[实用新型]一种油田回注水防垢处理装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及油田采出水处理技术领域，特别涉及油田联合站油气水三相分离后的回注水进行处理的装置。

背景技术

从打开油气层开始投产到油田开发结束的整个过程中，油藏中的流体从油气层中流出，经过井筒、井口到地面集输系统。在这些不同流经的部位，温度、压力、油、水、气的平衡都在发生变化。注水开采中还需要引入新的流体。只要流体中遇到两种以上不配伍水存在或在流动过程中随着压力和温度的变化，都存在着结垢的可能。在一般情况下，整个油气田开发过程中，往往是在温度升高、压力下降的条件下，容易形成碳酸钙垢，且多发生在井下压降区及油田地面集输系统的加温部位和分离器部位；同时在两种不相配伍的油水混合时容易形成硫酸盐垢，最常见的是地面集输管线；在注水开发油田中，当注入水和不配伍的地层水相遇时，则有可能在地层中产生硫酸盐垢。由于结垢的影响，油井井筒、地面管线阻流和设备损坏，油田产能和注水能力降低或不能连续生产，进而导致油气产量降低，同时增加了大量井下作业工作量，因此使一些油田的许多油气井停产或过早报废，造成了极大的经济损失。

目前，油田应用较为广泛的防垢技术分为化学方法、物理方法和工艺方法。化学方法防垢是阻止无机盐在溶液和流体通道壁上结晶沉淀，主要手段是加入化学防垢剂；物理方法防垢是阻止无机盐沉积于系统壁上，允许无机盐在溶液中形成晶核甚至结晶，但要求这种结晶悬浮于溶液中不能粘附于系统的器壁上，主要手段有采用超声波防垢、磁防垢；工艺法主要是针对集输工艺参数进行改良和优化。三种防垢技术中以添加防垢剂的化学方法应用最广。

在采油生产实践中工作人员还发现，尽管化学防垢和物理法防垢技术在解堵方面起到了很大的作用，但是未能去除成垢金属离子(这是油田生产集输系统及工业循环水系统结垢问题的根源)，使得管道在长时间使用后仍会出现较为普遍的结垢现象，严重影响了采油效率和产量，并且化学防垢剂的投加还可能形成二次污染。因此，依据“以防为主”的原则，去除油田采出液中的金属离子(主要为Ca²⁺、Mg²⁺离子)是解决集输系统结垢问题的关键。

实用新型内容

本实用新型的目的是：提供一种油田回注水防垢处理装置，对回注水在注入前进行通电电解，利用反应器阴极区产生的OH-离子沉淀水中的Ca2+、Mg2+离子，达到水质软化的目的，从根本上缓解油田生产集输系统的结垢问题。

本实用新型采用的技术方案是：油田回注水防垢处理装置，包括水泵、电化学反应器、稳压电源、胶体分离膜和沉淀池。在电化学反应器内固定有胶体分离膜，胶体分离膜将电化学反应器内分成阳极区和阴极区，在阳极区固定有阳极板，在阴极区固定有阴极板，阳极板和阴极板分别与稳压电源两极连接。在电化学反应器的阳极区壁上固定有进水口，进水口连接水泵，能把需要处理的回注水泵入电化学反应器的阳极区内。在电化学反应器的阳极区顶部有气体出口，能使反映中产生的Cl₂排出。在电化学反应器的阴极区顶部有气体出口，能使反映中产生的H₂排出。在电化学反应器的阴极区壁上固定有出水口，在电化学反应器的阴极区下部壁上固定有CO₂气体进口，能注入CO₂气体调节税的pH值。在电化学反应器的阴极区上部壁上固定有水出口，水出口有管线连接沉淀池的入口。沉淀池有水出口，能使经处理、沉淀后的水送入注水罐。

电化学反应器阳极区顶部Cl₂气体出口连接有Cl₂气体收集装置；电化学反应器的阴极区顶部H₂气体出口连接有H₂气体收集装置。

阳极板材料为钛基金属氧化物电极(PbO₂)，阴极板为不锈钢。

胶体分离膜是带微孔的生瓷片，用来阻挡反应过程中阴极生成的悬浮物、胶体等向阳极扩散进而重新溶解。

阳极板和阴极板之间的距离为7.5cm，极板间施加电压为8V，电流密度为16mA/cm²，水在电化学反应器内停留时间为90～100min。