油田污水回注及回注泵耐蚀材料应用实践

朱士春，赵彦女，张伊鲜，余静

(1.长庆油田分公司第十一采油厂太白梁作业区，甘肃 庆阳 745000； 2.长庆油田分公司第二采气厂神木天然气处理厂，陕西 榆林 719000)

0 引言

现阶段，我国的油田开发已经进入了高含水期，原油中水含量不断提升，加大了油田采油废水处理的难度。如果对油田废水处理不当，会对开采区的生态环境造成很大的影响，给附近的居民带来很大的安全隐患，所以必须加强对油田污水处理力度。同时经过处理的污水达标之后，可以进行回注。污水回注技术的运用，一方面可以减少油田在开采过程对环境的污染；另一方面可以有效提高油田产量。

油田污水回注对于注入水的水质要求十分严格，一旦注入水水质不达标，很有可能导致回注管道发生破坏，给油田企业生产过程带来影响，甚至造成经济损失。因此在注水时需要对污水进行处理，同时要确保其能够达到相关标准。另外在实际开采过程中需要重点研究回注泵耐蚀材料，确保回注泵运行良好，延长使用寿命，才能减少原油的开采成本，为油田企业健康高质量发展奠定基础。

1 影响回注水水质的主要因素

1.1 对油田污水回注的意义认识不到位

油田污水回注对解决水资源、提高油田开采效率、防止环境污染具有重要意义。但在实际应用该技术的过程中，其重要性并没有得到足够重视。相关负责人只是重点关注石油的开采效率，而忽视了注入水的水质，并且对注入水并没有进行深入研究，导致注入水的质量达不到油田的开采需求，不仅对油田的开采环境带来影响，还影响了原油的采收效率。

1.2 操作方面存在的问题

污水回注工作需要进行科学化的操作，因此在该过程中需要利用合理的工作流程完成污水回注工作，在该阶段需要确保操作系统的正确性，才能有效提高污水回注的工作质量，确保工作流程达到规范化才能从根本上解决问题。

现场操作人员在实际操作中会出现不同程度的违规现象，导致油田的工作效率降低，另外药剂添加不合理，造成药剂用量无法满足油井的开采需求，进而造成注入水水质受到影响，会导致污水回注效率降低[1]。

污水回收和沉降在实际操作时会出现问题，主要表现在沉降罐液位低，导致沉降时间无法满足油水分离的效果。在污水回注过程中工作系统也容易受到污染，一些员工在滤管损坏的状态下，仍然进行油水分离，导致水质出现问题。

1.3 滤料处理不全面

由于污水在处理工作过程中，大多会利用到石英砂、磁铁矿等滤料来作为主要原料对污水进行处理。如果在这些方面的处理工作不够深入，就会直接影响到污水水质。造成回注污水受到影响，严重的情况下会给环境带来一定的影响，并且会降低油田产量和工作效率[2]。

2 提高油田污水回注的有效方法

2.1 加强管理，提高员工的综合素质

(1)加强培训工作，发挥组织作用，增强员工的综合素质水平。油田企业需要建立健全管理队伍，确保管理队伍中各部门的相关职责得到落实。在开采时应当明确专职的管理人员，对污水回注水质进行检测和化验，并且根据检测结果出具检测报告。同时，也要定期对技术人员进行培训工作，使其深入了解注水水质对于油田开发工作的重要性，只有不断提高工作人员的专业技能和操作水平，才能有效提高注入水质量。

(2)建立完善的管理制度和考核体系。应当重点明确工作人员在操作过程中的规范，严格按照相应的管理要求对工作人员进行管理，同时需要将水质指标纳入到日常管理工作过程中，与员工的绩效考核挂钩。

(3) 优化操作控制，建立水质管理方法。通过对注入水水质在工作过程中所出现的问题以及回注工艺的分析得知，要想实现污水处理工作效率的提高，就必须加强对污水水质的管理工作。污水回注工作所涉及的内容较多，因此需要从多个环节来控制污水水质，才能有效增强油田的开采效率[3]。

2.2 有效控制水质

大多数油田污水主要来源于三相分离器和生活污水，经过沉降罐和除油罐的处理，就可将污水输送至处理场所，再经过相应的处理之后，就能有效满足油田回注水质要求。在进行实际操作过程中，首先将油田污水在三相分离器中进行处理，降低水中的含油量。在沉降罐中，利用油水比重差将油水进行有效分离，确保原油在不被浪费的情况下，注入水水质也会得到保障。另外要及时对除油罐上方的油污进行处理，当油罐内的油污厚度达到一定要求时就需要对含油污水进行回收，减少含油污泥的积累，同时应当采取有效措施出去污油，才能减少含油污泥对水质的影响。

2.3 利用微生物净化污水

通过将微生物注入到油田污水中，可以有效增加菌群对于物质的分解能力，可以在污水中迅速生成对各种有机物降解的生物群，可有效去除污水中含有的各种有害物质。微生物扩培装置的运行能够有效提高微生物的繁殖率，利用微生物参与的还原、氧化、合成等作用，将有机物进行有效分解并最终转化成二氧化碳和水。

微生物反应的技术特点主要有以下两点：第一，对于不同的油田污水，可以选择有针对性的特殊微生物来进行净化；第二，针对污水可生化性能进行提高，处理效率得到大幅度增长，并且会产生相对稳定的水质[4]。

3 污水回注效果

3.1 减少对地层的影响

利用污水回注，可以有效提高油田的水驱效果。由于回注水是从油田中所开采出来的，因此在进行污水回注之后能够与油井中的流体形成良好的配伍性，减少水质对地层所带来的损害，同时可以扩大注水波及体积，在储层内形成良好的油水连接通道，扩大泄流面积，增加界面之间的阻力提高了流体在储层中的流动速度，进而提高了油田的开采效率。但污水回注中，如果杂质含量过高，注水水质达不到相应的标准，则有可能堵塞地层孔隙，影响注水驱替效果，导致油田的开采效率下降[5]。

3.2 提高石油开采经济性

利用污水进行回注是比较经济的注水方式，井筒内流动的注入水是从井下气层部位开采到地面的水，经过特定的污水处理措施以后，在注入到气层当中可以实现水驱效果。通过分析油田污水的特点，应该采取最优的水质处理措施，提高回注水水质的相关标准，达到水驱效果，要防止回注水对井筒造成腐蚀，从而影响井筒的使用寿命，增加油气井维护成本。

3.3 应对水资源短缺

利用污水回注可以确保水量充足，以及注水管网能够实现连续注入，不会出现水资源短缺的情况，通过对污水回注压力的控制，实现油井配注要求，可以有效提高油田的开采效率，进而达到油田生产目标的实现。

在利用污水回注过程中，如果污水处理达不到相关标准，会对管网造成腐蚀现象，因此在回注过程中需要提高污水水质的处理效果。污水中含有复杂的化学成分，如果污水得不到较好的处理，会导致注水设备发生损坏，进而影响注水效率，因此需要加强防护措施，才能确保污水回注效果[6]。

4 优化回注工艺降低运行成本

通过油田的实际情况可以看出，对污水进行处理以后，水质的标准还不能完全达到注入水的标准，注入油层之后会发生油层孔隙堵塞现象，因此需要采取清堵技术，才能够延长水驱效果。因此在实际开采过程中，必须增加酸化和压裂施工作业，同时需要对污水进行更加深化处理，在处理过程中，要加强处理工艺的监督和管理，在最大程度上提高回注水的水质。

结合现有的污水回注工艺设计，需要不断对设备和工艺进行研究和创新。目前马八区块对污水回注实施方案主要有三种：第一，结合现有联合站所利用的注水流程，增加一辆倒液罐车，并且安装注水泵来增加油气井注水量；第二，对集输站的注水流程进行优化，将污水就地回注；第三，基建提供的带水处理工艺。不同方案对污水回注效果影响不同，应该根据油井的实际情况还选择合适的回注方案，降低油气井运行成本。

对污水水质进行优化处理，提高油井的驱替能量，可以有效增加油井产量，进一步促进油田的发展，挖掘区块潜能。通过对油田污水回注问题的不断研究，努力开拓污水回注的新技术，提高污水回注标准，提升油井注水开发效果[7]。

5 优选回注泵材料延长使用寿命

在油田污水回注中，回注泵的作用至关重要。目 前我国各油田所使用的大型注水泵数量接近1 000 台，其中大多数注水泵为8 kW 以上的大功率分段式离心泵。这些注水泵在运行过程中会消耗大量的电能，占整个油田消耗电能的40% 以上，因此提高注水泵的工作效率和确保注水泵的长期运转，对增强油田企业的经济效益有着非常重要的意义。例如我国长庆油田现在所使用的注水泵为2 000 多台，提高注水泵的运行效率，1 年可以节约用电2.8 亿度，节省一大笔电费。同时对现有的注水泵进行改造升级可以有效延长注水泵的使用寿命，并且定期对注水泵进行维护保养，还可以节省相应的维修费。

在延长注水泵使用寿命的同时，确保注水泵能够得到高效运转，研究人员在此过程中也做出了大量的研究工作，并且取得了非常优异的成绩，但是与先进技术相比，在实际应用过程中仍然存在一定的差距。

一些发达国家非常重视延长注水泵的使用寿命和确保注水泵的高效长期运转，进而可以达到节能目标。在实际工作过程中，除了添加缓释剂以外，还可采用耐腐蚀的核心材料来制作叶轮、泵壳、导叶以及其他设备部件。这些材料中包括钛、钛合金和铬镍不锈钢等。通过分析不同的污水成分，可以使用钛合金来制作叶轮泵，当回注污水达到12 000 h 之后，注水泵仍然可以继续使用，并且应用效果非常好。

根据用户技术要求、注水泵所输送的介质、注入水的化学性质，选择不同的耐腐蚀材料，对增强注水泵的使用寿命有着重要意义。316 不锈钢制造泵体、不锈钢制造其他部件，在有抗应力腐蚀开裂的部件，采用合金材料、耐磨材料、钴铬钨合金材料进行制作，另外有效提高注水泵内部构件的耐磨性。

与国外先进国家相比，我国注水泵的使用寿命较短，产生该现象的主要原因是由于油田污水成分复杂，且我国油田在开采过程中所形成污水中的氯离子含量较高、腐蚀性强；另一方面注水泵所使用的材质与先进国家相比存在一定的差距，耐腐蚀性较低。

我国油田污水中的氯离子含量高，并且具有强腐蚀因素，通过分析国外的先进注水泵，在注清水状态下，注水泵的使用寿命可以达到15 000 h，而注入氯化物等杂质的地层水使用寿命可以达到7 000 h。在注入含氧污水时，寿命仅仅只有2 500 h。当注入硫化氢等腐蚀性介质时，平均的使用寿命在500 h。因此针对不同的注入介质，需要采用不同的回注泵材料，才能够有效提高注入泵的工作效率，减少油田企业经济成本的投入。

近年来，随着我国科学技术的不断发展，各大油田在注水泵耐腐蚀材料方面的研究也取得了很快的发展，使注水泵的寿命得到提高。例如，对注水泵结构进行改进，对注水泵的不锈钢缸体进行离子软氮化处理；适当调整泵的密度间隙，能够有效提高泵效，使注水泵的使用寿命得到延长，并且注水泵的免修期可以超过5 700 h。因此，加强对注水泵的材质创新和完善，选用优秀的材料进行注水泵的制造，可有效提高注水泵的防腐性能，进而增强注水泵的工作效率和工作周期。

6 结语

将油田采出的污水回注到油井中，可以实现水驱的开发效果，在实际操作过程中，需要将分离出的污水进行特定处理，达到注水水质标准之后才能对油井进行回注。该方式可以有效解决注入水与油井配伍性问题，从而增强了油井的开采效率，同时通过优化回注泵耐蚀材料及结构可以减少油田在开采过程中的成本，提高了油田在开采过程中的经济效益和社会效益。