石油联合站供注水管线的在线化学清洗技术

摘 要：供注水管线由于管壁垢样附着物的存在导致注水水质沿程变差。采用了由高效渗透剥离剂，结合氧化性杀菌剂再配合次氯酸钠组成的化学剂清洗体系，在现场通过粘泥剥离、高效杀菌、开路冲刷等过程处理后，有效清除管内污染物，供注水井口水质明显提升，达到预期清洗效果。

关键词：管线；在线化学清洗；研究分析

近几年来对注水水质的监测表明，在联合站水处理系统运行正常的情况下，注入水在输送到注水井时，其水质指标中的含油、机械杂质、粒径中值以及微生物等项目出现不达标情况。分析从联合站输出的合格水在管道输送过程中被“污染”，是由于水中的SRB， TGB等细菌在无氧、pH值适宜、矿化度合适、温度适宜的条件下大量繁殖，特别是在水流较缓的管段局部或管壁上大量囤积，促使水中硫化物含量增加，并与注入水中其他杂质相作用，在管壁上附着下来，导致沿程水质变差[1]。

注水干线管壁及注水井口精细过滤器中附着物的取样分析结果如下：井壁垢样为棕黑色至黑色，泥样软垢，垢层厚约3-8mm，气味呈臭鸡蛋味。剥去垢层可见管壁，略显粗糙，说明造成了轻微的腐蚀。垢样中有机垢比例为64.0%，无机垢20.2%；其中有机成分中含油量53.78%，微生物46.22%。污垢的存在导致回注水在管网中被污染，既腐蚀管线，又严重影响正常注水，因此对供注水管线实施在线化学清洗。

1 处理方案

1.1 处理剂选择

（1）有机物剥离分散剂

有效抑制石油和微生物等有机物造成的沉积。当用作有机物分散剂时，可以使杀菌剂更好地渗入菌泥和生物粘泥中，更接近微生物细胞，且其疏水基能在金属表面形成一层有机物保护膜，避免对系统产生腐蚀影响。

（2）杀菌增效剂

溴基杀菌剂，与次氯酸钠混合后产生比氯基杀菌剂效果更优异的活性溴来控制微生物的生长。

（3）氧化性杀菌剂

次氯酸钠，开路水系统理想的氧化性杀菌剂。

1.2 清洗方案

选择联合站外输管线作为加药点，使用加药泵进行点滴加药，药剂在外输水中混合均匀后被外输水携带至供水和注水管线的各个部位，清洗管网中的管壁和设备。加药后即对注水站和各单井水质进行监测，如发现水质不合格即逐步启动洗井水回收流程将污水排放至联合站污水池，至各单井水质合格后逐次回注，至此第一轮清洗结束。继续加入生物分散剂剥离较为紧密的垢层，在各单井浊度上升时加入杀菌剂和增效剂，杀死垢层内细菌，强化剥离效果，在水质不合格时按照第一轮的方法进行处理。直至各单井水质数据和联合站外输水水质数据相当时确认到达终点停止清洗。如图1。

1.3 清洗技术难点

为保证生产平稳，并且安全有效的清除污垢，实施方案还需满足如下条件：

（1）注水系统不允许停止供水24小时以上，即要求对系统进行有效的在线清洗。

（2）直通回注水经处理后进入生化池，生化池中的活性污泥对系统的处理效果起到至关重要的作用。因此在整个清洗过程中，必须严格限制直通回流水的余氯含量，不能对生化池的活性污泥菌种造成冲击。

（3）药剂无腐蚀性，避免脱垢后产生管线腐蚀穿孔。

2 现场实施

2.1 清洗施工过程

供注水干线的清洗剥离操作共进行了4个周期，每个周期包括三个步骤：清洗、直通降浊、缓冲。

（1）清洗过程

按照100mg/L的浓度投加分散剂对附着垢进行软化剥离，同时开始注水站和单井的水质监测，3小时后配合使用氧化性杀菌剂次钠和杀菌增效剂，对系统管线内壁的油污和有机物粘泥进行清洗剥离。期间严格控制注水井余氯小于0.2mg/L。

（2）直通降浊过程

浊度上升至100FAU后即停止回注，流程导直通回流至联合站污水池。为提高单井管线冲洗流速，采取轮流关闭单井，逐次清洗。期间停止投加杀菌剂，确保回流水余氯为0mg/L，以保护生化池菌种；继续投加分散剥离剂以分散水体中的悬浮物，防止沉积。

（3）缓冲过程

监测浊度低于100FAU后，切换至注水，同时更换过滤器纤维球，拦截杂质进入地层。维持100mg/L分散剂加量进行缓冲剥离并分散水中的悬浮物；监测各井口浊度。

（4）清洗结束

依据水质浊度变化开展多轮清洗，在各单井井口水质数据与联合站外供水水质数据相当时停止加药，即清洗结束。

2.2 数据及效果分析

2.2.1 浊度分析

由上图2可见，开始投加药剂分散剥离剂，系统浊度变化缓慢，配合投加次钠和杀菌增效剂后，浊度急剧上升至200FAU以上，说明系统中有大量粘泥被剥离。此时停止投加杀菌剂，倒直通；由于回水流量所限，分批切换至直通，保证直通单井紊流量8m3/h进行冲洗。冲洗过后，浊度逐渐降低，5～6小时后切换为注水状态，更换井口过滤器纤维球，进入清洗缓冲时期。如此至4个周期后浊度峰值逐渐平稳，表明清洗结束。

2.2.2 总铁分析

经过对清洗后剥离液体分析，清洗剥离过程中系统总铁浓度较低，说明系统腐蚀产物较少。总铁曲线与浊度曲线出现的峰值基本同步。

2.2.3 余氯监测

在整体清洗过程中余氯监测显示，系统余氯控制比较稳定，始终低于0.2mg/L，避免了对联合站生化池造成不良影响。使用杀菌剂及剂量安全有效。

2.2.4 清洗效果

清洗达到终点后，通过拆开注水站过滤器和单井井口过滤器目测连接管线内壁的清洁情况，对清洗效果做出初步判断。过滤器拆开后，所连接的管线内壁清洁，无污油、无粘泥，构件显示金属光泽，说明清洗基本成功，见图3，清洗前；图4清洗后。

清洗前，联合站外输水经过管网至注水井井口后浊度和悬浮物上升，说明回注水在管网中被污染，清洗后各项指标均与联合站外输水相当，达到了清洗的目的。

3 结束语

（1）清洗过程采用的药剂为中性的分散剂和氧化型杀菌剂，无酸碱物质，清洗药剂中分散剂具有一定的缓蚀作用，在清洗过程中始终保持注水站余氯小于0.2mg/L，确保在清洗过程中不发生腐蚀，杜绝了穿孔事故的发生。

（2）设计的实施方案实现了不停车在线清洗，对注水生产无不良影响，且无环境污染，实现了绿色清洗。

（3）管线清洗效果显著，注水井井口水质达标率大幅上升，为进一步提高油田注水开发水平奠定了基础，其后续经济效益将十分可观。此外，该药剂的使用及方案实施为供、注水管网二次污染的治理积累了大量的经验。

参考文献

[1]崔本敬.注水干线清洗技术应用初探[J].江汉石油学院学报，2006，26：271-272.