上限至少为 90℃ ,在油田污水、煤油、10 %盐酸、10 %硫酸、10 %NaOH碱液中浸泡 90天强度基本不变 ,在 10 %KMnO4溶液中浸泡 10d后解体。石英砂中含有粘土时固结砂抗压强度急剧降低 ,≤ 1%时抗压强度 >5MPa。石英砂粒径减小使固结砂渗透率保留率降低。简介了在胜坨油田 12口严重出砂井和 9口一般出砂井用该固砂液固砂的结果。图 5表 6参 5。     

桥口油田注水压力升高原因与治理措施

中原桥口油田注水压力高 ,30 %以上注水井欠注。基于该砂岩油藏特性及开发状况 ,通过储层岩心流动、污染和解堵实验 ,发现注水压力升高的原因 ,一是模拟地层温度下 (95℃ )地层水和注入水产生夹带CaCO3 的CaSO4垢 ,垢沉积堵塞注水井近井地带 ,二是频繁的调剖、堵水作业封堵了高渗通道 ,油水井连通性变差 ,低渗透层也受到伤害 ,超细水泥 /膨润土污染后的低渗岩心伤害不易恢复 ;提出的综合治理措施如下 :①注水初期对注水井进行粘土稳定处理 ,地层伤害后可注活性水改善渗透率 ,严格控制注水水质 (提出了包括表面和界面张力在内的 6条水质水性标准 ) ;②注水方式合理化 ,注水井井距以 2 5 0～ 30 0m为宜 ,注水压力 <35MPa ,注水强度≤ 4 .80m3 /m·d ;③高效螯合有机复合缓速酸解除岩心伤害的效果最好 ,盐酸和胶束酸略有效果 ,土酸有反效果 ;④用柴油携带的超细纳米活性聚硅粉在 1口井试用 ,增注降压效果很好 ,值得投入前期性试验     

丙烯酰胺地层聚合交联冻胶堵调剂研究及应用

研制了由丙烯酰胺 (3%～ 8% )、引发剂 (0 .0 5 %～ 0 .3% )、多价金属离子络合物交联剂 (0 .1%～ 0 .5 % )、反应调节剂 (0 .0 5 %～ 0 .2 % )和水组成的地下聚合交联成胶体系 ,用于油井堵水和注水井调剖。成胶液配制可在 16～ 2 0min内完成。成胶液受剪切不影响冻胶形成。对按标准配方配制的 5 %丙烯酰胺成胶体系进行了研究和评价。在70℃生成的冻胶在水中吸水膨胀 ,8h体积膨胀 6 .8倍 ,2 4h体积膨胀 8.3倍。在 5 0～ 70℃生成的冻胶初始粘度 1.38× 10 6 mPa·s,老化 90d后粘度基本不变 ,粘度最大降幅≤ 6 .4 %。在长 30mm、渗透率 2— 6 μm2 的人造岩心上测得对油相和水相的堵塞率分别为 >99%和～ 70 % ,突破压力分别为 2 .2～ 2 .7和 0 .1～ 0 .3MPa。该堵调剂已在胜利几个整装油田 2 5口注水井和 8口油井上应用 ,以油、水井各一口作为实例介绍了堵调结果。表 5参 3。     

氧化塘处理采油废水动力学研究

在室内小型模拟反应池内,在静态条件下,在25.1℃、28.8℃和长达84h时间内实验研究了氧化塘处理采油污水时COD的生化降解规律。结果表明,胜利油田桩西联高含盐采油污水的主要污染物COD在氧化塘的好氧生化降解过程可近似为一级反应动力学过程,降解速率常数k与温度(℃)之间的关系可表示为:k(T)=0.04578×1.054T-20h-1;可生化降解CODbd的生化降解动力学关系为:CODbd=CODbd,0exp(-kt)mgL-1。k的温度系数θ=1.054。图4表3参3。