一种油田注入水精细化预处理模拟实验方法技术

本发明专利技术提供了一种油田注入水精细化预处理模拟实验方法，该方法包括以下步骤：(1)将药剂注入输送油田注入水的管道中，油田注入水和药剂在管道中混合后送入斜管除油器进行油、水、泥渣分离，并收集分离后的水相；所述药剂包括水处理剂和/或离子调整剂；(2)将所述水相送入过滤器中进行过滤处理，并收集滤液；(3)所述滤液经离子交换器处理后，得到油田注入水精细化预处理后的水样；(4)对所述水样进行测试，分析测试结果。本发明专利技术提供的油田注入水精细化预处理模拟实验方法可以用来研究不同水处理剂的净水效果，污水停留时间对斜管除油器分离效率的影响，各种过滤介质在不同流速情况下的过滤效果等。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于油水分离
，具体涉及一种油田注入水精细化预处理模拟实验方法。
技术介绍
我国绝大部分油田采用注水开发的模式，一方面是为了补充地层能量；一方面是为了减少污水外排对环境以及生命安全的影响。随着石油开采的进程，采出原油的含水率不断增加，油水分离后产生大量的油田污水。为了提高现场设备的水处理效率，需要研究不同药剂、不同工艺下设备的除油效果以及水处理能力。同时，据最新研究成果表明，通过调整油田注入水的离子类型以及离子浓度可以较大幅度提高石油采收率。因此需要一种既具备高效率处理油田污水能力又具备调整注入水离子类型和离子浓度的模拟实验方法，用来评价不同药剂、不同工艺条件下注入水的精细化处理效果。
技术实现思路
为解决上述问题，本专利技术的目的是提供一种油田注入水精细化预处理模拟实验方法。为达到上述目的，本专利技术提供了一种油田注入水精细化预处理模拟实验方法，该方法包括以下步骤：(1)将药剂注入输送油田注入水的管道中，油田注入水和药剂在管道中混合后送入斜管除油器进行油、水、泥渣分离，并收集分离后的水相；所述药剂包括水处理剂和/或离子调整剂；(2)将所述水相送入过滤器中进行过滤处理，并收集滤液；(3)所述滤液经离子交换器处理后，得到油田注入水精细化预处理后的水样；(4)对所述水样进行测试，分析测试结果。在上述油田注入水精细化预处理模拟实验方法中，优选地，在所述步骤(1)中，油田注入水的流速为5-60mL/min，油田注入水和药剂在管道中混合的时间为60-300s；进一步优选地，所述药剂是以药剂溶液的形式注入输送油田污水的管道中，药剂溶液的注入速度为0.005-10mL/min。在上述油田注入水精细化预处理模拟实验方法中，优选地，在所述步骤(2)中，水相进入过滤器的压力为0.5-2MPa；水相的流速为5-60mL/min；水相在过滤器中的停留时间为10-30s。在上述油田注入水精细化预处理模拟实验方法中，优选地，在所述步骤(3)中，所述离子交换器为钙镁离子交换器。在上述油田注入水精细化预处理模拟实验方法中，步骤(4)中对水样进行测试，可以采用本领域的常规方法，具体分析项目根据需要设定即可。在上述油田注入水精细化预处理模拟实验方法中，优选地，该方法还包括对水处理剂的成分及浓度进行调整，并通过模拟实验的结果评价不同水处理剂的净水效果的步骤。在上述油田注入水精细化预处理模拟实验方法中，优选地，该方法还包括对油田注入水流速和斜管除油器中斜板的倾斜角度进行调整，并通过模拟实验的结果评价油田注入水停留时间对斜管除油器分离效率的影响的步骤。在上述油田注入水精细化预处理模拟实验方法中，优选地，该方法还包括对油田注入水流速和过滤器中滤料成分进行调整，并通过模拟实验的评价各种过滤介质在不同流速情况下的过滤效果的步骤。在上述油田注入水精细化预处理模拟实验方法中，优选地，该方法还包括对过滤器中的滤料粒径值、级配比和填充方式进行调整，并通过模拟实验的结果评价不同滤料粒径值、级配比和填充方式对过滤效率的影响的步骤。在上述油田注入水精细化预处理模拟实验方法中，可以使用以下油田注入水精细化预处理模拟实验装置进行实验，该装置具有以下结构：该装置包括进水系统、加药系统、斜管除油系统、过滤及离子交换系统和微机控制系统；其中，进水系统与斜管除油系统连通；加药系统与连通进水系统和斜管除油系统的管线连通；斜管除油系统与过滤及离子交换系统连通；进水系统、加药系统、斜管除油系统、过滤及离子交换系统分别与微机控制系统连接。这种油田注入水精细化预处理模拟实验装置既能高效率处理油田污水，同时又能调整注入水离子类型和离子浓度，因此，能够实现在室内条件下便捷、经济的评价不同药剂、不同工艺条件下注入水的精细化处理效果。对于上述油田注入水精细化预处理模拟实验装置，本领域技术人员可以根据需要设置必要的管路和阀门(手动球阀、电磁阀、单向阀等)，例如，为了安全需要设置安全回路或安全阀；为了取样需要设置取样管线或取样阀门；各容器可以设置排净阀门，密封容器可以设置放空阀等。另外，管路、控制阀门(电磁阀)以及数据采集元件(流量计、液位计等)的具体设置，最好能尽可能的满足微机控制系统的自动化控制。在上述方法中，优选地，该方法中使用的油田注入水精细化预处理模拟实验装置的结构为：进水系统包括污水槽和污水提升泵，所述污水槽与污水提升泵连通，所述污水提升泵与斜管除油系统连通；加药系统包括至少一组加药单元，各加药单元之间采用并列方式连接；斜管除油系统包括斜管除油器、污油槽、水槽和过滤增压泵；所述斜管除油器的出水口与水槽连通，所述水槽与过滤增压泵连通；斜管除油器的污油排出口和排净口分别与污油槽连通；过滤及离子交换系统包括过滤单元、离子交换单元以及滤后水槽，过滤单元和离子交换单元之间采用并联或串联连接后再与滤后水槽连通；所述过滤单元包括至少一个过滤器，各过滤器之间采用串联连通或并联连接；所述离子交换单元包括至少一个离子交换器，各离子交换器之间采用串联连通或并联连接。其中，过滤及离子交换系统中使用的过滤器和离子交换器均可以选自本领域常规的实验室设备，但是为了便于模拟实验中对处理过程的观察，过滤器和离子交换器的外壳最好由透明材料制成。在过滤及离子交换系统中，过滤单元和离子交换单元并不一定要同时使用，实验人员可以根据需要仅使用其中一个单元，或者两个单元同时使用。过滤单元与离子交换单元最好设置为既可以实现串联工作，又可以实现并联工作的连接方式，以便根据实验需求灵活调整。过滤器中滤料的粒径值、级配比和填充方式可以评价需要进行调整；离子交换器可以为钙镁离子交换器，也可以为用于调整其他离子浓度的离子交换器。在上述方法中，优选地，油田注入水精细化预处理模拟实验装置的结构为：加药单元包括加药槽、标定柱和加药泵；加药槽分别与标定柱和加药泵连通，加药泵与连通进水系统和斜管除油系统的管线连通，加药槽内设置有液位探测器，在加药槽分别与加药泵和标定柱连通的管路上，分别设置有手动球阀，在加药泵与连通进水系统和斜管除油系统的管线上设置有单向阀；斜管除油器的进水口之前设置有电动阀，在所述斜管除油器的外部设置有连通进水口和出水口的管线，在该管线上设置有电动阀；水槽中设置有液位探测器，在水槽与过滤增压泵连通的管路上依次设置有单向阀和过滤阀，在过滤增压泵的出水管路上设置有单向阀；过滤及离子交换系统还包括反冲单元，反冲单元中的反冲洗水泵的入口与滤后水槽连通，出口与过滤器的出水口连通，过滤器的入水口设置有与滤后水槽连通的管路。在上述方法中，优选地，油田注入水精细化预处理模拟实验装置的过滤及离子交换系统的具体设置方式为：(1)过滤单元的具体连接方式为：过滤及离子交换系统的入水管线上设置有两条分别与第一过滤器和第二过滤器的入口端相连通的支路，在支路上分别设置有电磁阀；第一过滤器和第二过滤器的出口端分别设置有与过滤单元出水总管连通的支路，在支路上分别设置有电磁阀，在出口端与电磁阀连通的管线上还设置有取样支路，在取样支路上设置有取样阀；在第一过滤器和第二过滤器的外部，分别设置有连通入口端和出口端的支路，在支路上设置有压差计，在压差计的两端分别设置有手动球阀；第一过滤器和第二过滤器的顶部分别设置有排气阀。(2)反冲洗单元的具体连接方式本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种油田注入水精细化预处理模拟实验方法，该方法包括以下步骤：(1)将药剂注入输送油田注入水的管道中，油田注入水和药剂在管道中混合后送入斜管除油器进行油、水、泥渣分离，并收集分离后的水相；所述药剂包括水处理剂和/或离子调整剂；(2)将所述水相送入过滤器中进行过滤处理，并收集滤液；(3)所述滤液经离子交换器处理后，得到油田注入水精细化预处理后的水样；(4)对所述水样进行测试，分析测试结果。

【技术特征摘要】
1.一种油田注入水精细化预处理模拟实验方法，该方法包括以下步骤：(1)将药剂注入输送油田注入水的管道中，油田注入水和药剂在管道中混合后送入斜管除油器进行油、水、泥渣分离，并收集分离后的水相；所述药剂包括水处理剂和/或离子调整剂；(2)将所述水相送入过滤器中进行过滤处理，并收集滤液；(3)所述滤液经离子交换器处理后，得到油田注入水精细化预处理后的水样；(4)对所述水样进行测试，分析测试结果。2.根据权利要求1所述的油田注入水精细化预处理模拟实验方法，其中，在所述步骤(1)中，油田注入水的流速为5-60mL/min，油田注入水和药剂在管道中混合的时间为60-300s；优选地，在所述步骤(1)中，所述药剂是以药剂溶液的形式注入输送油田污水的管道中，所述药剂溶液的注入速度为0.005-10mL/min；进一步优选地，在所述步骤(2)中，水相进入过滤器的压力为0.5-2MPa；水相的流速为5-60mL/min；水相在过滤器中的停留时间为10-30s；更优选地，在所述步骤(3)中，所述离子交换器为钙镁离子交换器。3.根据权利要求1或2所述的油田注入水精细化预处理模拟实验方法，其中，该方法还包括对水处理剂的成分及浓度进行调整，并通过模拟实验的结果评价不同水处理剂的净水效果的步骤。4.根据权利要求1或2所述的油田注入水精细化预处理模拟实验方法，其中，该方法还包括对油田注入水流速和斜管除油器中斜板的倾斜角度进行调整，并通过模拟实验的结果评价油田注入水停留时间对斜管除油器分离效率的影响的步骤。5.根据权利要求1或2所述的油田注入水精细化预处理模拟实验方法，其中，该方法还包括对油田注入水流速和过滤器中滤料成分进行调整，并通过模拟实验的评价各种过滤介质在不同流速情况下的过滤效果的步骤。6.根据权利要求1或2所述的油田注入水精细化预处理模拟实验方法，其中，该方法还包括对过滤器中的滤料粒径值、级配比和填充方式进行调整，并通过模拟实验的结果评价不同滤料粒径值、级配比和填充方式对过滤效率的影响的步骤。7.根据权利要求1-6任一项所述的油田注入水精细化预处理模拟实验方法，其中，该方法使用的油田注入水精细化预处理模拟实验装置的结构为：所述油田注入水精细化预处理模拟实验装置包括进水系统、加药系统、斜管除油系统、过滤及离子交换系统和微机控制系统；其中，进水系统与斜管除油系统连通；加药系统与连通进水系统和斜管除油系统的管线连通；斜管除油系统与过滤及离子交换系统连通；所述进水系统、加药系统、斜管除油系统、过滤及离子交换系统分别与微机控制系统连接；优选地，在所述油田注入水精细化预处理模拟实验装置中，所述进水系统包括污水槽和污水提升泵，所述污水槽与污水提升泵连通，所述污水提升泵与斜管除油系统连通；所述加药系统包括至少一组加药单元，各加药单元之间采用并列方式连接；所述斜管除油系统包括斜管除油器、污油槽、水槽和过滤增压泵；所述斜管除油器的出水口与水槽连通，所述水槽与过滤增压泵连通；斜管除油器的污油排出口和排净口分别与污油槽连通；所述过滤及离子交换系统包括过滤单元、离子交换单元以及滤后水槽，过滤单元和离子交换单元之间采用并联或串联连接后再与滤后水槽连通；所述过滤单元包括至少一个过滤器，各过滤器之间采用串联连通或并联连接；所述离子交换单元包括至少一个离子交换器，各离子交换器之间采用串联连通或并联连接。8.根据权利要求7所述的油田注入水精细化预处理模拟实验方法，其中，在所述油田注入水精...

【专利技术属性】
技术研发人员：伍家忠，许世京，马德胜，王敬瑶，吴康云，高建，李静，
申请(专利权)人：中国石油天然气股份有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11